Как астрономы смотрят на Солнце в телескоп и не вредят своим глазам
Солнце — самый яркий объект на земном небе, и это, как ни странно, на протяжении многих столетий доставляло астрономам в основном проблемы. Серьезные наблюдения Солнца начались в 1611 году, когда немецкий астроном и механик Кристоф Шейнер модифицировал недавно появившийся телескоп, добавив в схему цветные стекла и спроецировав изображение на белую поверхность. Так появился специальный телескоп для наблюдений за Солнцем — гелиоскоп. С его помощью Шейнер одним из первых открыл новое явление — пятна и факелы на Солнце. В 1930 году арсенал астрономов был дополнен коронографом — научным прибором, разработанным французским астрономом Бертраном Лио для изучения внутренней части короны.
Чтобы не потеряться и всегда быть на связи, читайте нас в Яндекс.Дзене и не забывайте подписаться на нас в Telegram, ВКонтакте и Одноклассниках!
И на Солнце бывают пятна
Даже невооруженным глазом смотреть на Солнце крайне опасно — иногда достаточно нескольких секунд, чтобы получить ожог сетчатки, а при взгляде через телескоп для необратимой потери зрения будет достаточно даже долей секунды. Почему это происходит, поймет любой человек, который когда-либо выжигал с помощью собирающей линзы. Сфокусированное в маленькое пятно солнечное излучение способно легко прожечь деревянную поверхность, сетчатку глаза или разогреть до растрескивания линзы окуляра.
Так что единственный случай, когда на Солнце можно смотреть без всякой защиты, — это полная фаза солнечного затмения, когда Луна целиком перекрывает прямой солнечный свет, оставляя видимой лишь слабую (относительно основного излучения) солнечную корону. В остальных случаях понадобится специальный фильтр, ослабляющий поток света от нашей звезды примерно в 20 000 раз — до 0,005% (внешне такой фильтр похож на зеркало).
Что можно увидеть в обычный телескоп, оснащенный таким светофильтром? Примерно то же самое, что увидел в гелиоскоп Шейнер, то есть по современным меркам довольно немного: самую яркую поверхность Солнца, фотосферу, и ее детали — пятна и факелы. А вот хромосферу и корону в такой инструмент не увидеть — их свечение значительно слабее фотосферного. Что же делать, если хочется посмотреть на знаменитые солнечные протуберанцы — потоки горячего газа, поднимающиеся над поверхностью Солнца на 30−50 тысяч километров (а так называемые эруптивные протуберанцы — на 400 000 км)? Нужно воспользоваться специальным солнечным телескопом.
Погасить Солнце
Современные солнечные телескопы, такие как Coronado PST (Personal Solar Telescope), используют значительно более совершенную технологию для защиты глаз наблюдателя. Во-первых, на объективе телескопа стоит широкополосный ослабляющий фильтр (Energy Rejection Filter, ERF), отражающий и задерживающий более 90% солнечного излучения, а также почти полностью блокирующий инфракрасную и ультрафиолетовую области спектра. Но этого, разумеется, недостаточно. Главная часть телескопа PST — специальный интерференционный фильтр на основе эталона Фабри-Перо, вырезающий и пропускающий из всего спектра узкую полоску шириной всего 1 ангстрем в области H-альфа, основной альфа-линии излучения водорода (с длиной волны 656,28 нм). За счет такой двухслойной защиты в Coronado PST можно увидеть значительно больше деталей поверхности Солнца — пятна, факелы, невидимые в обычный телескоп протуберанцы и корональные дуги, грануляцию и волокнистую структуру.
Но если вы намерены изучать Солнце профессионально, этого тоже недостаточно. Дело в том, что различные объекты, которые мы видим на поверхности Солнца, не стоят на месте, а движутся по направлению к нам или от нас, причем довольно быстро, что приводит к появлению доплеровского смещения в их излучении. Хотя это смещение относительно невелико, при использовании узкополосных фильтров оно влияет на детализацию и контрастность изображения. Солнечный телескоп Coronado Solar Max II 90 DS (Double Stack) оснащен двумя настраиваемыми фильтрами на основе эталонов Фабри-Перо. Каждый из эталонов снабжен регулировкой, которую производитель называет RichView. Она позволяет настроить фильтр на длину волны деталей, которые движутся с нужной скоростью и в нужном направлении. Комбинируя два эталона, можно сузить диапазон пропускания до 0,05 нм. Фактически это «солнечный томограф», позволяющий «вырезать» изображение нужного слоя в хромосфере Солнца и получать изображения отдельных элементов с фантастической детализацией и контрастностью. Смотреть на это, как и на огонь, можно бесконечно. Тем более что Солнце, самый динамичный объект на земном небе, гораздо интереснее огня.
Благодарим корпорацию «Пентар» за предоставленные телескопы.