Знайомство з небом: від початківця — до професіонала

Коли людина розповідає про своє захоплення, часом їй важко згадати, з чого воно почалось. Але у випадку любителів астрономії це не так: зазвичай вони добре пам’ятають, коли та як у них виникла зацікавленість небом. Найчастіше вона починається з Місяця чи якоїсь яскравої планети, побаченої у телескоп. Саме тому аматорська астрономія здебільшого асоціюється з інструментами для спостережень. Однак існують такі види астрономічних досліджень, які під силу навіть любителю-початківцю, ба більше — вони взагалі не вимагають якогось складного обладнання (часто буває достатньо записника з олівцем).

Базові знання

Перша порада астрономам-початківцям звучатиме так: шукайте однодумців! Якщо у вашому місті є гурток або клуб любителів астрономії — там ви отримаєте найкращі поради стосовно того, що і як ви можете спостерігати (причому з «прив’язкою» до місцевих умов), а у кращому разі — матимете змогу подивитися в різні інструменти, порівняти їх і визначити, що найбільше підходить саме вам.

Але дещо можна зробити й самостійно, причому — що важливо — не маючи телескопа. По-перше, треба хоча б загалом ознайомитись із зоряним небом: з’ясувати, що таке полюс світу і яке відношення до нього має Полярна зірка, запам’ятати положення та назви найяскравіших зір і вигляд найпримітнішіх сузір’їв, розібратися в умовах їхньої видимості залежно від часу доби та пори року. Раніше для цього купувалися зоряні карти. Тепер любителі-початківці мають доступ до багатьох комп’ютерних програм і мобільних додатків, які з різною деталізацією відображають небесну сферу й усе цікаве, що є на ній. Здавалося б, тримати в голові положення зірок і конфігурації сузір’їв начебто й необов’язково… але ми ж не гуляємо вулицями знайомого міста, постійно уточнюючи своє положення з допомогою системи GPS! Можна сказати, що небо має стати для любителя астрономії таким самим «рідним місцем», як найближчі околиці його будинку. Тим більше, що нічого складного в цьому немає.

Наступний етап — Місяць, планети й зодіакальні сузір’я. Знання місячних фаз необхідне не лише для того, аби підказувати сусідам по дачі, коли які овочі краще висаджувати: насправді в період між першою та останньою чвертю (що включає повню) умови для споглядання багатьох слабких об’єктів зоряного неба стають несприятливими через інтенсивне засвітлення, яке створює наш природний супутник. У великих містах, де рівень світлового забруднення давно вже зашкалює, ми цього не помічаємо, але при виїздах на спостереження у «темні місця» цей фактор стає ключовим.

З планетами ще цікавіше. Чому їх видно лише у певний час? Що таке протистояння і чому Меркурій і Венера в ньому ніколи не бувають? Чи справді великий Коперник за все своє життя так і не зміг побачити Меркурій? Так, спостереження планет вимагають досить потужного телескопа, але спочатку потрібно знати, куди саме його націлювати. Додатковий бонус: якщо ви зумієте пояснити заїжджому астрологу різницю між «знаками зодіаку» та зодіакальними сузір’ями — ви зможете значно підняти власну самооцінку та зробити важливий внесок у розвінчання антинаукових уявлень.

Сріблясті хмари — одне з найкрасивіших явищ у земній атмосфері. Джерело: Meindert van der Haven

І останній тип небесних явищ, про які варто знати астроному-любителю — це «феномени ближнього плану», що відбуваються у земній атмосфері: метеори, полярні сяйва, сріблясті хмари. Сюди ж можна додати штучні об’єкти на навколоземних орбітах (у тому числі Міжнародну космічну станцію). На цьому базовий набір астрономічних понять завершується і починається «вузька спеціалізація».

З користю для науки

Метеори. Як не дивно, але існує певна категорія астрономічних спостережень, які не вимагають жодних додаткових інструментів, однак мають неабияку наукову цінність. Йдеться про спостереження метеорів. Щодня в земну атмосферу потрапляють мільярди частинок міжпланетного пилу найрізноманітніших розмірів і мас. У професійних астрономів просто «не вистачає очей», аби зареєструвати хоча б кілька відсотків від їхньої кількості. До того ж багато метеорів з’являється там, де поблизу немає жодних обсерваторій — наприклад, над пустелями та океанами.

Болід на нічному небі. Джерело: Prasenjeet Yadav

Зареєструвавшись на сайтах спостерігачів метеорів, можна дізнатися більше про відпрацьовані методики, які дозволяють витягти максимум інформації зі швидких «падаючих зірок», і почати надсилати власні дані для подальшої обробки професіоналами. Навіть простий підрахунок метеорів з указанням точного часу та місця спостережень, а також атмосферних умов уже може багато розповісти про розподіл речовини в міжпланетному просторі. А якщо до цього додати інформацію про напрямок польоту, яскравість, колір і видиму швидкість — ми вже отримаємо солідний набір характеристик «прибульця з космосу», що дозволить оцінити його розміри та приналежність до певного метеорного потоку. І це все, зауважте, навіть не торкаючись його!

У таких спостережень є власний «бонус» — це можливість побачити яскравий болід (слід від великого тіла, що врізалося в земну атмосферу) та навіть падіння метеорита. Можливо, саме ваші свідчення дозволять вирахувати, де саме на земній поверхні треба шукати «небесне каміння».

Місяць. Людство спостерігає наш природний супутник дуже давно і вже встигло послати своїх представників на його поверхню. Здавалось би, про нього нам відомо все. Навіть неозброєним оком у нього видно диск із великою кількістю деталей. При використанні хоча б невеликого астрономічного інструмента кількість цих деталей зростає в тисячі разів, і «охопити» їх усі одній людині стає все важче.

Місяць при спостереженні в любительський телескоп

Однак, попри величезну кількість детальних фотографій Місяця, зроблених за допомогою великих наземних телескопів і міжпланетних апаратів, аматорські спостереження цього небесного тіла не втратили своєї актуальності. Насамперед це стосується так званих швидкоплинних місячних явищ — спалахів або потемнінь окремих ділянок. Вважається, що це можуть бути прояви процесів у розрідженому пиловому оточенні нашого нічного світила, пов’язаних з електризацією під дією сонячного вітру (потоку заряджених частинок, які безперервно викидає Сонце). Також не можна виключати наявності на Місяці ендогенних феноменів: його надра ще не зовсім охололи й цілком спроможні забезпечувати короткочасні викиди газів. Потрапляючи у промені Сонця, вони спостерігаються як невеликі туманні плями, що швидко розсіюються.

Ще одна цікава тема для спостережень — зіткнення метеорних частинок із місячною поверхнею. Якщо вони відбуваються на неосвітленій частині нашого супутника і метеори мають достатньо великі розміри, їх можна побачити як спалахи, видимі навіть у невеликі телескопи. Очевидно, найуспішнішими такі спостереження будуть в епохи максимумів потужних метеорних потоків — Гемінід, Персеїд, η-Акварид, Леонід.

Окрему наукову цінність мають спостереження окультацій (закриття зірок місячним диском). Для них треба точно знати своє географічне положення та мати чітко вивірений годинник із можливістю реєстрації моментів часу. Але й саме по собі розглядання нашого супутника у невеликий телескоп, відстежування змін його фаз, вигляду гір і кратерів під час сходу та заходу Сонця над ними може принести неабияке задоволення. Взагалі, Місяць — один із найбільш «вдячних» об’єктів для астрономів-початківців, і на нього можна дивитися навіть у містах, де небо вночі суттєво «засвічене» штучними джерелами світла.

Сонце. Наше денне світило донедавна не користувалося популярністю в широких колах аматорів астрономії. Здебільшого на нього звертали увагу лише у періоди високої активності, коли воно вкривалося великою кількістю плям, або під час сонячних затемнень. Останні на конкретній території трапляються не так уже й часто: найближче повне сонячне затемнення в Україні очікується 2061 року, кільцеподібне — 1 червня 2030-го. Так звані «нецентральні» затемнення з певної точки земної поверхні спостерігаються значно частіше (в середньому раз на 2-3 роки), причому нещодавно ми пережили цікавий період, коли з України їх було видно три роки поспіль — 21 червня 2010-го, 10 червня 2021-го і 25 жовтня 2022-го. Наступне ми побачимо після перерви тривалістю два з половиною роки: 29 березня 2025-го північний захід України опиниться в зоні видимості невеликих фаз часткового сонячного затемнення.

Сонячний телескоп Coronado

Але на початку XXI століття у вільному продажу з’явився спеціалізований сонячний телескоп Coronado, обладнаний світлофільтром, що пропускає лише спектральну смугу іонізованого водню Hα. Він дає змогу за умови нормального чистого неба спостерігати поверхню Сонця в небачених деталях. З його допомогою біля краю диску нашого світила майже постійно можна побачити протуберанці й навіть помітити зміну їхньої форми протягом короткого часу.

Втім, і просте розглядання диску Сонця в достатньо потужний інструмент (ОБОВ’ЯЗКОВО захищений спеціальним фільтром із пропускною здатністю не вище 0,01%) теж може бути цікавим заняттям. Окремим спостерігачам вдавалося таким чином побачити найпотужніші сонячні спалахи.

Планети. Тут ми переходимо до тих областей астрономії, де аматори, на жаль, можуть зробити небагато. Шість планет Сонячної системи та їхні супутники активно спостерігаються за допомогою великих наземних і космічних телескопів (винятком є Меркурій, що постійно перебуває поблизу Сонця), на орбітах навколо Венери, Марса та Юпітера зараз працюють автоматичні апарати. Планетна астрономія вимагає потужних інструментів зі збільшенням не менше сотні крат, а це, у свою чергу, висуває вимоги до якості повітря у місці спостережень: якщо воно занадто нестабільне, його неоднорідності повністю «змажуть» усі дрібні деталі.

Сполучення Юпітера та Сатурна, що відбулось у грудні 2020 року

Тому любителі астрономії найчастіше дивляться на планети з ознайомчою метою. Хоча деякі з них присвячують чимало часу пошукам рідкісних «білих плям» на Сатурні та Венері, дослідженням змін у юпітеріанських хмарах і спробам помітити сліди падіння «сторонніх об’єктів» в атмосфері газового гіганту. Під час великих протистоянь Марса (найближче з них очікується у вересні 2035 року) всі аматорські телескопи обов’язково націлюються на нього. Власне, й у менш зручних протистояннях, що відбуваються приблизно кожні два роки, Червона планета теж притягує до себе погляди шанувальників астрономії. Варто лише пам’ятати, що навіть у дуже потужний інструмент ми, на жаль, ніколи не побачимо її такою, як на світлинах обсерваторії Hubble.

Комети й астероїди. Ці два типи об’єктів об’єднують під назвою «малі тіла Сонячної системи». Їхні аматорські спостереження всіляко вітаються, заради впорядкування їхніх результатів створюються спеціальні групи та організації. Ситуація тут така сама, що і з метеорами: комет і астероїдів дуже багато (на небі одночасно видно пару десятків комет, із них 3-5, як правило, доступні невеликим любительським інструментам, а в середньому раз на рік з’являється «хвостата зірка», яку неважко помітити неозброєним оком) і далеко не всі професійні обсерваторії мають у своїх графіках час для слідкування за ними, а отже, любителі тут цілком можуть стати в нагоді.

Комета C/2020 F3 (NEOWISE). Джерело: NASA

Головне завдання при спостереженнях малих тіл — оцінка їхнього видимого блиску. Для цього використовуються так звані зірки порівняння. Чим більше їх видно в одному полі зору з досліджуваним об’єктом — тим краще. Тому для таких спостережень найкраще підходять інструменти з не дуже великим збільшенням, але широким полем (наприклад, астрономічні біноклі з кратністю від 10 до 20 та діаметром об’єктивів 50-80 мм).

Спостерігати треба у місцевостях, віддалених від великих міст або інших потужних джерел штучної засвітки (комети завдяки своєму «туманному» вигляду особливо чутливі до яскравості неба). Існує достатньо методик оцінювання блиску комет і астероїдів, з якими можна ознайомитися на профільних сайтах і в літературі, а також чимало міжнародних організацій, куди аматори відсилають отримані дані. Цікавими є об’єкти, що пролітають недалеко від Землі — вони рухаються зоряним полем дуже швидко, що можна помітити буквально за кілька хвилин спостережень. Неодноразово любителям астрономії вдавалося навіть самостійно відкривати комети чи їхні спалахи.

Ще один шлях для аматорів докластися до професійної науки — реєстрація покриттів зірок астероїдами. Навіть інформація про те, що у певному місці спостерігалося короткочасне «згасання» зірки, яку затулив від спостерігача більш слабкий і темний «небесний камінь», уже є корисною для вчених. Ще ціннішими даними є точний час початку та закінчення відкриття, але їх отримання вже вимагає відповідної техніки та досвіду.

Далекий космос. Усі об’єкти, розташовані поза межами гравітаційного впливу Сонця, тобто на відстані більше одного світлового року, належать до «далекого космосу» (deep space). Він містить неймовірне розмаїття космічних феноменів — від поодиноких, подвійних і кратних зір, зоряних скупчень і залишків загиблих світил до далеких галактик і квазарів, віддалених від нас на мільярди світлових років. Тут є що подивитися в усі можливі типи інструментів. Розсіяні зоряні скупчення, великі газові туманності, порівняно близькі галактики в усій красі продемонструє бінокль. Кулясті скупчення, подвійні зорі, планетарні туманності потребуватимуть досить потужного телескопа, інструменти з діаметром об’єктива понад 100 мм покажуть далекі галактики, найближчий квазар можна побачити у 200-міліметровий телескоп. Усе сказане справедливе для гарних умов спостережень — чистої прозорої атмосфери та відсутності засвітки. Звичайно, треба пам’ятати, що навіть найяскравіші об’єкти для людського ока з його обмеженою чутливістю здаватимуться лише «блідою тінню» дивовижних знімків, зроблених великими наземними обсерваторіями чи телескопом Hubble. Абсолютна більшість туманностей і галактик будуть сірими, оскільки за слабкого світлового потоку ми не бачимо кольорів.

Вигляд Туманності Андромеди в бінокль із великим полем зору

Але й серед цього розмаїття любителі можуть знайти своє «поле діяльності». По всьому світу мільйони людей щоночі спостерігають змінні зорі, оцінюють їхній блиск і надсилають отримані результати для централізованої обробки. Досить часто така допомога з боку аматорів дозволяє вченим робити важливі відкриття. Це ж стосується нових і наднових (останні наразі вибухають лише в інших галактиках — у межах Чумацького Шляху «найпізнішу» наднову було видно далекого 1604 року). Вимоги до інструментів тут цілком зрозумілі: чим слабший обраний для вивчення об’єкт — тим більшим має бути діаметр телескопа, щоб його побачити.

Аматорське астрофото зоряного скупчення Стожари (Плеяди, М45)

Загалом же «подорожі далеким космосом» приносять здебільшого естетичне задоволення, дозволяючи нам побачити газово-пилові хмари, де народжуються зорі (так само у схожій «колисці» понад 4,5 млрд років тому народилася наша Сонячна система) чи далекі галактики, які ми завдяки обмеженням швидкості світла бачимо такими, якими вони були десятки чи сотні мільйонів років тому. Також варто ознайомитися з каталогом туманних об’єктів Шарля Мессьє та найбільш прикметними позиціями Нового загального каталогу NGC — тоді вам буде легше знаходити скарби зоряного неба і знайомити з ними інших.

«Озброєння ока»

З усього вищесказаного неважко зрозуміти, що вибір телескопа для любителя астрономії напряму залежить від обраної «спеціалізації», яка, у свою чергу, пов’язана з можливістю регулярних виїздів до темних місцевостей і взагалі з астрокліматом місця проживання. Дивитися на Місяць і планети можна навіть у великих містах, і кількість побаченого залежить лише від доступних інструментів. З іншого боку, милуватися «зоряними полями», туманностями, кометами краще подалі від великих населених пунктів, і часто при таких спостереженнях навіть невеликий телескоп дозволяє отримати важливі наукові результати.

Для різних типів астрономічних спостережень можна використовувати біноклі й телескопи. Джерело: iStockphoto/Getty Images

Тут варто уточнити, які телескопи прийнято вважати «малими», а які — «великими» чи «середніми». На початку століття, коли комерційно доступним у нас фактично був лише радянський рефлектор «Міцар» із апертурою 114 мм, його вже зараховували до категорії «великих». Тепер ситуація кардинально змінилась, і межі «величності» сильно посунулись у бік збільшення. Зараз одностайної думки щодо цього розмежування немає, але в першому наближенні телескопи з діаметром об’єктивів менш ніж 100 мм належать до малих, у діапазоні 100-250 мм — до середніх, понад 250 мм (10 дюймів) — до великих.

Діаметр об’єктиву тут згадується постійно, бо ця величина визначає всі інші характеристики телескопа — максимальне можливе збільшення та проникну здатність, тобто блиск найслабших зірок, які можна побачити в нього за найкращих умов спостережень. Для телескопів-рефлекторів, об’єктивами яких є параболічні дзеркала, найбільшу кратність можна порахувати, помноживши діаметр вхідного отвору приблизно на півтора, тобто 114-міліметровий інструмент «витримає» збільшення у 170 разів без суттєвої втрати якості зображення. Таке збільшення досягається за допомогою відповідного окуляра, параметри якого розраховуються, виходячи з фокусної відстані первинного дзеркала чи всієї оптичної системи (якщо вторинне дзеркало має форму, відмінну від пласкої).

Великі туманності, зоряні скупчення, довгі хвости комет потрібно дивитись у великі телескопи, але з якомога меншою кратністю, щоб отримати максимально широке поле зору. Її можна визначити, розділивши діаметр об’єктива на розмір людської зіниці в темряві (в середньому 6 мм). Отже, той самий 114-міліметровий рефлектор найкраще «працюватиме» з такими об’єктами при збільшенні всього 20 крат.

Однак, як уже було сказано, перш ніж купити великий дорогий інструмент, потрібно визначитися зі своєю «астрономічною спеціалізацією» та місцем спостережень. Буде прикро, якщо потужний телескоп через неможливість регулярних виїздів до темних місцевостей отримає «постійну прописку» на балконі міської квартири та використовуватиметься лише для того, щоб зрідка подивитися на Місяць або яскраві планети.

Окремо варто сказати про астрофотографію. Практично у всіх, хто вперше дивиться в окуляр телескопа, виникає бажання залишити зображення «на пам’ять» (тим більше, що фотоапарати зараз є майже у кожному телефоні). Звичайно, такі любительські світлини можна лише вітати. Але за своєю якістю вони сильно поступаються фотографіям небесних тіл, отриманим за допомогою відповідного обладнання та за наявності елементарного досвіду. Астрофотографія вимагає значно більших фінансових вкладень і часових витрат, ніж візуальна любительська астрономія, і тут уже не обійтися без допомоги тих, хто вже чогось досяг у цій справі. В кожному разі, бажаємо вам отримати якомога більше позитивних вражень від знайомства з небесними тілами та явищами, побаченими на власні очі!

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine

Невдале дослідження виявило дивну особливість Чумацього Шляху
Наступна місія до Плутона відбудеться не раніше 2050 року
Водні планети на орбітах білих карликів добре підходять для пошуку життя
Телескоп у Південній Америці зазнімкував космічного коропа коі
Астрономи відкрили чотири мінінептуни
Гігантський Магелланів телескоп став на крок ближчий до будівництва
Ракетний ступінь великим планом: японський супутник здійснив історичне зближення з космічним сміттям
Міжзоряний ремонт завершено: Voyager 1 відновив передачу всіх наукових даних
Важливий експеримент: NASA відправила у космос відео та фото з домашніми улюбленцями
Астрономи відкрили у пари зір дивовижні паралельні диски