Astrofotografia

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Mgławica Ameryka Północna
Galaktyka Andromedy – M31
Amatorski zestaw do astrofotografii

Astrofotografia (astrografia) – dziedzina fotografii, która zajmuje się zdjęciami sfery niebieskiej oraz wszystkich występujących na niej obiektów, takich jak np. planety, galaktyki czy mgławice. Astrofotografię wykorzystuje się często, by ujrzeć obiekty zbyt słabe do oglądania gołym okiem bądź za pomocą niewielkich teleskopów. Zastosowanie długiego czasu ekspozycji umożliwia zebranie na jednej kliszy fotograficznej lub innym elemencie światłoczułym wszystkich fotonów padających z danego obszaru nieba nawet przez kilka godzin. Utrzymanie bardzo dokładnego ustawienia aparatu (ew. połączonego z teleskopem – zob. astrograf) wymaga użycia solidnego statywu i montażu, połączonego z precyzyjnym napędem zegarowym.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Pionierem astrofotografii był John William Draper, który wykonał fotografię Księżyca w 1840 roku. Następnie jego syn, Henry Draper, w 1880 r. jako pierwszy sfotografował obiekt pozasłoneczny – Wielką Mgławicę w Orionie. Od początku lat 90. XX wieku coraz więcej, zarówno amatorów, jak i profesjonalnych astrofotografów zamienia tradycyjne aparaty na matryce CCD, charakteryzujące się m.in. zwiększoną czułością.

Wzory przydatne w astrofotografii[edytuj | edytuj kod]

Pole widzenia rejestratora obrazu (aparatu, kamery)

gdzie jest długością boku detektora, a – ogniskową.

Długość śladu zakreślanego przez gwiazdę, fotografując nieruchomym aparatem[1]

gdzie jest czasem naświetlania w sekundach, ogniskową, a deklinacją gwiazdy. Jednostka otrzymanej długości śladu odpowiada jednostce określającej ogniskową. Chcąc uzyskać przesunięcie mniejsze od wielkości pojedynczego piksela, należy zastosować czas krótszy, niż

Za należy podstawić rozmiar piksela (jednostka musi być taka sama, jak ta opisująca ogniskową). Wzór można również zastosować w fotografii na tradycyjnych materiałach halogenosrebrowych. Za należy wstawić wtedy wielkość krążka rozproszenia właściwą dla danego formatu: 0,05 mm lub 0,033 mm dla aparatów małoobrazkowych; 0,075 mm dla formatu 6x6; 0,09 mm dla formatu 6x9 lub 0,1 mm dla formatu 9x12 i 4x5. Wtedy ogniskowa winna być również w mm.

By skompensować obrót sfery niebieskiej instrument należy zamocować na montażu paralaktycznym bądź azymutalnym z napędem sterowanym elektronicznie, stosując dodatkowo rotor pola.

Wielkość liniowa obrazu ciała niebieskiego rzutowanego na detektor

gdzie jest wielkością kątową obiektu.

Średnica plamki Airy’ego w ognisku teleskopu o średnicy czynnej i ogniskowej dla długości fali [2]

Wzór ten umożliwia dobór optymalnego rozmiaru piksela matrycy światłoczułej rejestratora podłączanego do teleskopu, celem uzyskania najlepszej rozdzielczości kątowej. Zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu, na średnicę krążka Airy’ego powinny przypadać co najmniej dwa piksele[3] (zob. częstotliwość Nyquista). Dalsze zmniejszanie wielkości piksela nie wniesie jednak dodatkowych detali do obrazu (zob. zdolność rozdzielcza). Jeśli rozmiar piksela jest zbyt duży w stosunku do parametrów teleskopu, można skorzystać z soczewki Barlowa, celem wydłużenia ogniskowej instrumentu optycznego.

Sugerowany czas naświetlania (w sekundach)

gdzie:

liczba przysłony
czułość filmu [ASA]
– moc promieniowania fotografowanego obiektu [J/s].
Obiekt Moc promieniowania
[J/s]
Słońce 10000000
Słońce w filtrze wizualnym Baader ND5 100[4]
Słońce w filtrze fotograficznym Baader ND3,8 1585
Zaćmienie Słońca
Protuberancje 100
Wewnętrzna korona 50
Środkowa korona 5
Zewnętrzna korona 0,5
Niebo w czasie zaćmienia 0,01
Planety
Wenus 2000
Mars 60
Jowisz 30
Saturn 10
Uran 4
Niebo
Szary świt 0,01
Niebieskie niebo 1000
Obiekt Moc promieniowania [J/s]
Księżyc
2–3 dni przed/po nowiu Księżyca 10
4–5 dni przed/po nowiu Księżyca 20
Kwadry Księżyca 40
Księżyc 2–3 dni przed/po pełni 80
Księżyc w pełni 200
Zaćmienie Księżyca
Granica cienia 0,05
Zaćmienie całkowite 0,005
Obiekty „Deep Sky”
Środkowa część M42 0,001
Większość mgławic 0,0001
Galaktyka M31 0,0001
Większość galaktyk 0,00001
Droga Mleczna 0,00001

W praktyce optymalny czas naświetlania może się nieco różnić od wyliczonego. Wpływa na to m.in. zaświetlenie tła nieba, ewentualne odstępstwo faktycznej czułości detektora od parametrów nominalnych, warunki pogodowe, ekstynkcja atmosferyczna itp.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Wiesław Skórzyński: Astrofotografia, czyli jak i czym fotografować nocne niebo i ciała niebieskie. Prószyński i S-ka, 1998. ISBN 83-7180-745-7.
  • Eduard Pittich, Dušan Kalmančok: Niebo na dłoni. Wiedza Powszechna, 1990. ISBN 83-214-0642-4.
  • Andrzej Branicki: Obserwacje i pomiary astronomiczne dla studentów, uczniów i miłośników astronomii. Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, 2011. ISBN 978-83-235-0692-8.
  • David Levy: Niebo. Poradnik użytkownika. Warszawa: Prószyński i S-ka, 2001. ISBN 83-7255-195-2.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Polskojęzyczne
Anglojęzyczne