Астрофотография

В 40-х годах прошлого века французы Ньепс и Даггер изобрели фотографию. Еще раньше, в 1822 г., Ньепс пытался с помощью объектива запечатлеть изображение предмета на асфальтовом растворе, однако "закрепить" его не удалось. В 1835 г. Даггер в слое йодистого серебра обнаружил скрытое изображение, которое ему удалось проявить парами ртути. Так появились "даггеротипы", требовавшие больших экспозиций - минуты и даже десятки минут. Несмотря на это, уже в 1841 г. удалось получить первый даггеротип Луны, на котором вполне явственно различались детали лунного рельефа.

В 1845 г. на Гарвардской обсерватории началось систематическое фотографирование Солнца, Луны и звезд. В 1874 г. был опубликован первый подробный фотоатлас Луны. Во Франции братья Поль и Проспер Анри в 1885 г. получили фотографические звездные карты, на которых зафиксированы звезды до 16-й звездной величины. Два года спустя в Париже состоялся первый астрофотографический конгресс, на котором 18 обсерваториям было поручено составить фотоатлас всех звезд до 14-й звездной величины, общее число которых близко к 20 млн.

Лишь в конце прошлого века в практику астрофотографии вошли броможелатинные пластинки высокой чувствительности, а в 1891 г. Липман изобрел цветную фотографию. В настоящее время астрономы используют пластинки и пленки, чувствительные не только к видимым, но и к невидимым инфракрасным и ультрафиолетовым лучам.

Инструменты, предназначенные для фотографирования небесных тел, называются астрографами. По существу это фотокамеры со специальными объективами, которые в своем главном фокусе сводят не желтые и зеленые, а синие и фиолетовые лучи, т. е. как раз те, к которым особенно чувствительна фотопластинка. Кроме того, объективы астрографов состоят из нескольких линз, что значительно уменьшает аберрации. Так, например, объектив астрокамеры Петцваля состоит из четырех линз, а в астрокамерах Цейсса даже из шести линз!

В сравнительно небольших инструментах астрокамера крепится на тубусе рефрактора. Таков, например, двойной астрограф Астрономической обсерватории Московского университета на Красной Пресне (рис. 42). Астрокамера и телескоп внешне схожи друг с другом. В других случаях употребляют короткофокусные астрокамеры, поперечник поля зрения которых достигает 20-30°. Заметим, что любой телескоп можно использовать как астрограф, если окулярную его часть заменить фотопластинкой или пленкой.

Рис. 42. Двойной астрограф Московской обсерватории

Широкое распространение фотографии в современной астрономии объясняется рядом ее преимуществ по сравнению с визуальными наблюдениями. Это прежде всего интегральность, т. е. способность постепенно накапливать энергию излучения, идущую от светила. Поэтому с увеличением экспозиции (конечно, в разумных пределах) на фотопластинке запечатлеваются все более и более слабо светящиеся звезды. Экспозиции при этом могут быть очень большими. Так, например, на астрографе Московской обсерватории звезды до 16-й звездной величины фиксируются лишь при часовой экспозиции!

Заметим, что для большинства подобного типа астрографов предельная экспозиция при фотографировании звезд не превосходит 17 ч. Для короткофокусных светосильных камер она значительно короче.

Астрографы могут легко фиксировать такие быстро протекающие явления, как, скажем, метеоры. То, что не успевает рассмотреть глаз, уверенно запечатлевает фотопластинка. Это достоинство астрофотографии называется моментальностью.

Глаз порой не способен сразу сосредоточить внимание на всех деталях картины, открывшейся в поле зрения телескопа. Фотопластинка легко фиксирует всю панораму, и это ее свойство поэтому называют панорамностью.

Глазу свойственны субъективность восприятия, различные искажения и ошибки при наблюдениях. Фотопластинка объективно свидетельствует о происходящем, и объективность также относится к преимуществам астрофотографии. Ей же присуща и документальность - качество, объясняющее, почему во многих обсерваториях созданы и бережно хранятся "стеклянные библиотеки", состоящие из многих тысяч негативов. На них отражены эпизоды истории мироздания - вспышки новых звезд, появление комет и многое другое.

Первые киносъемочные аппараты братьев Люмьер появились еще в 1895 г., и тогда о применении киносъемок в астрономии никто не помышлял. В последние десятилетия цветная фотография и киносъемка широко вошли в практику астрономических наблюдений. Особенно эффектны специальные съемки солнечных затмений и таких процессов на Солнце, как взлет протуберанцев. Впечатляют и цветные фотографии газовых туманностей и ближайших галактик.