في يونيو من عام 1889 ، قبل حوالي عام من وفاته المفاجئة ، أكمل الهولندي اللامع بعد الانطباع ، فنسنت فان جوخ ، بشراسة ليلة النجوم أثناء الإقامة في دير سانت بول دي موسول ، وهو ملجأ عقلي يقع في جنوب فرنسا. تصور اللوحة قرية متواضعة تقع بين الهدوء الأزرق للتلال المتموجة والسماء السحرية المليئة بالغيوم على شكل المذنب ونجوم عجلة العجلات بحجم عجلات فيريس. على الرغم من أن فان جوخ باع لوحة واحدة فقط خلال حياته ، فقد أصبح هذا العمل الفني الذي لا يقدر بثمن أيقونة. في ذلك ، استحوذ على عجب طفولي أنه يمكن للبالغين التعرف على من لم يقف في الخارج وتمايلت به النجوم المتلألئة التي تحتفل في السماء. يمكن أن تثير صور الفضاء العميق الجميلة إثارة مماثلة من هواة الفلك. ومع ذلك ، فإن المصورين الذين ينتجونهم أكثر اهتمامًا بالنجوم عندما يكونون مسالمين.
ليلة النجوم (1889) لم تكن اللوحة الوحيدة التي رسمها فان جوخ تصور السرد الليلي. في الواقع ، لم تكن هذه اللوحة المفضلة لديه لأنها لم تكن واقعية كما تصورها في الأصل. على سبيل المثال ، أنتج قبل ذلك بعام واحد ليلة النجوم فوق الرون (1888) و مقهى تراس في الليل (1888). كل من هذه العناصر لها عناصر مشتركة ولكن كل منها فريد أيضًا - تتضمن الإصدارات السابقة أشخاصًا وتضطلع النجوم بدور أقل ، على سبيل المثال. ومع ذلك ، أسرت جميع هذه الأعمال الثلاثة الملايين ويجمع كل يوم مئات من محبي الفن حولهم ، في متاحفهم الخاصة ، مما يجعل التفسيرات الشخصية لأنفسهم والآخرين الذين سيستمعون.
ومن المثير للاهتمام أن ما يجعل الفن لا يُنسى يمكن أن يؤدي أيضًا إلى صور فلكية يمكن نسيانها. وبشكل أكثر تحديدًا ، تمثل الألعاب النارية المبهرة في كل من لوحات فان جوخ نجومًا متلألئة ومتلألئة.
نحن نعيش في قاع المحيط من الغازات التي تتكون أساسًا من النيتروجين (78٪) والأكسجين (21٪) والأرجون (1٪) بالإضافة إلى مجموعة من المكونات الأخرى بما في ذلك الماء (0 - 7٪) وغازات "الاحتباس الحراري" أو الأوزون (0 - 0.01٪) وثاني أكسيد الكربون (0.01-0.1٪). يمتد إلى أعلى من سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 560 ميل. عند رؤيته من مدار الأرض ، يظهر الغلاف الجوي كوهج أزرق ناعم فوق أفق كوكبنا مباشرة. كل شيء نلاحظه موجود خارج كوكبنا - الشمس والقمر والكواكب القريبة والنجوم وكل شيء آخر ، يُنظر إليه من خلال هذه الوسيلة المتداخلة التي نسميها الغلاف الجوي.
إنها تتحرك باستمرار ، وتغير الكثافة والتكوين. تزداد كثافة الغلاف الجوي مع اقترابه من سطح الأرض ، على الرغم من أن هذا ليس منتظمًا على الإطلاق. كما أنه يعمل كمنشور عندما يمر الضوء. على سبيل المثال ، تنحني الأشعة الضوئية عندما تمر عبر مناطق ذات درجات حرارة مختلفة ، وتنحني نحو الهواء البارد لأنها أكثر كثافة. نظرًا لارتفاع الهواء الدافئ وهبوط الهواء البارد ، يظل الهواء مضطربًا وبالتالي تتغير الأشعة الضوئية من الفضاء باستمرار. نرى هذه التغييرات على شكل وميض النجوم.
بالقرب من الأرض ، الرياح الباردة أو الأكثر دفئًا التي تهب أفقيًا يمكن أن تخلق أيضًا تغيرات سريعة في كثافة الهواء تغير بشكل عشوائي المسار الذي يسلكه الضوء. وهكذا ، تساهم الرياح التي تهب من الزوايا الأربع في هزهزة النجم أيضًا. ولكن ، يمكن للهواء أيضًا أن يتسبب في تحول النجوم بسرعة التركيز ، مما يؤدي إلى تعتيمها أو تفتيحها أو تغيير لونها فجأة. هذا التأثير يسمى التلألؤ.
من المثير للاهتمام أن الهواء يمكن أن يتحرك على الرغم من أننا لا نستطيع أن نشعر بنسيمها - يمكن أن تتسبب قوى الرياح العالية فوق رؤوسنا في اهتزاز النجوم. على سبيل المثال ، التيار النفاث ، وهو عبارة عن مجموعة من التيارات الكارثية الضيقة نسبيًا الواقعة على بعد حوالي ستة إلى تسعة أميال ، يغير موقعه باستمرار. عادة ما تهب من الغرب إلى الشرق ، لكن موقعها النسبي بين الشمال والجنوب لا يزال في حالة مراجعة مستمرة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى ظروف جوية غير مستقرة للغاية لا يمكن استشعارها على الأرض ، ولكن التيار النفاث سينتج سماء مليئة بالومض إذا تدفق فوق موقعك!
نظرًا لأن الكواكب أقرب من النجوم ، يمكن رؤية حجمها كقرص أكبر من التحول الانكساري الناجم عن اضطراب الرياح. لذلك ، نادرا ما تتلألأ أو تفعل ذلك فقط في ظل الظروف القاسية. على سبيل المثال ، يتم النظر إلى كل من النجوم والكواكب من خلال طبقات أكثر سمكا من الغلاف الجوي عندما تكون بالقرب من الأفق مما كانت عليه عندما تكون فوق. لذلك ، كلاهما سوف يلمعان ويرقصان عندما يرتفعان أو يضيقان لأن ضوءهما يمر عبر كميات أكثر كثافة من الهواء. يحدث تأثير مماثل عند عرض أضواء المدينة البعيدة.
يتضخم الوميض الذي نراه في الليالي المرصعة بالنجوم مئات المرات بواسطة التلسكوب. في الواقع ، يمكن للوميض أن يقلل بشدة من فعالية هذه الأدوات لأن كل ما يمكن ملاحظته خارج التركيز ، مما يؤدي إلى تحريك نقاط الضوء بشكل عشوائي. ضع في اعتبارك أن معظم الصور الفلكية يتم إنشاؤها عن طريق إبقاء مصراع الكاميرا مفتوحًا لمدة دقائق أو ساعات. تمامًا كما تحتاج إلى تذكير هدفك بالوقوف ثابتًا أثناء التقاط صورته ، يريد علماء الفلك أن تظل النجوم بلا حراك وإلا فإن صورهم مشوهة أيضًا. أحد أسباب وجود المراصد على قمم الجبال هو تقليل كمية الهواء التي يجب أن تتداخل بها مقاريبها.
يشير علماء الفلك إلى تأثير الاضطراب الجوي على أنه رؤية. يمكنهم قياس تأثيره على رؤيتهم للفضاء عن طريق حساب قطر النجوم الفوتوغرافية. على سبيل المثال ، إذا كان من الممكن التقاط صورة النجم بالتعرض الفوري ، فإن النجم ، نظريًا ، سيظهر كنقطة ضوئية واحدة حيث لا يوجد تلسكوب ، حتى الآن ، يمكنه حل القرص الفعلي للنجم. ولكن ، يتطلب التقاط صور ممتازة تعرضًا طويلاً ، وبينما يكون مصراع الكاميرا مفتوحًا ، فإن وميض وتألق سيتسببان في أن يرقص النجم بالإضافة إلى التحرك والخروج من التركيز. نظرًا لأن تبايناته عشوائية ، فإن النجم يميل إلى إنشاء نمط دائري متناظر على جميع جوانب موقعه الحقيقي في المنتصف.
يمكنك إثبات ذلك بنفسك إذا كان لديك لحظة ولديك فضول. على سبيل المثال ، إذا كنت تأخذ قلم رصاص أو علامة سحرية مربوطة بسلسلة قصيرة إلى دبوس عالق في قطعة من الورق المقوى أو ورق ثقيل جدًا ، عندها يمكنك تحريك أداة الكتابة دون إزالة الدبوس ، مع مرور الوقت ، ستنشئ شيئًا يشبه الدائرة تقريبًا. ستنتج رسومات الشعار المبتكرة لأن السلسلة تحد من أقصى مسافة من الدبوس المركزي. كلما كانت السلسلة أطول ، كانت الدائرة أكبر. تتصرف النجوم على هذا النحو حيث يتم تسجيل ضوءها على صورة تعرض طويلة. تؤدي الرؤية الجيدة إلى إنشاء سلسلة بصرية قصيرة (الرؤية السيئة تجعل السلسلة أطول) ، يصبح الموقع الحقيقي للنجم دبوسًا مركزيًا ويتصرف النجم مثل أداة الكتابة التي يترك ضوءها علامة على رقاقة التصوير بالكاميرا. وبالتالي ، كلما كانت الرؤية أضعف وكلما زاد الرقص أثناء التعرض ، زاد حجم القرص الذي يظهر على الصورة النهائية.
لذا ، فإن الرؤية الضعيفة ستؤدي إلى ظهور أحجام النجوم أكبر في الصور الفوتوغرافية من تلك التي تم التقاطها أثناء الرؤية الجيدة. رؤية القياسات تسمى نصف العرض الكامل أو الحد الأقصى FWHM. وهي إشارة إلى أفضل دقة زاوية ممكنة يمكن تحقيقها بواسطة أداة بصرية في صورة تعريض ضوئي طويلة وتتوافق مع قطر حجم النجم. ستوفر أفضل رؤية قطر FWHM يبلغ حوالي أربع نقاط قوسية (.4) ثانية. ولكنك ستحتاج إلى أن تكون موجودًا في مرصد عالي الارتفاع أو على جزيرة صغيرة ، مثل هاواي أو لا بالما ، للحصول على هذا. حتى هذه المواقع نادراً ما تحصل على هذا النوع من الرؤية عالية الجودة.
كما يهتم علماء الفلك الهواة حول الرؤية. عادة ، يجب أن يتحمل الهواة رؤية الظروف التي تكون أسوأ مئات المرات من الأفضل ملاحظتها من المنشآت الفلكية البعيدة. الأمر يشبه مقارنة البازلاء بالبيسبول في الحالات القصوى. هذا هو السبب في أن صور الهواة من السماوات تحتوي على نجوم أكبر قطرًا بكثير من تلك من المراصد المهنية خاصة عندما يستخدم علماء الفلك في الفناء الخلفي تلسكوبات ذات أطوال بؤرية طويلة. يمكن التعرف عليه أيضًا في مجال واسع ، وبُعد بؤري قصير ، وصور غير احترافية عندما يتم تكبيرها أو دراستها باستخدام عدسة مكبرة.
يمكن للهواة اتخاذ خطوات لتحسين رؤيتهم من خلال القضاء على فرق درجة الحرارة بين مصادر الحرارة المحلية والهواء فوق مقاريبهم. على سبيل المثال ، غالبًا ما يقوم الهواة بتجهيز أدواتهم في الخارج بعد غروب الشمس مباشرة ويتركون الزجاج والبلاستيك والمعدن فيها يصبحون نفس درجة حرارة الهواء المحيط. أظهرت الدراسات الحديثة أيضًا أن العديد من مشاكل الرؤية تبدأ فوق المرآة الأساسية للتلسكوب. وقد ثبت أن تيار الهواء اللطيف المستمر الذي يمر فوق المرآة الأساسية يحسن الرؤية التلسكوبية بشكل كبير. يساعد منع ارتفاع حرارة الجسم أمام التلسكوب أيضًا في تحديد موقع الجهاز في مكان صديق للحرارة ، مثل حقل العشب المفتوح ، يمكن أن يؤدي إلى نتائج مدهشة. كما تتفوق التلسكوبات ذات الجوانب المفتوحة على تلك التي تحتوي على مرايا أولية في قاع الأنبوب.
يرى علماء الفلك المحترفون استراتيجيات تحسين أيضًا. لكن حلولهم تميل إلى أن تكون باهظة الثمن وتدفع غلاف التكنولوجيا الحديثة. على سبيل المثال ، نظرًا لأن الغلاف الجوي يؤدي حتمًا إلى ضعف الرؤية ، لم يعد من الصعب التفكير في وضع تلسكوب فوقه في مدار الأرض. لهذا السبب تم بناء تلسكوب هابل الفضائي وإطلاقه من كيب كانافيرال على متن مكوك الفضاء تشالنجر في أبريل 1990. على الرغم من أن المرآة الأساسية يبلغ قطرها حوالي مائة بوصة فقط ، إلا أنها تنتج صورًا أكثر وضوحًا لأي تلسكوب موجود على الأرض ، بغض النظر عن حجمها. في الواقع ، تعد صور تلسكوب هابل الفضائية هي المعيار الذي يتم قياس جميع الصور التلسكوبية الأخرى. لماذا هم حادون جدا؟ لا تتأثر صور هابل بالرؤية.
تحسنت التكنولوجيا بشكل كبير منذ أن تم وضع تلسكوب هابل الفضائي في الخدمة. خلال السنوات المتداخلة منذ إطلاقها ، قامت حكومة الولايات المتحدة بإلغاء تصنيف طريقتها لشحذ مشهد أقمار التجسس التي تحافظ على علامات التبويب على الأرض. يطلق عليه البصريات التكيفية وخلق ثورة في الصور الفلكية.
بشكل أساسي ، يمكن إبطال تأثيرات الرؤية إذا دفعت التلسكوب أو غيرت تركيزه في الاتجاه المعاكس تمامًا للأضرار الناجمة عن الغلاف الجوي. وهذا يتطلب أجهزة كمبيوتر عالية السرعة ومحركات مؤازرة دقيقة وبصريات مرنة. أصبح كل هذا ممكنًا خلال التسعينيات. هناك استراتيجيتان مهنيتان أساسيتان لتقليل آثار الرؤية الضعيفة. واحد يغير منحنى المرآة الأساسية والآخر يتحرك مسار الضوء الذي يصل إلى الكاميرا. كلاهما يعتمد على مراقبة نجم مرجعي بالقرب من الموضع الذي يراقبه الفلكي ، ومن خلال ملاحظة كيف يتأثر المرجع بالرؤية ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر السريعة والمحركات المؤازرة إدخال تغييرات بصرية على التلسكوب الرئيسي. هناك جيل جديد من التلسكوبات الكبيرة قيد التصميم أو البناء مما سيمكن الأدوات الأرضية من التقاط صور فضائية تنافس تلسكوب هابل.
تتميز إحدى الطرق بمئات المكابس الميكانيكية الصغيرة الموضوعة تحتها وتنتشر عبر الجزء الخلفي من المرآة الأولية الرقيقة نسبيًا. يدفع كل قضيب مكبس الجزء الخلفي من المرآة بشكل طفيف جدًا بحيث يتغير شكله بما يكفي لإعادة النجم المرصود إلى المركز الميت وبتركيز مثالي. النهج الآخر المستخدم مع التلسكوبات المهنية أقل تعقيدًا بعض الشيء. يقدم مرآة صغيرة أو عدسة مرنة بالقرب من الكاميرا حيث يكون مخروط الضوء صغيرًا ومركّزًا نسبيًا. من خلال إمالة أو إمالة المرآة أو العدسة الصغيرة في تناغم معاكس مع وميض النجم المرجعي ، يمكن القضاء على المشاكل. يتم إجراء التعديلات البصرية التي يبدأها أي حل بشكل مستمر طوال جلسة المراقبة ويحدث كل تغيير في جزء من الثانية. بسبب نجاح هذه التقنيات ، تعتبر التلسكوبات الأرضية الضخمة ممكنة الآن. يتصور علماء الفلك والمهندسون تلسكوبات ذات أسطح تجمع الضوء مثل ملاعب كرة القدم!
ومن المثير للاهتمام ، أن علماء الفلك الهواة يمكنهم أيضًا الوصول إلى البصريات التكيفية البسيطة. كانت إحدى الشركات ، التي يقع مقرها في سانتا باربرا ، كاليفورنيا ، رائدة في تطوير وحدة يمكن أن تقلل من تأثيرات الرؤية الضعيفة أو حوامل التلسكوب الخاطئة. تعمل أجهزة البصريات التكيفية للشركة جنبًا إلى جنب مع الكاميرات الفلكية وتستخدم مرآة أو عدسة صغيرة لتحويل الضوء إلى رقاقة التصوير.
كان الفلكي فرانك بارنز الثالث مهتمًا أيضًا برؤية متى أنتج هذه الصورة اللافتة لعنقود نجمية وسديم يقع في كوكبة كاسيوبيا. إنها جزء صغير من سديم الروح ، الذي تم تعيينه كـ IC 1848 في JLE. كتالوج مؤشر Dreyer الثاني المميز (IC) (تم نشره في عام 1908 كتكملة لمجموعته الأصلية الجديدة العامة ومجموعات الفهرس الأولى).
أفاد فرانك أن رؤيته كانت مواتية وأنتجت أحجام النجوم مع FWHM من 1.7 إلى 2.3 ″ على كل واحد من تعرضه الواحد والثلاثين ، ثلاثين دقيقة. لاحظ حجم النجوم في هذه الصورة - فهي صغيرة جدًا وضيقة. هذا تأكيد للرؤية الجيدة بشكل معقول!
بالمناسبة ، الألوان في هذه الصورة مصطنعة. مثل العديد من علماء الفلك الذين ابتليوا بتلوث ضوء الليل المحلي ، كشف فرانك صوره من خلال مرشحات خاصة لا تسمح إلا للضوء المنبعث من عناصر معينة بالوصول إلى كاشف الكاميرا. في هذا المثال ، يمثل اللون الأحمر الصوديوم ، ويحدد اللون الأخضر الهيدروجين ، ويكشف اللون الأزرق عن وجود الأكسجين. باختصار ، هذه الصورة لا تظهر فقط كيف تبدو هذه المنطقة في الفضاء ، ولكن ما هي مصنوعة منها.
من الجدير بالذكر أيضًا أن فرانك أنتج هذه الصورة الرائعة باستخدام كاميرا فلكية 6.3 ميجا بكسل وتلسكوب Ritchey-Chretien مقاس 16 بوصة بين 2 إلى 4 أكتوبر 2006.
هل لديك صور تود مشاركتها؟ انشرها في منتدى التصوير الفلكي في مجلة الفضاء أو أرسلها بالبريد الإلكتروني ، وقد نعرضها في مجلة الفضاء.
بقلم ر. جاي جايباني
