Otvorite kartu sa karakteristikama pozadinskog osvjetljenja. Hoćemo li čuti zvjezdanu pjesmu neba? Osvetljenje neba. Industrijski faktor

27. novembar 2014. 13:32

Prvi atlas umjetnog osvjetljenja neba na svijetu (puni naziv - "Svjetski atlas umjetnog sjaja noćnog neba u zenitu na nivou mora") sastavili su talijanski i američki naučnici na osnovu satelitskih podataka. Uspoređujući dobivene informacije s podacima o gustoći naseljenosti, uspjeli su podijeliti sve stanovnike planete u grupe ovisno o vještačkom osvjetljenju neba u mjestu njihovog boravka. Ispostavilo se da je petina stanovništva planete, više od polovine stanovnika SAD-a i EU, kao i nešto više od 40% stanovništva Rusije, lišeno mogućnosti da vidi Mlečni put, tj. zodijačkog svjetla i većine sazviježđa golim okom u mjestu njihovog stanovanja. I konačno, desetina stanovnika Zemlje i 1/7 stanovnika Evrope i Rusije lišeni su mogućnosti da vide nebo, koje barem donekle podsjeća na noćno nebo.

Osim što prikazuje stepen svjetlosnog zagađenja na nebu u blizini gradova i drugih naseljenih područja, ova karta precizno odražava ekonomsku situaciju i distribuciju stanovništva u razni dijelovi Sveta. Jasno su vidljive srednja i sjeverna Evropa, istočna obala SAD-a i Japan. Jugozapadna Evropa, istočna Kina, severna Indija, regioni evropskog dela Rusije i istočna Ukrajina „sijaju“ nešto slabije. Najsjajnija “tačka” Afrike je u njenom zapadnom dijelu, u Nigeriji, ali to se ne objašnjava ljudskom aktivnošću, već bakljama zapaljenog prirodnog plina.

Čudan, intenzivan sjaj u blizini Foklandskih ostrva, koje naseljavaju više ovce nego ljudi, takođe može biti iznenađujući. Prema sastavljačima atlasa, razlog leži u aktivnoj proizvodnji gasa i nafte u ovoj oblasti (po svemu sudeći, prateći gas se spaljuje). Slično "osvjetljenje" se također može primijetiti u Sjevernom moru, Južnom kineskom moru i Perzijskom zaljevu.

Gradsko nebo bez svjetlosnog zagađenja.

Ovako bi izgledalo gradsko nebo da se na njemu vide zvezde.

Time lapse obradio astrofotograf Sergio Garcia Rill

Astrofotograf Sergio Garcia Rill odlučio je da napravi simuliranu verziju pod nazivom "Night City Sky".
“Fotografirao sam zvjezdano nebo nekoliko godina, zbog čega sam zbog svjetlosnog zagađenja morao otići van grada da bih ga vidio i fotografirao”, piše Riehl na svojoj web stranici. “Ali želio sam da napravim kombinaciju snimaka na kojima se nebo može vidjeti unutar grada i dao sam sve od sebe da pokušam simulirati kako bi izgledalo bez svjetlosnog zagađenja.”
Njegovi video snimci uključuju gradove Hjuston, Dalas, Ostin i San Antonio.

Vjerovatno bi bilo ispravno primijetiti da su vizuelna astronomska posmatranja prava umjetnost, čijem proučavanju, kao omiljenom hobiju, mnogi posvećuju cijeli život. Istovremeno, početnik često može biti veoma razočaran onim što vidi čak i kroz najkvalitetniji i najskuplji teleskop zbog loših uslova posmatranja i malog iskustva. Da, tačno gde posmatrate i koje metode posmatranja koristite može biti glavni faktor koji u potpunosti utiče na rezultate i vaše utiske o zapažanjima.

U ovom članku pokušat ćemo detaljnije govoriti o svim faktorima koji negativno utječu na kvalitetu slike koju gradi teleskop i nekim načinima borbe protiv ovih faktora.

Osvetljenje neba. Industrijski faktor

Prva stvar koja obično šteti astronomskim zapažanjima i što se i astronomi amateri i profesionalci toliko trude izbjeći je bljesak na nebu. Naravno, to je najviše pogodilo ljubitelje astronomije koji žive većim gradovima. Štetno osvjetljenje se može podijeliti u tri kategorije: opće osvjetljenje neba, uzrokovano ili umjetnim osvjetljenjem zraka fenjerima ili prirodnim osvjetljenjem neba, i lokalno osvjetljenje.

Opću rasvjetu neba čini svjetlost uličnih svjetiljki, zgrada i drugih komponenti urbane infrastrukture. Svjetlost raspršena u zraku umjetno povećava svjetlinu pozadine neba. Još jedan značajan izvor svjetlosnog zagađenja u atmosferi može biti Mjesec, posebno za vrijeme našeg punog mjeseca. prirodni satelit reflektuje dovoljno sunčeve svjetlosti da brojne zanimljive magline i galaksije učini nepristupačnim za posmatranje.

Na slikama ispod prikazane su satelitske mape industrijskog osvjetljenja u regijama Kijev i Harkov - osvijetljenija područja su označena jarkim bojama, a mjesta s tamnim nebom su označena tamnim bojama.

Prirodno osvetljenje neba

Postoji i prirodno osvjetljenje neba - u jeku ljeta, kada je tako zgodno vršiti astronomska posmatranja, noći su prekratke, jutarnji astronomski sumrak počinje tek prije nego što se završi večer. Posmatrač, čak i na najmračnijem mjestu, ne prima više od sat vremena mračnog vremena, što naravno nije dovoljno za ozbiljna posmatranja. Najkraće noći u srednjim geografskim širinama se dešavaju 20. jula. Osim toga, čak i u predgrađima, u uglovima s prilično tamnim nebom, osvjetljenje se može širiti iz naizgled već dalekog grada kada se pojavi blaga magla ili se jednostavno poveća vlažnost zraka.
U sjevernim krajevima postoje periodi kada se nebo uopće ne zamrači, to su takozvane "bijele noći", tokom kojih ne nastupa astronomski sumrak, a građanski sumrak traje cijelu noć. Bijele noći se mogu uočiti u područjima iznad približno 60. geografske širine. Iako su "bele noći" zaista magični prirodni fenomeni, ljubitelji astronomije koji žive na severnim geografskim širinama u to vreme odlaze na odmor. Čak i posle ponoći, nebo ima svetloplavu boju, kao da će sunce zaći.

A najpoznatiji fenomen prirodnog osvjetljenja neba je lijepo sjevernog svjetla. Događaju se u blizini sjeverni pol zbog ulaska u Zemljinu atmosferu i naknadne jonizacije nabijenih čestica sunčevog vjetra. Fenomen je nevjerovatno lijep, ali čak i u ovom trenutku nemoguće je izvršiti bilo kakva ozbiljna posmatranja objekata dubokog neba. Ali u takvim noćima, čak i najzahtjevniji ljubitelji vizuelnog posmatranja izvade svoje fotoaparate kako bi fotografisali ovaj divni prirodni fenomen.

Lokalno osvjetljenje

Možete se riješiti ovog problema korištenjem jednostavne haube - kratke cijevi, čija je dužina jednaka promjeru jednog i pol glavnog ogledala teleskopa. Sjenilo se jednostavno može razmotati od kartona obojenog u crno, komada crne plastike ili bilo kojeg prikladnog materijala. Tako, umjetnim povećanjem dužine prednjeg dijela cijevi, odsiječemo sve koso usmjerene zrake. Na ovaj način možete jednostavno značajno povećati kontrast slike kada posmatrate u uslovima jakog lokalnog osvetljenja. Takva hauba neće biti ništa manje korisna za teleskope zrcalnih leća sistema Maksutov-Cassegrain i Schmidt-Cassegrain, jer zrake raspršene na površinama prednjeg meniskusa ili korektora također mogu značajno smanjiti kontrast. Osim toga, sjenilo će služiti kao odlična zaštita od rose koja pada na optiku.

Za ljubitelje objekata dubokog neba, takođe je važno zaštititi oči od izlaganja svetlosti. Uostalom, fini detalji u strukturi maglina mogu se vidjeti tek nakon što se oko dobro prilagodi mraku. Mnogi posmatrači koriste crne platnene ogrtače ili posebne okulare kako bi zaštitili svoje oči od stranog svjetla.

Atmosferska turbulencija

Kada posmatramo Mjesec, planete i duple zvjezdiceČesto je potrebno koristiti prilično veliko uvećanje, koje će biti dovoljno efikasno samo ako je kvalitet slike dobar. Ali kvalitet konstruisane slike ne mora uvek zavisiti samo od optike teleskopa. Slika se može jako pokvariti, a sitni detalji mogu biti nevidljivi zbog takozvane atmosferske turbulencije. Suština ovog fenomena je da se mase toplog i hladnog vazduha mešaju, stvarajući mlazove i vertikalne tokove „drhtavog” vazduha, slično onome što se dešava iznad vatre ili vruće površine autoputa. Ovo uvelike iskrivljuje sliku.

Mlaznice koje prolaze ispred sočiva stvaraju okrugle i dinamički promjenjive zračne zaptivke, koje djeluju kao nekvalitetno sočivo, doprinoseći jakom gubitku oštrine teleskopa. Profesionalni astronomi, kako bi izbjegli ovaj fenomen, lociraju svoje opservatorije na padinama visoke planine, i, osim toga, koriste adaptivnu optiku. Adaptivna optika je sistem koji vrši kvalitativna i kvantitativna mjerenja atmosferskih poremećaja i na osnovu podataka dobijenih i obrađenih kompjuterom izobličava površine optičkih elemenata kako bi se prilagodio atmosferi i poboljšao kvalitet slike. Iznenađujuće, neke zapadne kompanije već razvijaju slične tehnologije za amaterske entuzijaste astrofotografije. Danas su takvi uređaji nesavršeni i vrlo skupi, ali možda će se nakon nekog vremena sve promijeniti.

Ipak, sada je pristupačnija opcija traženje mjesta za posmatranje sa stabilnijim nebom. Ali ako to nije moguće, potrebno je isključiti barem umjetnu turbulenciju. Zgrade koje se zagrevaju tokom dana i odaju toplotu tokom noći mogu pokvariti sliku mnogo više od bilo koje atmosferske struje. Trebate nastojati da se udaljite od takvih izvora topline.

Astroklima

Neobično je da posmatranja iskusnog astronoma amatera često počinju detaljnim pregledom vremenske prognoze i ne samo prisustva ili odsustva oblaka u noći posmatranja, već detaljna analiza satelitske karte naoblake i prisutnosti obližnjih jakih ciklona, ​​vlažnosti zraka, temperaturne razlike između dana i noći, jačine i smjera vjetra. Da biste sa sigurnošću dobili najbolje rezultate za koje je vaš teleskop sposoban, morate uzeti u obzir sve ove faktore.

Lako je pretpostaviti da nam je osim tamnog neba potrebno i mirno nebo. Naravno, idealna bi bila vedra noć negdje visoko u planinama, gdje je zrak vrlo rijedak, a vlaga niska, nema vjetra niti toplih vazdušnih strujanja koja se dižu u blizini... Ali, avaj, malo ko ima priliku često posmatrati u takvim uslovima. Ali nemojte očajavati, astroklimu možete proučiti dovoljno detaljno u pristupačnom području. Recimo godinu dana voditi dnevnik sa izvještajima o zapažanjima i kvaliteti neba, mirnoći atmosfere i broju oblačnih noći. Na kraju, posmatrač će dobiti informaciju o broju i udjelu vedrih noći godišnje u datom regionu, u kojim periodima je atmosfera najstabilnija, a istovremeno se mogu snimati vremenske prognoze. Takve informacije mogu biti vrlo vrijedne za planiranje budućih, posebno serijskih i sistematskih posmatranja. Osim toga, vrijedi uhvatiti trenutke naglih vremenskih promjena. Oštri udari vjetra, promjene temperature, promjene tlaka i vlažnosti su ono što ljubiteljima astronomije obično malo raduje u vremenskoj prognozi.

Osim toga, slika nebeskih objekata može se jako promijeniti tokom noći. Na primjer, vrlo dobri uslovi za posmatranje planeta mogu biti neposredno nakon zalaska sunca, kada se zrak još nije ohladio, ili prije izlaska sunca, kada je zrak nakon noći poprimio prilično stabilnu temperaturu. Nagle promjene temperature zraka nekoliko sati nakon zalaska sunca obično su uzrok loših slika. Vrlo dobre slike se često mogu postići nakon ponoći.

Za posmatrača dubokog neba, važne su sistematske procjene transparentnosti atmosfere. Ako za planete nije toliko bitna transparentnost, već je važnija mirnoća i stabilnost slike, onda će mala izmaglica na nebu odnijeti dobru polovinu kataloga objekata dubokog neba. Procjene transparentnosti mogu se napraviti posmatranjem područja neba, kao što je poznato zvjezdano jato, povezano s podacima u zvjezdanom atlasu, katalogu ili programu planetarijuma. Shodno tome, potrebno je uzeti u obzir maksimalnu zvjezdanu magnitudu dostupnu teleskopu. Ako najslabija zvijezda koju otkrijete ima magnitudu blisku ili čak jednaku izračunatoj maksimalnoj magnitudi teleskopa, onda možete biti sigurni da imate prekrasno, prozirno i iskonski tamno nebo iznad glave.

Pickering skala

Čuveni posmatrač s kraja devetnaestog i početka dvadesetog veka, William Pickering, kreirao je skalu od 10 tačaka za procenu kvaliteta slike zvezde koju daje teleskop u različitim atmosferskim uslovima. Skala ide od jedan do deset i od najgoreg stanja atmosfere do najboljeg (pogledajte animaciju). Vodeći se time, sami možete odrediti mirnoću atmosfere iznad svoje platforme za posmatranje. Ali morate imati na umu da da biste dobili mirnu sliku, prvo morate pustiti optiku teleskopa da se ohladi i prihvati temperaturu zraka. A ako ni nakon ovoga slika zvijezde ne postane jasna, ne bi trebali stavljati teleskop u ormar, jer se tokom noći stanje atmosfere još uvijek može promijeniti, a u međuvremenu se možete posvetiti posmatranju objekata dubokog neba.

Zaključak

Shvativši osnovne zahtjeve, čije je ispunjenje neophodno za uspješna promatranja, početnik se može zbuniti i zaključiti da je u njegovim uvjetima, često balkonu stana u višekatnici, potpuno nemoguće provesti dovoljno visoku visinu. zapažanja kvaliteta. Ali to uopšte nije tačno, astronomska zapažanja u potpunosti zavise od toga koliko revnosti i zdravog entuzijazma posmatrač ulaže u postizanje cilja. Svako može poboljšati i zaštititi svoje mjesto za posmatranje kako bi postigli bolje rezultate, neke od preporuka u vezi s tim iznijet ćemo u drugom dijelu članka „Umjetnost vizualnog posmatranja“.

A sada, da zaključimo članak, pogledajmo primjer poznatog američkog promatrača Georgea Alcocka (1912-2000). Još kao dijete, George je, budući da se ozbiljno bavio astronomijom, proučavao nebo uz pomoć jednostavnog dvogleda. Zanimljivo je da je George Alcock otkrio masu kometa, asteroida i novih zvijezda koristeći običan dvogled i zvjezdani atlas. Pošto je bio tako iskusan posmatrač, čak i u oblastima Mlečnog puta sa najvećim brojem zvezda, Džordž je primetio nove zvezde. Za svoje usluge, Alcock je bio priznat kao div astronomije od strane amatera i profesionalaca, te je postao član Britanskog kraljevskog astronomskog društva i njujorške akademije nauka. Primjer Georgea Alcocka jasno pokazuje da osrednji uvjeti posmatranja i skromna oprema uopće nisu tako ozbiljna prepreka za postizanje izvanrednih rezultata posmatranja.

Nauka

Ako ste ikada pokušali da vidite kišu meteora na noćnom nebu, ali niste mogli da vidite čak ni zvezde zbog obilja gradske svetlosti, niste sami.

Stručnjaci su otkrili da zbog svjetlosnog zagađenja okoline svaka treća osoba na Zemlji nema priliku vidjeti zadivljujući sjaj zvijezda koje čine Mliječni put.

U Sjedinjenim Državama, nivo svjetlosnog zagađenja je toliko visok da je gotovo 80% ljudi ne može da vidi sjajne zvezde na noćnom nebu.

U Evropi više od 50% stanovništva susreće se sa ovim fenomenom. Osim toga, vrijedno je napomenuti da se svake godine nivo svjetlosnog zagađenja u Evropi povećava za 6% - 12%.

Naučnici su kreirali globalni atlas svjetlosno zagađenje kako bi se istakla mjesta gdje ljudi mogu računati na vedro zvjezdano nebo i mjesta gdje je vidjeti Mliječni put gotovo nemoguće, kao što su Italija, Južna Koreja i dijelovi Sjedinjenih Država.

Šta je svjetlosno zagađenje?

Svjetlosno zagađenje (aka svjetlosni smog) predstavlja veštačko osvetljenje noćnog neba raznih izvora rasvjeta koju stvaraju ljudi - ulična rasvjeta, svjetlo sa bilborda ili reflektora.

Raštrkana svjetlost u nižim slojevima atmosfere sprječava naučnike da vrše astronomska zapažanja.

U pravilu, veliki gradovi, kao i veliki industrijski kompleksi, pate od svjetlosnog zagađenja.

Zbog neefikasnog dizajna sistema rasvjete u mnogim gradovima, gradska rasvjeta se reflektuje prema gore, stvarajući tako "svetlosne kupole".

Štaviše, veštački osvetljavanje neba je pojačano prašinom i aerosolima.

Svetlosno zagađenje

Neki naučnici su zabrinuti da danas postoje čitave generacije ljudi koji jednostavno nisu vidjeli Mliječni put – našu vezu sa kosmosom koja se gubi.

Chris Elvidge, naučnik iz Nacionalne uprave za okeane i atmosferu u Boulderu u Koloradu, dio je tima koji je koristio satelitske snimke visoke rezolucije za mjerenje i kreiranje globalnog atlasa svjetlosnog zagađenja.

Tim vjeruje da je ovo najdetaljniji atlas te vrste do sada.

Koristeći opremu sa meteorološkog satelita Suomi NPP i ispitujući 20.865 lokacija širom svijeta, međunarodni tim naučnika otkrio je da je najviše visok nivo Svjetlosno zagađenje nalazi se u Singapuru, Italiji i Južnoj Koreji, a najniže razine u Kanadi i Australiji.

Također je otkriveno da ljudi u Indiji i Njemačkoj imaju veću vjerovatnoću da vide Mliječni put iz svojih domova nego oni u Saudijskoj Arabiji i Južnoj Koreji.

Zašto je svjetlosno zagađenje opasno

* Previše osvjetljenja noću znači gubitak energije i značajno povećanje emisije stakleničkih plinova.

Vrijedi napomenuti da u prosjeku jedna lampa za uličnu rasvjetu troši 400 vati, što znači da za 8 sati rada troši 3,2 kilovat-sata električne energije. Značajan dio ove energije se gubi.

* Stanovnici megagradova mogu vidjeti samo najviše sjajne zvezde, Mjesec i jedna ili više planeta, uključujući Merkur, Veneru, Mars, Jupiter i Saturn. Ali zvezdana jata, magline i galaksije koje ne mogu vidjeti.

*Još jedan važan faktor: jako svjetlo ne dozvoljava ljudskom oku da se pravilno prilagodi mraku. To dovodi do činjenice da se moderne opservatorije moraju graditi daleko od gusto naseljenih područja.

* Veštačko osvetljenje negativno utiče na rast mnogih biljaka. Jarko svjetlo ometa orijentaciju mnogih insekata koji su navikli biti noćni. Naučnici su primijetili da svaka ulična lampa može dovesti do smrti 150 insekata dnevno.

* To su primetili i naučnici svjetlosno zagađenje utiče na hronobiologiju ljudskog tela. Do sada istraživanja u ovoj oblasti nisu dovoljno detaljna. Ali stručnjaci su otkrili da takvo zagađenje može dovesti do hormonske neravnoteže. Ljudi doživljavaju manje zdravog sna, što zauzvrat dovodi do umora.

Flare mape Omogućuju vam da otprilike zamislite šta i gdje može vidjeti astronom amater, uzimajući u obzir osvjetljenje naseljenih mjesta, i odabrati najbolje mjesto za posmatranje, ako imate automobil.
Ovdje prikazane mape osvjetljenja sastavili su članovi foruma www.starlab.ru. Oni su sastavljeni na osnovu mapa osvjetljenja iz otprilike 1998-2001. Podaci su zastarjeli, ali još nisam pronašao detaljnije podatke podijeljene po zonama.

Nažalost, fajlovi su prvobitno objavljeni na privremenom resursu treće strane, iz kojeg polako nestaju - postavio sam ih ovdje kako ne bi potpuno nestali. Pored njega su veličine u megabajtima. Ako vam nedostaju svjetlosne mape koje nisam uspio sačuvati, pošaljite ih!

Svjetlosna karta Urala se ne otvara u svim pretraživačima. Bolje je da odmah sačuvate ovu datoteku sebi i otvorite je na svom računaru.

Ove karte osvjetljenja su zgodne jer ne samo da pokazuju nivo osvjetljenja, već su i podijeljene na područja po kojima možete odrediti šta se može očekivati ​​u datom području.
Oznake obojenih zona na datim kartama osvjetljenja:
Crno (Grey(0.01-0.11) - Svetlost Mlečnog puta baca senke na svetle stvari. Oblaci su tamniji od neba. Nema kupole rasvjete. Mliječni put pokazuje gotovo svaki detalj. Dostupna magnituda do 7,1-7,5
Plava(0,11-0,33) - Veoma jasan mliječni put sa strukturom. Osvetljenje kupola do 10-15 stepeni visine. Dostupna magnituda do 6,6-7,0
Zeleno(0,33-1,0) - Zodijačko svjetlo se može vidjeti u lakim noćima. Mliječni put je također vidljiv na horizontu. Dostupna magnituda do 6,2-6,5
Žuta(1,0-3,0) - Mliječni put je jasno vidljiv u zenitu, ali ga je teško razlikovati prema horizontu. Rasvjetne kupole do 45 stepeni visine. Dostupna magnituda do 5,9-6,2
Narandžasta(3,0-9,0) - Mliječni put je teško razlikovati u svom zenitu. Kupole svjetlosti po cijelom horizontu. Oblaci su svjetliji od neba. Dostupna magnituda do 5,6-5,9
Crveni(9.0-27.0) - Mliječni put nije dostupan. Iznad 35 stepeni nebo je sivo. Dostupna magnituda do 5,0-5,5
Bijelo (>27.0) [
Omjer svjetline prirodnog i osvijetljenog neba je naveden u zagradama.
Parametar veličine po kvadratnoj lučnoj sekundi je naveden u uglastim zagradama.
Ne zaboravite da je osvetljenje sada jače. Stoga su karte osvjetljenja pomalo zastarjele i potrebno je uvesti korekciju, pomjerajući se na gore.

Novije svjetlosne karte, ali bez podjele boja na zone:
Svetlosna karta Minska: Preuzmi(280 kb)
Karta osvjetljenja Sankt Peterburga: Preuzmi(250 kb)

Svjetlosne karte su naravno korisne, ali ne možete pobjeći od svjetlosnog zagađenja čak i ako su ove karte tri puta tačne... Pokušajte koristiti posebne filtere koji apsorbiraju određene dijelove spektra vanjskih živinih i natrijevih lampi.

ili reci svojim prijateljima: