Obiekty Układu Słonecznego

4 February 2021 Comments

Obiekty w Układ Słonecznym

Fotografować możemy kilka planet, oraz Księżyc i ze specjalnym sprzętem także Słońce. Wydawać by się mogło że to niewiele, jednak obiekty te zmieniają się w czasie, przez co nigdy nie uzyskamy dwóch identycznych fotografii. Zawsze też może zdarzyć się coś mało oczekiwanego. Planety nadal potrafią nas zaskakiwać.

Oto opis obiektów jakimi będziemy się interesować w tej książce.

Księżyc

Księżyc bez problemu daje się odnaleźć na niebie. Jest duży i jasny. Nie trzeba też specjalistycznego sprzętu by zrobić mu zdjęcie – o czym pisałem już na wstępie.

Księżyc zwrócony jest do nas zawsze tą samą stroną. Zmieniają się tylko fazy – ilość oświetlonej tarczy Księżyca – nów (widoczna strona Księżyca nieoświetlona), pierwsza kwadra, pełni i ostatnia kwadra. Mimo iż widać cały czas ten sam obszar Księżyca zmieniająca się faza powoduje że światło słoneczne pada na Księżyc pod różnym kątem. Prowadzi to do powstawania różnych cieni rzucanych przez kratery i góry. Każdego dnia widok jest inny i na swój sposób ciekawy.

Do fotografowania Księżyca wystarczy już lustrzanka z obiektywem, czy teleobiektywem. Nieduży teleskop pozwoli na zrobienie zdjęcia całej tarczy Księżyca w nieco większej rozdzielczości. Duże teleskopy używane do fotografowania planet pozwolą na fotografowanie poszczególnych kraterów, czy po prostu fragmentów Księżyca.

Choć trudno to dostrzec Księżyc jest dość kolorowy. Morza księżycowe – obszary zastygłej ciemnej magmy są w większości koloru ciemnozielonego, szarozielonego (dzięki zawartości oliwinów). Niektóre obszary „wyżynne” (jaśniejsze, usiane kraterami uderzeniowymi) mają barwę brunatną (od większej zawartości tlenków żelaza). Powierzchnia Księżyca pokryta jest regolitem – pyłem powstałym w wyniku niezliczonej ilości zderzeń asteroid i „kosmicznego gruzu” z powierzchnią satelity. Wystawiony na działanie promieni słonecznych eroduje, staje się ciemniejszy i utrudnia dostrzeżenie kolorów. Dlatego trudno na fotografiach o kolorowy Księżyc (wymaga to specjalnej obróbki zdjęć by wyciągnąć kolory).

Fotografie kraterów, fragmentów Księżyca zazwyczaj robione są z filtrami podczerwonymi. Światło czerwone i podczerwone ogranicza wpływ drgań powietrza, czy niskiego położenia Księżyca nad horyzontem na jakość zdjęcia. Dokładne przepisy fotografowania Księżyca znajdują się w dalszych rozdziałach.

Szybkie fakty:

Średnica równikowa: 3476,2 km
Odległość od Ziemi: 384 403 km
Średnia temperatura: -23 C
Masa: 0,0123 masy Ziemi

Słońce

Fotografia Słońca jest możliwa. Wymaga jednak odpowiedniego sprzętu – tak zwanej folii słonecznej lub specjalnych teleskopów słonecznych. WAŻNE jest by nie patrzeć ani nie obserwować Słońca bez żadnych zabezpieczeń, ani nie stosować innych „amatorskich” filtrów słonecznych. Folie słoneczne, czy specjalne teleskopy do obserwacji Słońca kupujemy tylko w dobrych sklepach ze sprzętem astronomicznym. Radziłbym unikać internetowych giełd.

Za pomocą taniej folii Słonecznej AstroSolar możemy obserwować i fotografować fotosferę Słońca – plamy słoneczne, czy granulację. Dostępne są też dość drogie teleskopy słoneczne do obserwacji w paśmie H-alpha. Pozwalają one zaobserwować więcej szczegółów – takich jak protuberancje.

Pierwsze próby fotografii Słońca można prowadzić już z lustrzanką wyposażoną w ciemny teleobiektyw. Na przedzie teleobiektywu musi być założony filtr z folii słonecznej. Wtedy fotografowanie wygląda podobnie jak fotografowanie Księżyca. Dokładne przepisy na fotografie Słońca opisałem w kolejnych rozdziałach.

Słońce posiada 11 letni cykl aktywności zawierający maksimum i minimum aktywności. W czasie maksimum obserwujemy dużą ilość plam i dużą aktywność słońca (wyrzuty masy, rozbłyski itp.). W czasie minimum liczba plam spada nawet do zera przez wiele dni, czy tygodni. Spada również aktywność słoneczna. Najlepsze dla fotografowania Słońca jest oczywiście maksimum jego aktywności.

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Ziemi: 149 600 000 km
Masa: 333 950 mas Ziemi
Efektywna temperatura powierzchni: 5507 C
Temperatura korony słonecznej: od 1 do 5 milionów Kelwinów

Jowisz

Jowisz jest największą planetą Układu Słonecznego, gazowym gigantem i chyba najłatwiejszą, najciekawszą planetą do fotografowania. W teleskopie ujrzymy gęstą atmosferę planety (jej górne warstwy) podzieloną na pasy. Niektórzy mogli słyszeć też o Wielkiej Czerwonej Plamie – ogromnej burzy szalejącej na południowej półkuli planety. Jak na razie WCP nadal tam jest i nie zanosi się na jej zniknięcie.

Co około 13 miesięcy dochodzi do opozycji Jowisza – zbliżenia się Ziemi i Jowisza do siebie na swoich orbitach. W miesiącach przed i po opozycji panują najlepsze warunku do obserwacji planety (jeżeli pogoda pozwala). Jowisza nie da się obserwować tylko w okresie koniunkcji ze Słońcem (kilka miesięcy), gdy na niebie jawi się tuż obok Słońca z punktu widzenia Ziemi.

Do fotografii Jowisza, jak i innych planet będziemy potrzebowali odpowiedni teleskop i sprzęt. Sama lustrzanka z obiektywem się nie sprawdzi, choć jeżeli dysponujemy naprawdę dobrym teleobiektywem to mamy szansę na sfotografowanie małej tarczy planety i jej księżyce.

Jowisz posiada wiele księżyców. Te największe i najbardziej znane to tzw. księżyce galileuszowskie: Io, Europa, Ganimedes i Kallisto. Na zdjęciach jawią się one jako dość jasne gwiazdki. Dysponując odpowiednio dużym teleskopem można w sprzyjających warunkach zarejestrować tarcze tych księżyców.

Io rozgrzewany poprzez pływy grawitacyjne posiada liczne aktywne wulkany. Europa to lodowy księżyc, który pod lodową skorupą skrywa zapewne ogromny ocean ciekłej wody (jest miejsce potencjalne przyjazne dla występowania życia). Także Ganimedes i Kalisto to lodowe księżyce. Kalisto będąc ostatnim z księżyców nie nie podlega grawitacyjnemu rozciąganiu i ściskaniu jak księżyce wewnętrzne. Ganimedes jak i Kalisto mogą mieć wewnętrzny ocean ciekłej wody podobny do tego na Europie.

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 5,2 AU (odległości Ziemia – Słońce)
Średnica równikowa: 11,2 średnicy Ziemi
Masa: 317,8 mas Ziemi
Atmosfera: wodór (86%), hel (14%), metan, para wodna

Saturn

Saturn to druga pod względem wielkości planeta w Układzie Słonecznym. Jej cechą charakterystyczną są piękne lodowe pierścienie, które bez problemu widać w teleskopach, jak i wspaniale wychodzą na fotografiach.

Sam Saturn zazwyczaj nie zdradza zbyt wiele szczegółów swojej gazowej atmosfery. Czasami udaje się sfotografować większe układy burzowe przemieszczające się wraz z rotującą planetą.

Pierścienie wokół Saturna mają dość złożoną budowę i zawierają liczne przerwy – największa, widoczna na zdjęciu powyżej – przerwa Cassiniego. Mniejsze, takie jak przerwa Enckego udaje się sfotografować tylko w bardzo sprzyjających okolicznościach i za pomocą dużych teleskopów.

Co ciekawe w przypadku Saturna to to iż kąt pod jakim widzimy jego pierścienie stale zmienia się. Zaczynając od nachylenia zerowego kąt rośnie (pierścienie się „otwierają”) aż do maksymalnej wartości, po czym znów zaczyna maleć (pierścienie się zamykają). Po osiągnięciu kąta zerowego kąt zaczyna się ponownie zwiększać, ale względem drugiej półkuli Saturna (raz widzimy pierścienie od strony południowej półkuli, a raz od północnej).

Fotografia Saturna w pełnej okazałości wymaga dość dużych teleskopów i czułych kamer jako że planeta ta nie jest zbyt jasna. Poza tym specjalnych trików stosować nie trzeba. Utrudnieniem może być dość niskie w najbliższych latach położenie planety nad horyzontem – dla półkuli północnej.

Saturn posiada sporą liczbę księżyców z czego amatorskim sprzętem da się zaobserwować jedynie te największe: Tytan, Rhea, Dione, Tetys, Enceladus i Mimas. Największy Tytan jest większy od Merkurego i posiada gęstą atmosferę złożoną głównie z azotu z domieszką metanu. Na jego powierzchni występują zbiorniki z ciekłym metanem i pada tam metanowy deszcz. Księżyc ten jest dość szczegółowo badany przez naukowców.

Księżyce Saturna na zdjęciach ukażą się jako niezbyt jasne gwiezdne punkty. Są zbyt daleko by zarejestrować ich tarcze za pomocą przeciętnego amatorskiego teleskopu.

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 9,5 AU (odległości Ziemia – Słońce)
Średnica równikowa: 9,4 średnicy Ziemi
Masa: 95,1 masy Ziemi
Atmosfera: wodór (93%), hel (6%), metan, para wodna, amoniak

Mars

Mars, zwany też czerwoną planetą jest nieco mniejszy od Ziemi i jest obiektem licznych badań naukowych. Jest to planeta skalista o cienkiej i rzadkiej atmosferze złożonej głównie z dwutlenku węgla. W przeszłości Mars posiadała duże ilości ciekłej wody i być może wytworzyły się tam proste formy życia (a ich wykrycie jest obecnie celem wielu misji).

Dla amatorów Mars jest wdzięczną planetą do fotografowania. Opozycje zdarzają się co dwa lata i przez kilka miesięcy, a najlepiej tygodni przed i po opozycji planeta ta jest dobrze widoczna na nocnym niebie oraz ma duże rozmiary kątowe (jest po prostu duża w obrazie z teleskopu). W pozostałym okresie jest albo niewidoczna ze względu na bliskie położenie względem Słońca, lub po prostu jest zbyt daleko Ziemi by dało się uzyskać duży i szczegółowy obraz.

Fotografując Marsa fotografujemy jego rzeźbę terenu, bieguny pokryte białym lodem i suchym lodem, a także tworzące się czasami chmury. Utrudnieniem mogą być burze piaskowe, które pojawiają się szczególnie często w okresie marsjańskiego lata. Wtedy spora część planety może być zasłonięta przez wzbite tumany pyłu (a lato na Marsie przypada w czasie najlepszej opozycji, gdy Mars i Ziemia są maksymalnie blisko siebie).

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 1,5 AU (odległości Ziemia - Słońce)
Średnica równikowa: 0,5 średnicy Ziemi
Średnia temperatura powierzchni: -63 C
Atmosfera: dwutlenek węgla (95,3%), azot (2,7%), argon (1,6%)

Wenus

Wenus to druga planeta w Układzie Słoneczny. Po Słońcu i Księżycu jest najjaśniejszym obiektem na naszym niebie. Najczęściej oglądamy ją wieczorem tuż po zachodzie Słońca lub rano tuż przed jego wschodem – wtedy kiedy Wenus jest najbardziej oddalona od Słońca względem Ziemi. Są to tzw. elongacje. W okresie gdy Wenus osiąga swoją maksymalną elongację zachodnią będzie widoczna na południowo-wschodnim niebie przed wschodem Słońca. W okresie elongacji wschodniej planeta będzie widoczna na południowo-zachodnim niebie po zachodzie Słońca. Gdy Wenus znajduje się między Ziemią a Słońcem następuje tzw. złączenie dolne. Gdy jest po przeciwnej stronie – złączenie górne. Przedstawia to zdjęcie poniżej.

Fazy Wenus widziane z Ziemi w zależności od położenia Wenus na swojej orbicie

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Phases-of-Venus.svg

W czasie elongacji możemy oglądać planetę w postaci sierpa – gdzie oświetlona jest tylko część zwrócona w kierunki Słońca. Im bliżej złączenia górnego tym tarcza planety staje się mniejsza, ale jej faza rośnie. Ułatwia to obserwacje wenusjańskich chmur. Przed i po złączeniu dolnym Wenus jawi się jako bardzo duży i wąski sierp. Nie da się wtedy obserwować struktur chmur planety, ale jeżeli planeta znajduje się na tle ciemnego nieba to można rejestrować fotograficznie promieniowanie cieplne uciekające z nieoświetlonej powierzchni planety.

Bez stosowania specjalnych filtrów Wenus ukaże nam tylko mleczne chmury bez żadnych detali. Bardzo gęsta atmosfera uniemożliwia także rejestrowanie detali powierzchni planety. Badania planety prowadzone z Ziemi i za pomocą sond kosmicznych pozwoliły ustalić pasma, w których planeta ta zdradza swoje sekrety (http://www.astro.uni-bonn.de/~dfischer/venus/).

Struktury pokrywy chmur zdradzane są w ultrafiolecie. Dysponując filtrem przepuszczającym tylko można uzyskać fotografie wspomnianych chmur. Filtry ultrafioletowe i ich wykorzystanie opisałem nieco dalej – w rozdziale o specjalnych filtrach.

Wspomniałem także o promieniowaniu cieplnym nocnej strony planety. Amatorzy mają do dyspozycji pasmo podczerwone 1010 nm, w którym to promieniowanie cieplne gorącej powierzchni planety uchodzi w przestrzeń. Czuła na podczerwień kamera i wąski filtr przepuszczający interesujące nas pasmo pozwolą na zarejestrowanie tego nietypowego „światła”.

Wenus mimo że jest tak blisko nas wciąż ma wiele tajemnic. Wielu obserwatorów donosiło o świetle dochodzącym z nocnej strony planety widoczne gołym okiem – „światło popielate” (choć nie należy tego mylić ze światłem popielatym na Księżycu, gdzie mechanizm jest zupełnie inny). Jak do tej pory nie udało się potwierdzić ani wyjaśnić tego zjawiska.

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 0,7 AU (odległości Ziemia – Słońce)
Średnica równikowa: 0,95 średnicy Ziemi
Średnia temperatura powierzchni: 464 C
Atmosfera: dwutlenek węgla (96,5 %), azot (3,5%), dwutlenek siarki
Ciśnienie atmosferyczne: 9322 kPa

Merkury

Merkury to pierwsza od Słońca planeta Układu Słonecznego. Jest dość mała i dość ciężko się ją fotografuje, gdyż nigdy nie oddala się zbytnio od Słońca na ziemskim niebie. Tak jak w przypadku Wenus dochodzi do elongacji wschodnich i zachodnich, w czasie których najłatwiej złapać planetę tuż przed lub tuż po zachodzie Słońca.

Planeta ta pozbawiona jest atmosfery i w przeciwieństwie do Wenus sfotografować możemy rzeźbę powierzchni Merkurego. Niestety ze względu na małe rozmiary planety, jak i bliskość Słońca bardzo ciężko o zdjęcia w dużej rozdzielczości.

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 0,38 AU (odległości Ziemia – Słońce)
Średnica równikowa: 0,38 średnicy Ziemi
Średnia temperatura w dzień: 350 C
Średnia temperatura w nocy: -200 C

Uran

Uran to gazowa planeta, określana też mianem lodowego giganta. W teleskopach jawi się jako zielono-niebieska kulka bez wyraźnych szczegółów. Ogromna odległość Urana od Ziemi powoduje iż praktycznie nie da się amatorskim sprzętem wydobyć jakiś detali na tarczy planety. Zazwyczaj celem jest po prostu uzyskanie ładnego sferycznego kształtu planety, co łatwe nie jest bo Uran jest bardzo ciemny i fotografie wymagają znacznie dłuższych czasów ekspozycji.

W świetle widzialnym kontrast struktur w atmosferze Urana jest bardzo niski i jedynie w podczerwieni da się je zarejestrować. Profesjonalne obserwatora poza dużymi teleskopami używają też znacznie dłuższych długości fal podczerwieni (tzw. krótka podczerwień – od 1 mikrometra i dłuższe) rejestrowanych za pomocą specjalnych kamer. Amatorzy niestety nie mają dostępu do takiego sprzętu (kwestia wysokich cen kamer).

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 19,2 AU (odległości Ziemia – Słońce)
Średnica równikowa: 4 średnice Ziemi
Średnia temperatura: -205 C
Atmosfera: wodór (83%), hel (15%), metan (2%)

Neptun

Ostatnia planeta (obecnie) Układu Słonecznego. Tak jak Uran jest to lodowy gigant o niebieskawym zabarwieniu. Jako że jest jeszcze bardziej oddalony od Ziemi to bardzo trudno wycisnąć na fotografiach coś więcej niż niebieską kropkę. Detale na Neptunie, czy Uranie mogą zarejestrować teleskopy o średnicy znacząco przekraczającej jeden metr (duże naukowe teleskopy).

Szybkie fakty:

Średnia odległość od Słońca: 30 AU (odległości Ziemia – Słońce)
Średnica równikowa: 3,8 średnicy Ziemi
Średnia temperatura: -215 C
Atmosfera: wodór (84%), hel (12%), amoniak

Źródła:

- wikipedia

RkBlog

[Książka] Astrofotografia planetarna, 4 February 2021