Скрытое от глаз…

Скрытое от глаз

Мы все любуемся впечатляющими фотографиями космоса. Нас восхищают причудливые формы и цвета, скрытые от глаз на ночном небе. Но ту же туманность через очень мощный телескоп своими глазами мы так не увидим! Для нас это будет черно-белое «облачко» в котором при наличии хорошей погоды можно разглядеть мелкие детали. Почему так происходит?

Скрытое от глаз…

Большая туманность Ориона М42. Фото через телескоп (Григорьев Павел, Хацук Виталий  (с) Минск, январь 2018)


Имитация видимости туманности через телескоп

Имитация видимости туманности через телескоп


Всё дело в строении нашего глаза! Он так устроен, что яркие, достаточно освещённые объекты мы можем видеть цветными, а тусклые — только чёрно-белыми. Так происходит из-за строения нашего глаза! Он состоит из палочек и колбочек.

Сетчатка

Палочка сетчатки глаза по форме напоминает цилиндр с равномерным диаметром по всей его длине. Вся длина палочки превышает ее диаметр практически в 30 раз, что делает форму этого фоторецептора вытянутой. Палочки обладают максимальной светочувствительностью, это обеспечивает их реагирование даже на самые минимальные внешние световые вспышки. Рецептор палочек начинает действовать даже при получении энергии в один фотон. Это особенность и позволяет палочкам обеспечивать сумеречное зрение и помогает максимально четко видеть объекты в вечерние часы. Однако, поскольку в состав палочек сетчатки входит всего один пигментный элемент, обозначаемый как родопсин или зрительный пурпур, то оттенки и цвета различаться не могут. Белок палочек родопсин и не может так же быстро реагировать на световые раздражители, как делают это пигментные элементы колбочек.

Колбочки получили такое название благодаря своей форме, похожей на лабораторные колбы. Длина колбочки равна 0,05мм, а её диаметр в самом узком месте составляет около 0,001мм, и 0,004мм в самом широком. На сетчатке здорового взрослого человека около 7 миллионов колбочек. Колбочки менее чувствительны к свету, другими словами, для их возбуждения потребуется световой поток в десятки раз интенсивнее, чем для возбуждения палочек. Однако колбочки способны обрабатывать свет интенсивнее палочек, из-за чего они лучше воспринимают изменение светового потока (например, лучше палочек различают свет в динамике при движении объектов относительно глаза), а также определяют более четкое изображение.

Палочки и колбочки

Именно поэтому ночью все кошки серые 😉

Наш глаз не умеет накапливать фотоны света как это делает фотокамера. Поэтому рассматривая в окуляр телескопа объекты с низкой яркостью, такие например как туманности и галлактики, мы можем наблюдать через доступные нам телескопы с аппертурами (диаметрами) до 300мм только чёрно-белыми. При длительных выдержках экспозиции светочувствительный элемент камеры (матрица или фотоплёнка) накапливает падающие на его фотоны и проявляется цветное изображение.

Нам же, людям, своими глазами глядя в окуляр телескопа  остаётся наслаждаться только формой и содержанием. Но и тут есть небольшая хитрость! Если отклонить зрачок чуть в сторону и присмотреться — мы увидим объект еще ярче, т.к. в середине глаза находится «центральная ямка», «жёлтое пятно» и «слепое пятно»!

Окуляр

Однако не стоит заранее расстраиваться, на небе есть достаточно яркие объекты, которые мы видим цветными, например планеты Солнечной системы и некоторые области на луне. да-да-да! Поверхность луны разноцветная!

Парад планет

Планеты Солнечной системы. Фото Андрей Лейчик


Существенно увеличить контрастность деталей наблюдаемых объектов помогают фильтры, которые устанавливаются в заднюю часть окуляра. Для правильного выбора фильтра необходимо знать природу (цвета) наблюдаемого объекта. Узкополосные фильтры «настроенные» на пропускание света определенных длин волн помогают «отсечь» ненужные длины волн. Так, например, зелёный фильтр дважды ионизированного кислорода (OIII) используются для планетарных туманностей, фильтры типа H выделяют зелено-голубое свечение слабых эмиссионных туманностей вроде Конской Головы или Калифорнии. Также существуют кометные фильтры, выделяющие свет специфических соединений, типа цианида и фильтры настроенные на набор длин волн, убирающие городскую засветку, типа UHC или ContrastBooster.

Светофильтры

Помимо их, существуют также цветные фильтры (для наблюдения деталей различных планет). Для Меркурия красный фильтр №25 выделяет диск планеты на голубом небе, давая возможность наблюдать планету днем или в сумерках, а оранжевый №21 поможет увидеть фазы планеты на послезакатном небе. В случае Венеры, неважно какой апертуры телескоп – она всегда слишком яркая. Фиолетовый фильтр №47 или соединенные вместе зеленый №58 и неплотный синий №80А уменьшат сияние планеты и подчеркнут ее фазы. На Марсе красный фильтр №25 покажет равнины и моря, оранжевый №21 – подчеркнет мелкие детали. Насыщенно-желтый №15 и неплотный синий №80А покажут полярные шапки, а зеленый №58 – линию их таяния. Самая большая планета Юпитер покажет свои облачные полосы, петли, фестоны, овалы и Красное пятно через фильтры №80А, №58 и №21. Множество слабых деталей на диске Сатурна выделит насыщенно-желтый фильтр №15. №25, №58 или №80А покажут отличия в яркости краев колец. №15 также поможет повысить четкость при фотографировании, улучшив разрешение щели Кассини. №80А также уменьшит свечение Луны, а №15 повысит контраст лунных борозд и наслоений. А для безопасного наблюдения солнечных пятен существует солнечный фильтр, ибо без его на солнце в телескоп можно посмотреть всего лишь два раза в жизни — один раз левым глазом, другой раз правым!