Методика проведения астрономических наблюдений

Cсылки по темеАстрономические наблюденияКак обрабатывать наблюдения Марса

Астрономические наблюдения

Методика астрономических наблюдений

Практически каждый астроном-любитель ведет свои наблюдения звездного неба. Каждый наблюдатель разрабатывает собственные приемы наблюдений, которые учитывают особенности его места наблюдения, его зрения и технической оснащенности, которая в значительной мере зависима от материального состояния наблюдателя. Совокупность приемов наблюдений является методикой наблюдений.

Существуют некоторые общие приемы наблюдений. Всегда наблюдатель определяет накануне наблюдений, что именно он должен посмотреть, всегда устанавливает соответствие между наблюдаемыми объектами и своим инструментарием. Критерием выбора объектов служит, как правило, широта наблюдений, возможности инструмента наблюдателя, возможности зрения, а также сезонная видимость объектов и уровень светового загрязнения на месте наблюдений. Количество сочетаний этих критериев будет равно количеству наблюдателей, вот и получается так, что каждый наблюдатель приспосабливается к своим условиям.

Важной, а строго говоря, даже неотъемлемой частью наблюдательной практики является ведение специального журнала наблюдений, где в обязательном порядке фиксируется дата и время наблюдений, место наблюдений (в основном у выездных наблюдателей), данные об инструментарии, наблюдаемые объекты и результаты наблюдений, а также оценка условий наблюдений и составляются планы. Планы делятся на два основных типа – одновечерний и длительный.

Классификация наблюдений.

Выделим три основных вида любительских наблюдений и охарактеризуем каждый из них.

1) Эстетический тип. Данный тип наблюдений – самый простой. Для проведения эстетических наблюдений бывает даже не обязательно знать расположение созвездий. Такие наблюдения обычно проводят самые начинающие любители астрономии, романтики-мечтатели, и также просто любители полюбоваться небом, не имеющие отношения к астрономии. Эти наблюдения предназначены для удовлетворения потребности человека в прекрасном и никаких научных данных получить не позволяют.

2) Учебный тип. Наблюдения этого типа обязательно присутствуют в начале практики любого астронома-наблюдателя. Во время таких наблюдений астроном учится производить ориентацию по сторонам света с помощью звезд, запоминает расположение и названия созвездий, тренируется в оценке звездных величин и угловых расстояний. После приобретения какого-либо телескопа необходимо некоторое время для развития навыков наблюдений с ним, нахождения с его помощью не только заметных невооруженным взглядом звезд, но и слабосветящихся объектов. Отдельной учебной практики требует измерительный инструментарий. Необходимое количество учебных наблюдений зависит от условий и обучаемости наблюдателя.

3) Научный тип наблюдений. Данный тип наблюдений можно считать самым значимым в астрономической практике, так как именно такие наблюдения способны внести вклад в науку. Имеются области наблюдательной астрономии, практически полностью принадлежащие астрономам-любителям, такие, как патрулирование небесной сферы в целях обнаружения неожиданных явлений, наблюдения переменных звезд. Патрулирование неба требует очень больших затрат времени, и профессиональным обсерваториям оно затруднительно по экономическим причинам, так как большие телескопы для своей эксплуатации требуют значительных затрат энергии и материалов. Кроме патрулирования, важны также научные наблюдения узконаправленного характера, с постановкой конкретной практической задачи. Далее для этой задачи должна быть разработана методика ее решения, в которую входят:

* Формулировка самой задачи;
* Подборка аргументов, подтверждающих значимость задачи;
* Выборка объектов для ее решения;
* Сбор имеющихся данных об этих объектах;
* Наблюдения объектов;
* Обработка полученных данных;
* Окончательное решение задачи, выводы.

По типу постановки задачи любительские наблюдения бывают двух типов – получение научных данных и проверка практическим путем уже имеющихся данных.

Возможны самые разнообразные сочетания всех трех типов наблюдений в практике одного и того же астронома-любителя. Возможен случай, когда эстетические наблюдения служат поводом для дальнейшего проведения учебных, а затем научных наблюдений. Иногда все три типа в практике наблюдателя проходят последовательно – эстетические наблюдения дают толчок к серьезному занятию астрономией, затем астроном учится проводить наблюдения, а потом, приобретя достаточный опыт, может приступить и к исследованиям объектов.

Критерии выбора методики наблюдений.


Методика наблюдений у каждого астронома своя, но можно выделить общие критерии, определяющие разработку этой методики.

1) Географический критерий – это положение наблюдателя на поверхности Земли, географическая широта, на которой он находится. Этот критерий принадлежит к разряду ключевых критериев методики наблюдений, так как от широты места расположения наблюдателя зависит перечень созвездий, которые ему доступны. Отдельного разговора требует внеземное положение наблюдателя, но на данный момент орбитальные наблюдения астрономам-любителям недоступны, следовательно, орбитальные наблюдения пока принадлежат целиком профессиональным астрономам. Рассмотрение методики профессиональных наблюдений в данную работу не входит.

2) Уровень светового загрязнения места наблюдений – это явление рассеяния света от уличного освещения. Световое загрязнение является основной неприятностью для городских наблюдателей. Если наблюдатель специализируется на объектах далекого космоса, то этот критерий окажет существенное влияние на его методику наблюдений, поскольку отыскание слабосветящихся объектов при засветке и без нее представляет собой задачи разной трудности. Самый точный способ оценить засветку – определить звездную величину самой слабой звезды, видимой в телескоп, при этом теоретическое значение проницающей силы телескопа известно. Теоретическая проницающая сила всегда больше практической, так как теоретическое значение рассчитывается по диаметру объектива телескопа, и при этом не учитывается световое и механическое загрязнение воздуха. При сильной засветке разность теоретического и практического значения проницающей силы телескопа может превосходить 4 звездных величины.

3) Техническое оснащение наблюдателя. Этот критерий можно отнести к числу тех критериев, которые определяют не только методику наблюдений, но и постановку задачи наблюдений. Сам критерий в значительной мере зависим от материального благосостояния наблюдателя, поскольку в нынешнее время точное оборудование весьма дорогое. В этом случае существует альтернативное решение проблемы – изготовление астрономического оборудования самостоятельно. Такое решение принимают обычно самые опытные любители астрономии, но первые попытки изготовит какой-либо инструмент они предпринимают, еще будучи новичками. Основное преимущество с экономической точки зрения здесь – постепенные затраты при изготовлении инструментов. Существует множество факторов, влияющих на техническое оснащение: опыт наблюдателя, условия места наблюдений, физическое состояние наблюдателя, а также практическая задача, для которой предназначается оборудование. Скажем, если астроном задумал исследовать структуру галактик, ему потребуется весьма мощный телескоп, естественно, для него будут выбираться галактики с видимым блеском, значение которого не должно быть больше, чем проницающая сила телескопа. Чем мощнее телескоп и совершенней прочее оборудование, тем больше различных объектов и деталей в них сможет увидеть астроном, тем сложнее и многогранней может получится разработанная им методика наблюдений.

4) Особенности зрения наблюдателя. Этот критерий можно считать самым неточным и неопределенным, поскольку людей с одинаковыми характеристиками зрения не бывает. Даже при осмотре одного и того же небесного объекта с помощью одного и того же телескопа два различных наблюдателя будут видеть различное количество деталей. Каждый наблюдатель знает особенности своего зрения, и в соответствии с ними создает свою методику наблюдений. Особенности зрения являются основным критерием, который обуславливает соответствие количеств вариантов методики наблюдений количеству наблюдателей.

5) Информационная база наблюдателя – это вся информация о небесных объектах, которая имеется у наблюдателя. По сути дела, этот критерий – один из важнейших, без использования информационных источников невозможно даже обучится ориентированию на небесной сфере. Необходимо также иметь теоретические знания о наблюдаемых объектах, иначе может получиться неловкая ситуация, которую в народе называют «изобретением велосипеда».

Принимая во внимание вышеперечисленные критерии выбора методики наблюдений, каждый наблюдатель разрабатывает свою, индивидуальную методику наблюдений, которая полностью должна отвечать его требованиям.

Общие советы.

Теперь можно сформулировать общие советы по методике наблюдений, которые не зависимы от критериев ее выбора.

1) В основном наблюдения проводятся ночью, а это, как известно, самое холодное время суток. Даже летом необходимо надевать теплый свитер и брюки. Зимой необходимо одеваться немного теплее, чем при обычных делах на улице, так как при наблюдениях человек малоподвижен. Из обуви предпочтительней валенки. Еще один важный совет – обязательно после ночи наблюдений выпейте горячего чая. Автором работы замечено, что даже при трехчасовых наблюдениях при -27°С (в Курске были такие морозы) чай после наблюдений позволял сохранить здоровье и нормальное состояние организма.

2) Всегда перед наблюдениями планируйте, что вы хотите посмотреть. Не имеет смысла просто шарить наугад по небу, только время потеряете и мало чего найдете.

3) Ведите журнал наблюдений. В него записывайте все, что видите. Полезно при наблюдениях таких объектов, которые имеют множество деталей поверхности, делать их зарисовки.

Это самые общие советы, которые можно было дать.

Примеры разработанных методик наблюдений.

Эта часть работы будет являться приложением к теоретической части.

1) Методика наблюдений Хоменко Е. А.

Наблюдатель Хоменко Е. А. специализируется в большей степени на наблюдениях переменных и двойных звезд. Переменные звезды требуют большого количества наблюдений, причем проводить их желательно через равные промежутки времени, чтобы данные об изменениях блеска звезд были наиболее объективными. Меняющийся блеск оценивается в сравнении с соседними звездами постоянного блеска, при этом лучшие результаты может дать небольшая расфокусировка в телескопе изображений этих звезд. Соседние звезды выбираются таким образом, что их звездная величина известка. Поиск переменных звезд производится в рассеянных скоплениях. При этом делается выборка из наиболее ярких рассеянных скоплений, списки которых группируются по созвездиям. В первый вечер, который отводится для ознакомления со скоплениями одного созвездия, производится отыскание скоплений с помощью подготовленных для этого карт, распечатанных из компьютерной программы-планетария. После ознакомления со скоплениями и распределением на зарисовке их звезд по яркости можно приступить к слежению за их изменениями.

Двойные звезды. Для наблюдений двойных звезд составляется их список, в котором двойные звезды располагаются в порядке убывания углового расстояния между компонентами. Для отыскания используются простые звездные карты. Если же на этих картах нужной звезды нет, ее можно отметить по координатам. При наблюдениях делаются зарисовки компонентов, причем, делаться должны они в одном масштабе.

Наблюдения Солнца. Схема солнечных наблюдений проста – ежедневно, в одно и то же время делается осмотр Солнца с применением темного апертурного фильтра, обеспечивающего комфортные наблюдения и безопасность для глаз. Если пятен на Солнце нет, то осмотр занимает около 5 минут. Если пятна имеются, делается их зарисовка с указанием времени создания рисунка.

Наблюдения Луны. Применяется для ориентирования лунная карта, производится отождествление деталей ландшафта Луны с картой.

Поиск объектов далекого космоса. При поиске таких объектов применяется самый маломощный окуляр. Ищутся объекты путем ориентирования по ближайшим звездам с помощью искателя. При обнаружении объекта делается зарисовка ближайших к нему звезд, чтобы при обработке результатов наблюдений можно было уверенно этот объект идентифицировать.

Планеты. Производится обзор поверхности планет, при этом не менее 20 минут без отрыва следует смотреть на планету, чтобы различить как можно больше деталей. Так удалось в 76-мм рефлектор увидеть щель Кассини, красное пятно Юпитера, а на Луне удалось рассмотреть долину Шретера.

Журнал наблюдений. Журнал наблюдений представлен набором составленных на компьютере бланков разного назначения:

1) количество наблюдений по месяцам – этот бланк предназначен для статистического учета количества наблюдений к каждом месяце.

2) Номера и даты наблюдений. Проставлены номера наблюдений, и по мере появления сеансов наблюдений проставляется дата каждого проведенного наблюдения напротив номера.

3) План долговременный. Представляет собой бланк для составления списка объектов для наблюдений, где пишутся наименование объекта, его блеск, экваториальные координаты, и краткая характеристика, а также созвездие, где этот объект находится. Такие планы больше предназначены для объектов дальнего космоса. Обычно такой план составляется на сезон.

4) План одновечерний. Представляет собой список объектов наблюдений на один вечер.

5) Наблюдения. Этот бланк предназначен для регистрации результатов наблюдений, где ставится дата и время наблюдений, список увиденных объектов и описание увиденного. Существуют специальные бланки наблюдений, например, для сравнительного анализа качества изображения в телескопах или для наблюдений Солнца.

6) Отчет о выполнении плана. Делаются выводы по всем наблюдениям, проведенным в рамках долговременного плана, соотносится количество наблюдений с количеством осмотренных объектов. Конечный результат выполнения плана представляется процентах.

7) Преходящие астрономические явления. Список явлений на месяц.

8) Дополнительная информация о наблюдаемых объектах. Запись конспективного типа информации об объектах.

9) аномальные небесные явления. Бланка для регистрации необъяснимых явлений на небе.

10) В качестве приложений к журналу подшиваются распечатки звездных карт и описание астрономической аппаратуры.

2) Методика наблюдений Малова О. В.

Наблюдатель Малов О. В. Больше специализируется на наблюдениях деталей объектов. При планировании наблюдений рассматривается общий обзор объекта и детальное наблюдение структуры объекта. Для рядовых наблюдений план заранее не готовится, составление плана происходит непосредственно перед наблюдениями. При наблюдении объектов звездного типа увеличение берется слабее. Для наблюдения протяженных объектов применяются также и Сильные окуляры (критерий выбора окуляров – звездная величина объекта) при наблюдениях важной частью является зарисовка его положения относительно соседних звезд. Наблюдения кратных звезд проводятся с зарисовками этой системы в одном и том же масштабе, но с разным увеличением.

Наблюдения шаровых звездных скоплений и галактик предполагают оценку яркости центральных частей и сравнение с яркостью периферийных частей.

Для рассеянных скоплений применяются слабые окуляры, оцениваются угловые размеры по отношению к полю зрения окуляра, оценивается количество четко видимых в данный окуляр звезд. Для оценки более тусклых звезд наводится окуляр на бесконечность (т.е. делается расфокусировка) и подсчитывается общее количество звезд, видимых при этих условиях. Вычисляется далее количество тусклых звезд. Отсюда рассчитывается средняя яркость скопления.

Наблюдения Луны производятся при среднем и малом увеличении, делается зарисовка рельефа поверхности, иногда – детальное изучение крупных форм рельефа.

Планетные наблюдения предполагают применение увеличений на данном телескопе не более 50х. фиксируются положение спутников относительно планеты (Юпитер, Сатурн). При наблюдениях Венеры применяются окуляры с различным увеличением, фиксируются фазы.

Солнце. Производится подсчет пятен и на основании этого рассчитывается число Вольфа, делается вывод об активности Солнца на данный момент.

При наблюдениях все записи делаются на черновике, а зарисовка выполняется сразу в журнале, так как перерисовывание недопустимо – потеряется точность рисунка. Данные на черновике обрабатываются после наблюдений и в отредактированной форме пишутся в журнал. Автор статьи, Екатерина Хоменко, для сайта Галактика, г. Курск.

Астроному наблюдателю

Описания наблюдений, в том числе и на дневном небе.

Наблюдая на 60 мм рефракторе в одну из безлунных и безоблачных ночей сентября я увидел в Плеядах звезды до 11,27 величины при высоте Плеяд над горизонтом 25 градусов, и похоже это еще не предел. При поиске туманностей удобно оценивать проницающую силу подобным образом, чтобы заранее знать в состоянии ли телескоп вообще разглядеть ту или иную туманность. Вообще стоит сказать, что со скромным 60 мм рефрактором можно совершать удивительные прогулки по небу и наблюдать туманности до 11 величины и выше (при отсутствии засветки и при хорошей прозрачности атмосферы), которые, казалось, под силу только сильному инструменту. В частности, 60 мм телескопу под силу планетарная туманность М97 "Сова" звездная величина которой - 11,2 (согласно таблицы в АК-1999). Туманность видна боковым зрением, различима округлая форма, угадывается какая-то структура.

Надо сказать, что занимаясь наблюдением слабых туманностей я заинтересовался тем, какие созвездия имеют наименьшее количество туманностей доступных для наблюдений в любительских условиях. Пределом я выбрал 13 звездную величину. Вывод оказался интересным. Самым бедным на туманности в Северном полушарии оказалось созвездие Малый конь (1 галактика NGC7015 12,5 величины). 2 место занимает Северная Корона (3 туманности от 12,5 до 12,7). З место досталось созвездию Малый Пес (4 галактики не ярче 12,5 величины, еще 2 находятся прямо на границе с Раком и Гидрой). Из южных созвездий места распределились так. 1 - Хамелеон (NGC2915 12,7 величины), 2 - Живописец (4 туманности от 12,5 до 12,7), 3 - Южный треугольник (4 туманности одна из которых ярче 6 величины). Для определения количества туманностей в созвездиях я использовал астропрограмму "SkyMap".

Впечатления от наблюдений планет на дневном небе. Днем 23.09.2000 небо очистилось от облачности (надо сказать последнее время погода не балует нас хорошими для наблюдений днями и ночами; за месяц набирается 3-4 дня хорошей в астрономическом смысле погоды) и я решил найти Меркурий на дневном небе, который находился в ~23 градусах от Солнца. Дождавшись когда Венера и Меркурий будут находиться на одной и той же (~25 градусов) высоте над горизонтом около 16 часов местного времени я по высоте и азимуту легко нашел Венеру в 60 мм рефрактор с увеличением 30 крат, которую можно было увидеть и невооруженным глазом (также как и Меркурий в телескоп).

Далее сместил к западу визир телескопа на 6 градусов. Тем не менее я не увидел сразу Меркурий в поле зрения телескопа, хотя был уверен, что точно навел телескоп на то место, где должна была находиться планета. Звездная величина Меркурия в этот день была 0,0. При такой величине Меркурий найти сложнее чем, скажем при -1 и выше. Тем не менее я стал просматривать поле зрения телескопа более внимательно, хотя помехой этому был порывистый ветер, который заставлял дрожать трубу телескопа. К тому же проносившийся пух от растений сбивал с толку искрясь на Солнце словно звездочки.

Тем не менее в момент успокоения ветра я увидел Меркурий точно в центре поля зрения в виде искрящейся звездочки, который я поначалу принял за пух от растения. Но звездочка оставалась неподвижной. Это был Меркурий, цвет которого я определил, как оранжевый, а может виной тому был хроматизм телескопа. Он мерцал, как на заходе низко над горизонтом, то пропадая совсем из виду, то вновь появляясь. Позже я понял, почему он так мерцает и затем совсем пропал из виду. Внезапно образовавшаяся дымка принесенная ветром своим фоном затуманила изображение Меркурия и он исчез совсем. Небо в поле зрения телескопа стало белесым до такой степени, что наблюдать в таких условиях можно было только Венеру и Юпитер (который я наблюдал несколько раньше).

Венера стала невидима невооруженным глазом и я направил телескоп Солнце на котором были видны 4 группы пятен одно из которых (самое большое - видимое невооруженным глазом) имело центральную часть в виде символа сердца. Солнце как бы передавало послание с любовью к тем, кто в данное время наблюдал светило. На этой ноте с сердцем от Солнца я завершил дневную часть наблюдений.

Top.Mail.Ru

Сopyright 2002-2020 © Сайт "Галактика"Проект "Астрономическая энциклопедия"•Идея, дизайн, хостинг, веб-мастер сайта - Кременчуцкий Александр, Москва.