Jakie powiększenie?

Jakie jest „optymalne” powiększenie? Jak daleko możesz się posunąć? Jakie jest minimum? Odpowiedzi zależą od wielu czynników, które razem składają się na to, że każdy teleskop w danych warunkach ma pewien użyteczny zakres powiększeń. Zasięg ten nie jest jednak z góry narzucony i zależy od apertury i konstrukcji optycznej teleskopu, warunków atmosferycznych, oraz rodzaju i wielkości obserwowanego obiektu. Światło z obserwowanych przez nas obiektów przechodzi przez atmosferę, przez teleskop i ostatecznie trafia do naszych oczu. Każdy z tych elementów odgrywa ważną rolę w określeniu zakresu użytecznych powiększeń.

OGÓLNE ZAŁOŻENIA

Ogólnie rzecz ujmując, „dobre” powiększenie dla teleskopu lub innego przyrządu optycznego to takie, które zapewni pożądany rozmiar obiektu przy zachowaniu klarowności i ostrości obrazu. Innymi słowy, najlepszym powiększeniem dla Ciebie będzie to, które pozwoli Ci obserwować wybrane obiekty na nocnym niebie, na takim poziomie szczegółowości, na jakim chcesz je zobaczyć. Wbrew powszechnemu przekonaniu (zwłaszcza wśród początkujących, bombardowanych reklamami „potężnych” sprzętów na serwisach aukcyjnych), większe powiększenie niekoniecznie będzie lepsze, a w niektórych przypadkach obserwatorzy nieba będą nawet szukać możliwie niewielkiego powiększenia. Przekonanie „im więcej, tym lepiej” wynika z powszechnego założenia, że jeśli chcesz zobaczyć lepiej coś z daleka, musisz to bardziej powiększyć. Jednak wiele obiektów na nocnym niebie jest tak naprawdę…bardzo duża. Dobrym przykładem jest popularna Mgławica Oriona czy Galaktyka Andromedy. Ta pierwsza jest dwa razy, a druga sześć razy większa od ziemskiego Księżyca. Ponieważ duże powiększenie automatycznie powoduje mniejsze pole widzenia, oznacza to, że tak duży obiekt może się w nim nie zmieścić. Drugim powodem utrzymywania powiększenia w ryzach, jest jasność obrazu. Prawa fizyki mówią, że podwojenie powiększenia powoduje, że obraz staje się czterokrotnie ciemniejszy. W przypadku wielu obiektów głębokiego nieba, których jasność powierzchniowa jest niewielka, dodatkowe przyciemnianie ich, po przekroczeniu pewnej granicy, nie będzie dobrym pomysłem.

ATMOSFERA

Ciemne, bezchmurne niebo stwarza idealne warunki do oglądania galaktyk, mgławic i słabych gwiazd. Niestety często spotkamy się z turbulencjami powietrza, niewidocznymi gołym okiem, której jednak dadzą się we znaki przy użyciu teleskopu. Mały teleskop pokaże migoczące gwiazdy skaczące figlarnie, ale duże apertury uśredniają ruchy, dając nam bardzie stabilne plamy. Wielu początkujących obserwatorów nie zdaje sobie sprawy, że przejrzystość i dobry seeing zazwyczaj się wykluczają.

Innym czynnikiem, z którym wszyscy musimy się zmierzyć, jest wkraczające wszędzie gdzie się da zanieczyszczenie światłem w połączeniu z zamgleniem atmosferycznym spowodowanym zanieczyszczeniami przemysłowymi. Logiczną odpowiedzią na ten stan rzeczy dla obserwatora jest spakowanie wszystkiego do samochodu i wyjazd „za miasto”. To nie przypadek, że kompaktowe teleskopy, stają się coraz bardziej popularne, a zloty i lokalne spotkania astronomiczne mają miejsce w zakątkach możliwie oddalonych od „cywilizacji”.

MAKSYMALNE UŻYTKOWE POWIĘKSZENIE

Każdy sprzęt optyczny posiada swoje ograniczenia wynikające z praw fizyki. Nie wgłębiając się w zagadnienie, kryterium maksymalnego użytecznego powiększenia (stosowanego wyłącznie w wyjątkowo dobrych warunkach obserwacyjnych) to dwukrotność średnicy obiektywu wyrażonej w milimetrach. Jedynie dla teleskopów najwyższej jakości (jak apochromaty) można przyjąć jako maksymalne użyteczne powiększenie potrojoną średnicę obiektywu (3xD). Dla powiększeń większych, obraz rozmywa się, staje się ciemny, a równocześnie nie ukazują się już żadne nowe szczegóły obserwowanych obiektów.

Niestety, większość z nas zwykle napotyka warunki atmosferyczne, które wykluczają takie wartości. W praktyce, turbulencje w atmosferze („seeing”) bardzo rzadko pozwala na uzyskanie stabilnego i ostrego obrazu w okularze przy powiększeniach ponad 200x-300x nawet przy użyciu większych teleskopów amatorskich, które w teorii pozwalają na takie wartości powiększeń. Czasami możliwe będą obserwacje planet z powiększeniem sięgającym 2,5xD przy użyciu teleskopów o małej aperturze (poniżej 4″- 5″), ponieważ mały teleskop „widzi mniej” naszej niespokojnej atmosfery niż duży i dlatego jest mniej podatny na jej niestabilność. W przeciętnych warunkach (dziewięć nocy na dziesięć) powiększenie nieznacznie przekraczające średnicę obiektywu (1-1,2xD) to najbardziej rozsądna moc do obserwacji gwiazd podwójnych i planet. To właśnie przy takim powiększeniu rozdzielczość teleskopu najbardziej odpowiada rozdzielczości oka, a obrazy są najostrzejsze. Daje to najwyższą użyteczną moc około 200x do 240x z teleskopem 8″ czy 100x do 120x z przy 4″ w przeciętną noc. 

MINIMALNE UŻYTKOWE POWIĘKSZENIE

Sugerowanie, że teleskop może mieć minimalne użyteczne powiększenie, może na początku wydawać się dziwne. Jest to jednak rzeczywistość, którą należy wziąć pod uwagę przy wyborze okularów. Kiedy spojrzysz w okular z daleka, dwojgiem oczu, z teleskopem skierowanym na dzienne niebo, zobaczysz krąg światła. Nazywa się to źrenicą wyjściową. Jest to dysk, w którym upakowane jest całe światło przechodzące przez teleskop. Źrenica ludzkiego oka, nawet w całkowitej ciemności, otwiera się tylko do około 6,9 mm do 7,1 mm (i to dopiero po około pół godzinie), a z biegiem czasu i starzenia się organizmu, wartość ta maleje. Oznacza to, że każde powiększenie, które daje źrenicę wyjściową większą niż około 7 mm, będzie marnowaniem światła.

Wielkość źrenicy wyjściowej zależy od stosunku ogniskowej układu optycznego i ogniskowej okularu. W przypadku teleskopu średnicę źrenicy wyjściowej można obliczyć, dzieląc ogniskową okularu przez współczynnik ogniskowej (liczba f) teleskopu. Przykładowo, przy użyciu teleskopu f/5 z okularem 40mm, otrzymamy źrenicę wyjściową równą 8mm, co jest wartością przekraczającą wspomnianą wyżej wielkość. Teleskop f/6 z okularem 25mm da nam źrenicę wyjściową 4,2mm. Ogniskowa „użytecznego okularu” o najdłuższej ogniskowej dla Twojego teleskopu będzie równa zatem 7-krotności ogniskowej twojego teleskopu. Np. 7 x f/6 = 42 mm, 7 x f/5 = 35 mm, a 7 x f/4 = 28 mm Powiększenie będzie różne dla różnych ogniskowych, ale rozmiar źrenicy wyjściowej w każdym z tych przypadków pozostanie taki sam.

„SIŁY NA ZAMIARY”

Zanim wybierzesz powiększenie, zastanów się dokładnie, co chcesz obserwować. Jeśli Twoim celem są małe i słabe galaktyki czy niewielkie mgławice, nic nie zastąpi apertury. Obiekty Układu Słonecznego często będą wymagać powiększeń sięgających limitu wyznaczonego danej nocy przez warunki atmosferyczne. Jednak wiele obiektów głębokiego nieba jest znacznie większych niż mogłoby się wydawać i w takich przypadkach powśwciągliwość w „powerowaniu” może okazać się kluczem do sukcesu.

Jeszcze kilka/naście lat temu, okulary nie radziły sobie dobrze ze światłosiłami dużych luster i soczewek. Dzisiaj, z nowoczesnymi, wysoce skorygowanymi okularami i korektorami komy, duże teleskopy na montażu Dobsona mogą działać jak nigdy dotąd, co nie oznacza jednak, że najlepszym pomysłem będzie maksymalne wykorzystanie możliwości sprzętu i stosowanie wysokich wartości powiększeń. Duże mgławice i gromady otwarte mogą bardzo stracić przez zbyt dużą moc – możesz nawet nie rozpoznać tego, co oglądasz. Gromada Żłóbek ma szerokość 1° (dwa razy więcej niż Księżyc w pełni), Plejady około 2°, a Hiady 5°, a mgławica Ameryka Północna potrzebuje co najmniej 3° pola, aby pokazać swój charakterystyczny kształt. Pozostaw też trochę przestrzeni wokół obiektu, aby pojawił się w kontekście otoczenia. 

• MAŁE POWIĘKSZENIE (źrenica wyjściowa od 7 mm do 2,5 mm)

Przydatne do wyszukiwania obiektów i obserwacji obiektów o dużych rozmiarach kątowych, takich jak gromady otwarte, duże słabe mgławice lub niektóre większe galaktyki. W przypadku obserwacji księżycowych w skromnych aperturach, takie powiększenie jest generalnie nieco za niskie, ale może dobrze pokazywać sierp księżyca z polami gwiazd w tle. Jest to również zakres, w którym filtry mgławicowe zwykle działają najlepiej. Niektóre z szerszych gwiazd podwójnych można również najlepiej docenić w takim zakresie powiększenia.

• ŚREDNIE POWIĘKSZENIE (źrenica wyjściowa 2,5 mm do 1,3 mm)

Przydatne w obserwacjach nieco mniejszych obiektów głębokiego nieba, takich jak galaktyki, niektóre mgławice dyfuzyjne, mniejsze gromady otwarte oraz średnie i duże mgławice planetarne. Przydatne również w aperturach 6 cali i większych, aby uzyskać przynajmniej częściowe rozbicie najjaśniejszych gromad kulistych. Często używane w średnich i dużych aperturach do wykrywania bardzo małych galaktyk, które mogą być niewidoczne przy niskich powiększeniach oraz do wyszukiwania szczegółów w niektórych większych galaktykach. Dobrze sprawdza się w obserwacjach rozległych fragmentów Księżyca i niektórych większych cech powierzchni planet.

• DUŻE POWIĘKSZENIE (źrenica wyjściowa 1,3 mm do 0,8 mm):

Bardzo przydatny zakres powiększeń do obserwacji drobnych szczegółów planet i Księżyca. Jest to zakres, w którym widoczna staje się pełna teoretyczna zdolność rozdzielcza teleskopu. Przydatne również w średnich i dużych aperturach do uzyskiwania lepszej rozdzielczości gwiazd w ciasnych gromadach kulistych lub wyszukiwania szczegółów w mniejszych mgławicach planetarnych, a także do rozdzielania ciasnych gwiazd podwójnych. Ten zakres powiększenia może być na granicy użyteczności w aperturach większych niż 6 cali z powodu warunków atmosferycznych.

• BARDZO DUŻE POWIĘKSZENIE (źrenica wyjściowa od 0,8 mm do 0,5 mm)

Przydatne w obserwacjach niektórych szczegółów powierzchni planet i rozdzielania bardzo ciasnych gwiazd podwójnych w pobliżu lub nieco powyżej limitu rozdzielczości instrumentu. Przydatne również w wykrywaniu drobniejszych szczegółów i słabych gwiazd centralnych w mniejszych mgławicach planetarnych. Ten zakres mocy nie jest często używany przy większych aperturach ze względu na warunki atmosferyczne i wymaga bardzo dobrej jakości optycznej instrumentu. Nawet gdy warunki teoretycznie są dobre, widoki Księżyca i planet przy użyciu tego zakresu powiększeń mogą czasami wydawać się ogólnie mniej przyjemne niż przy nieco niższych powiększeniach z powodu niższego natężenia światła i narastających zakłóceń spowodowanych wadami wzroku. Jednak ten zakres może być nieco przydatny w przypadku niektórych *specyficznych* celów lub szczegółów, które wymagają ekstremalnej skali. Przykłady obejmują (dla dużych apertur) dostrzeżenie Przerwy Enckego w pierścieniach Saturna, gwiazdy centralnej w M57, szczegółów niektórych jaśniejszych mgławic planetarnych lub rozdzielenie kilku małych, specyficznych szczegółów Księżyca.

• PUSTE POWIĘKSZENIE 

Praktycznie bezużyteczne, wykorzystywane głównie jako chwyt marketingowy przez pozbawionych skrupułów sprzedawców lub producentów teleskopów, aby sprzedawać początkującym małe teleskopy o „ogromnej mocy”.

Astronomia obserwacyjna jest dla większości amatorów zajęciem estetycznym. Próba ilościowego określenia, jak wysoko lub nisko możemy zejść, wydaje się arogancka, biorąc pod uwagę różnorodność istniejących instrumentów, obiektów, warunków atmosferycznych, wzroku i indywidualnych preferencji. Myślę jednak, że ogólne założenia dotyczące rozmiaru źrenicy wyjściowej czy możliwości wynikających z rozmiaru i jakości obiektywu są na tyle uniwersalne, że okażą się pomocne w (niemal) każdym przypadku.

1. https://skyandtelescope.org/choosing-your-telescopes-magnification/
2. https://www.televue.com/engine/TV3b_page.asp?id=102
3. https://starizona.com/blogs/tutorials/understanding-magnification
4. https://www.skyatnightmagazine.com/understanding-limits-telescope/
5. https://starlust.org/telescope-magnification/
6. https://www.astronomyscope.com/good-magnification-for-a-telescope/

1 037 views