Зачем фотографируют звезды?

Фотография звездного неба

Фотографирование – один из методов астрономических наблюдений.

Сравнение положений звезд на фотографиях, полученных десятки лет назад, с положениями их на современных снимках позволяет обнаружить под микроскопом ничтожные перемещения некоторых звезд. Эти перемещения составляют на фотографии тысячные или сотые доли миллиметра. Но для далеких звезд это соответствует движениям со скоростями в десятки километров в секунду. Путем сравнения фотографий, снятых определенным образом, можно установить и расстояния до звезд, и их цвет, и соответствующую ему температуру.
Впервые фотография в астрономии была применена в 1839 г. А в России первая астрономическая фотография была получена в 1844 г. в Казани Э. Кнорром, который наблюдал лунное затмение.
Но зачем фотографировать звезды? Дело в том, что возможности человеческого глаза ограничены, мы можем увидеть только крупные яркие звезды, а фотографические эмульсии очень чувствительны, поэтому астрографы позволяют фотографировать очень удаленные небесные тела от -26 до +25 звездной величины. Фотография работает точнее телескопа. Фотоаппарат, приспособленный к телескопу, с придирчивой точностью охватывает сразу все поле, не упуская ни одной даже самой слабой звезды. В этом первое преимущество фотографии. Второе ее преимущество — способность запечатлевать мгновенные явления. Она может запечатлеть полет метеора или картину протуберанца — огромного «фонтана» раскаленных газов, выбрасываемых с поверхности Солнца.
Фотопластинке под силу выполнить такую задачу в одно мгновение. Третье преимущество фотографии — ее документальность. Точные фотографические «зарисовки» неба можно долго и тщательно изучать в удобных лабораторных условиях. Их сопоставляют, сравнивают со снимками, сделанными несколько лет или десятков лет назад, замечая все происшедшие за это время перемены в положении светил. Астрофотография – это летопись событий неба.

Как фотографируют небо?

К моментальной съемке прибегают редко. Звезды на небесном своде перемещаются. Но соответственно этому перемещению часовой механизм передвигает с нужной скоростью и астрограф. Наблюдатель строго следит за контрольной звездой. Если астрограф отстает в своем движении или спешит, звезда сойдет с пересечения нитей. Малейшее уклонение в сторону немедленно исправляется астрономом посредством особого винта. На снимке все звезды выходят в виде точек.

Астрограф

Астрограф (от др.-греч. ἄστρον — светило и γράφω — пишу) — телескоп для фотографирования небесных объектов.
Со времён изобретения Галилеем телескопа он предназначался исключительно для визуальных наблюдений. Но в конце XIX века, с изобретением фотографии, в астрономию прочно вошёл фотографический метод наблюдений. В фокальную плоскость (плоскость, на которой расположены точки, в которых собираются попавшие в систему плоскопараллельные пучки лучей) телескопа вставлялась фотопластинка или, реже, фотопленка, на которой запечатлевались требуемые объекты. Специализированные телескопы, предназначавшиеся только для фотографических наблюдений, получили название астрографов, или камер.

ПЗС-матрица в фотоаппарате

Теперь в качестве фотоприёмников используются ПЗС-камеры. ПЗС-ма́трица (сокр. от «прибор с зарядовой связью») или CCD-ма́трица (сокр. от англ. CCD, «Charge-Coupled Device») — специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию ПЗС — приборов с зарядовой связью.
В наше время крупные инструменты предназначены в основном для фотографических наблюдений. Термин «астрограф» употребляется только по отношению к устаревшим телескопам в силу исторической традиции.
Фотография оказала большую услугу астрономам. С ее помощью ученые доказали существование множества слабых звезд, галактик за пределами нашей звездной системы. При помощи фотографии обнаружено красное смещение галактик. В астрономических обсерваториях хранятся миллионы астронегативов. Их изучают, сравнивают и в результате получают много необходимой информации.
Сейчас внедрено много новых астрономических наблюдений, возникла радиоастрономия, появились приемники инфракрасного излучения и др., но астрофотография не потеряла своей актуальности, она продолжает обогащать астрономов информацией. С ее помощью открывают и наблюдают переменные звезды, новые и сверхновые звезды, наблюдают метеоры, малые планеты, кометы, определяют положение небесных светил. Данные астрофотографии помогают даже в исследовании внегалактических объектов. Она по-прежнему помогает раскрывать тайны Вселенной. Часто фотоснимки превращаются в документы, на основе которых пересматриваются, меняются главнейшие представления о мироздании.

Фотометр

Блеск звезд и его изменения у переменных звезд измеряют при помощи фотоэлектрических фотометров. В них свет звезды, собранный телескопом, падает на фотоэлемент, вызывая в нем крайне слабый электроток, сила которого пропорциональна интенсивности освещения. Такой фотометр прикрепляют к концу телескопа вместо окуляра. Им можно точнее определить и цвет звезды, наблюдая ее через цветные стекла (светофильтры).
Фото́метр — прибор для измерения каких-либо из фотометрических величин, чаще других — одной или нескольких световых величин. С помощью фотометров можно определять спектр образцов, что позволяет установить их химический состав.
Систематическое фотографирование неба ведется во многих странах мира.

Фотография звездного неба в Южном полушарии