1889年6月、彼の早すぎる死の約1年前、華麗なオランダのポスト印象派、ヴィンセントヴァンゴッホは猛烈に完成しました 星空の夜 南フランスにある精神病院の聖ポール・ド・モーソル修道院に滞在中。この絵は、起伏のある丘の青い静寂と、彗星の形をした雲と観覧車の大きさの車輪の付いた星で満たされた魔法の空の間にたたずむ謙虚な村を表しています。ゴッホが生前に絵画を1枚しか販売しなかったにもかかわらず、この貴重な芸術作品はアイコンになりました。その中で彼は、大人が誰が外に立っておらず、頭上を祝うきらめく星に揺られたのかを認識できるという子供のような不思議を捉えました。美しい深宇宙の画像は、天文学的な愛好家から同様の興奮を引き出すことができます。しかし、それらを生産する写真家は、彼らが平和であるとき、星にもっと興味があります。
星空の夜 （1889）ヴァンゴッホが夜の大空を描いた唯一の絵ではありません。実際、このキャンバスは、当初想像していたほどリアルではなかったため、彼のお気に入りではありませんでした。たとえば、1年前に彼は ローヌの星空 （1888）と 夜のカフェテラス （1888）。これらの両方に共通の要素がありますが、それぞれに固有のものもあります。たとえば、以前のバージョンには人や星が含まれており、役割が減っています。それでも、これらの3つの作品はすべて何百万もの人々を魅了し、毎日何百人もの芸術愛好家がそれぞれの美術館に集まり、自分自身や聴く他の人々に個人的な解釈を行っています。
興味深いことに、記憶に残るアートを作るものは、忘れられない天文画像にもつながる可能性があります。具体的には、ゴッホの各絵画にあるまばゆい花火は、きらきらと輝いている星を表しています。
私たちは、主に窒素（78％）、酸素（21％）、およびアルゴン（1％）に加えて、水（0〜7％）、「温室効果」ガスを含む多数の他のコンポーネントで構成されるガスの海の底に住んでいます。またはオゾン（0 – 0.01％）および二酸化炭素（0.01-0.1％）。地球の表面から約560マイルの高さまで上方に伸びます。地球の軌道から見ると、私たちの大気は、惑星の地平線の真上にある柔らかな青い輝きのように見えます。太陽、月、近くの惑星、星など、私たちの惑星の向こうに存在するすべてのものは、私たちが大気と呼ぶこの介在する媒体を通して見られます。
常に動き、密度と構成が変化しています。大気の密度は地球の表面に近づくにつれて増加しますが、これはまったく均一ではありません。また、光が横切るとプリズムのように機能します。たとえば、光線は、温度が異なる領域を通過するときに湾曲し、密度が高いために冷たい空気に向かって曲がります。暖かい空気が上昇し、冷たい空気が下降するため、空気は乱流のままであり、宇宙からの光線は常に方向を変えます。これらの変化は星のきらめきとして見えます。
地面に近づくほど、水平に吹く風は冷たくなったり暖かくなったりすると、空気密度が急激に変化し、光の進路がランダムに変化します。したがって、四隅から吹く風も星の揺れに影響します。しかし、空気はまた、星の焦点をすばやく移動させ、それによって、星が突然暗くなったり、明るくなったり、色が変わったりする原因にもなります。この効果はシンチレーションと呼ばれます。
興味深いことに、空気が動いている可能性がありますが、そよ風を感じることはできません。頭上で高い風の力が星を揺さぶる可能性もあります。たとえば、ジェットストリームは、約6〜9マイル上にある比較的狭い地球の海流にまたがるバンドであり、絶えずその位置を変えています。一般的に西から東に吹きますが、その相対的な南北の位置は常に修正された状態のままです。これは、地上では感知できない非常に不安定な大気条件をもたらす可能性がありますが、ジェット気流は、あなたの場所の上を流れる場合、きらめきで満たされた空を作り出します！
惑星は星よりも近いため、そのサイズは、乱気流によって引き起こされる屈折シフトよりも大きい円盤として見ることができます。したがって、極端な条件下でのみ、きらめきが発生したりそうなったりすることはめったにありません。たとえば、星と惑星の両方は、それらが頭上にあるときよりも地平線の近くにあるときに、はるかに厚い大気の層を通して見られます。したがって、光がはるかに高密度の空気を通過するため、上昇または設定されているときに、どちらもきらめき、踊ります。同様の効果は、遠くの街の明かりを見ても発生します。
星が散りばめられた夜に見られるきらめきは、望遠鏡によって何百倍も拡大されます。実際、瞬きはこれらの機器の効果を大幅に低下させる可能性があります。観察できるのは焦点が外れ、ランダムに移動する光の塊だからです。ほとんどの天文写真は、カメラのシャッターを数分または数時間開いたままにして作成されていると考えてください。被写体を静止させて写真を撮るように注意する必要があるのと同じように、天文学者は星が動かないままであることを望み、そうでなければ写真も不鮮明になります。天文台が山頂にある理由の1つは、望遠鏡が透過しなければならない空気の量を減らすことです。
天文学者は大気乱流の影響を 見る。彼らは、写真の星の直径を計算することにより、彼らの宇宙観への影響を測定することができます。たとえば、瞬間的な露出で星の写真を撮ることができる場合、これまでのところ、望遠鏡では実際の星の円盤を解像することができないため、星は理論的には単一の光点として表示されます。しかし、恒星の画像を撮るには長時間の露出が必要であり、カメラのシャッターが開いている間は、きらめくシンチレーションによって星が踊り、焦点が合ったり外れたりします。その回転はランダムであるため、星は真ん中の真の位置のすべての側で対称的な丸いパターンを作成する傾向があります。
少し時間があって、興味があれば、自分でこれを示すことができます。たとえば、段ボールや非常に重い紙に刺さっているピンに短い紐でつながれた鉛筆や魔法のマーカーを使った場合、ピンを外さずに筆記用具を揺らすと、時間が経つと次のようなものが作成されます。まるで円のように見えます。ストリングが中央のピンからの最大距離を制限するため、円形の落書きが発生します。弦が長いほど、円が大きくなります。星は長時間露光の写真に光が記録されるため、このように振る舞います。よく見ると短い光学式のひもが作成され（よく見るとひもが長くなります）、星の実際の位置が中心ピンになり、光がカメラのイメージングチップにマークを残す筆記用具のように動作します。したがって、露出が悪いほどよく見え、踊りが多いほど、最終的な画像に表示されるディスクが大きくなります。
したがって、よく見ると、よく見るときに撮影したものよりも写真の星のサイズが大きく表示されます。測定値を見ると、全幅の半分の最大値または FWHM。これは、長時間露光画像で光学機器によって達成できる最高の角度分解能への参照であり、星のサイズの直径に対応しています。最もよく見えるのは、FWHMの直径が約4ポイント（0.4）アーク秒です。ただし、これを取得するには、標高の高い展望台か、ハワイやラパルマなどの小さな島にいる必要があります。これらの場所でさえ、このタイプの非常に高品質の視界がめったにない。
アマチュアの天文学者も見ることを心配しています。通常、アマチュアは、遠隔の天文施設から観察した場合よりも数百倍も悪い状況を許容する必要があります。これは、極端な場合にエンドウ豆を野球と比較するようなものです。このため、天空のアマチュア写真には、特に裏庭の天文学者が長い焦点距離の望遠鏡を使用する場合に、専門の観測所のものよりも直径がはるかに大きい星があります。また、拡大鏡で拡大したり調べたりすると、広い視野、短い焦点距離、非専門家の画像でも認識できます。
アマチュアは、局所的な熱源と望遠鏡の上の空気との温度差をなくすことで、視界を改善するための対策を講じることができます。たとえば、アマチュアは日没直後に屋外で楽器を準備し、ガラス、プラスチック、金属を周囲の空気と同じ温度にすることがよくあります。最近の研究では、多くの視界の問題が望遠鏡の主鏡のすぐ上から始まることも示されています。主鏡を通過する一定の穏やかな空気の流れが、望遠鏡の見方を大幅に改善することが実証されています。望遠鏡の前で体温が上昇するのを防ぐことも、芝生の野原などの熱に優しい場所に機器を配置するのに役立ち、驚くべき結果を生み出す可能性があります。オープンサイド望遠鏡は、チューブの底に主鏡がある望遠鏡よりも優れています。
プロの天文学者も改善戦略を見ています。しかし、それらのソリューションは非常に高価になる傾向があり、最新のテクノロジーの限界を押し上げます。たとえば、大気によって必然的に視界が悪くなるため、地球の軌道上に望遠鏡を配置することを検討することはもはや困難ではありません。それがハッブル宇宙望遠鏡がスペースシャトルに搭載されたケープカナベラルから建設されて打ち上げられた理由です チャレンジャー 主鏡は直径約100インチですが、サイズに関係なく、地球上にあるどの望遠鏡よりも鮮明な画像を生成します。実際、ハッブル宇宙望遠鏡の画像は、他のすべての望遠鏡の画像が測定される基準です。なぜそんなに鋭いのですか？ハッブルの写真は見ることによる影響を受けません。
ハッブル宇宙望遠鏡が使用されて以来、技術は大幅に改善されました。打ち上げから数年の間に、米国政府は地球を監視し続けるスパイ衛星の視界を鋭くする方法を分類解除しました。これは補償光学と呼ばれ、天文画像に革命をもたらしました。
基本的に、望遠鏡を動かしたり、大気によって引き起こされた厄介な方向とはまったく反対の方向に焦点を変更したりすると、見ることの影響を打ち消すことができます。これには、高速コンピューター、微妙なサーボモーター、柔軟な光学系が必要です。これらはすべて1990年代に可能になりました。視力低下の影響を軽減するための2つの基本的な専門的戦略があります。 1つは主ミラーのカーブを変更し、もう1つはカメラに到達する光路を移動します。どちらも、天文学者が観測している位置の近くで参照星を監視することに依存しており、参照が参照によってどのように影響を受けているかに注目することで、高速コンピューターとサーボモーターが主望遠鏡に光学的変化をもたらす可能性があります。地上望遠鏡がハッブル望遠鏡に匹敵する宇宙写真を撮ることを可能にする新世代の大型望遠鏡が設計または建設中である。
1つの方法は、何百もの小さな機械的ピストンを、比較的薄い主鏡の真下に配置し、背面全体に広げることを特徴としています。各ピストンロッドはミラーの背面を少しずつ押し、その形状が変化して、観測された星が死点に戻り、完全な焦点に戻るようにします。プロの望遠鏡で使用される他のアプローチは少し複雑ではありません。ライトコーンが比較的小さく集中している、カメラの近くにある小さなフレキシブルミラーまたはレンズを紹介します。小さなミラーまたはレンズを、基準星のきらめきとは反対の方向に傾けるか傾けることにより、問題を解消できます。いずれかのソリューションが開始する光学調整は、観察セッション全体を通じて常に行われ、各変更はほんの一瞬で行われます。これらの技術の成功により、今では地上ベースの巨大な望遠鏡が可能であると考えられています。天文学者やエンジニアは、サッカー場と同じ大きさの集光面を持つ望遠鏡を想定しています！
興味深いことに、アマチュアの天文学者も簡単な補償光学にアクセスできます。カリフォルニア州サンタバーバラに本社を置くある会社は、視界不良または望遠鏡マウントの調整不良の影響を低減できるユニットの開発を先導しました。同社の適応光学デバイスは、その天体カメラと連携して動作し、小さなミラーまたはレンズを使用して、イメージングチップに到達する光をシフトします。
天文学者フランクバーンズ3世は、カシオペア座にある星団と星雲のこの印象的な画像をいつ制作したかについても懸念していました。これは、J.L.E。でIC 1848として指定されたSoul Nebulaの一部です。ドレイヤーのランドマークである2番目のインデックスカタログ（IC）（1908年に彼のオリジナルの新将軍および最初のインデックス編集の補足として発行された）。
フランクは、彼の見た目は好意的であり、31、30分の露出のそれぞれで1.7〜2.3インチのFWHMの星の大きさを生み出したと報告しました。この画像の星のサイズに注意してください。それらは非常に小さく、タイトです。これはかなり見栄えの良い確認です！
ちなみに、この写真の色は人工です。地元の夜間の光害に悩まされている多くの天文学者と同様に、フランクは、特定の要素によって放出された光だけがカメラの検出器に到達できるようにする特別なフィルターを通して彼の写真を露出しました。この例では、赤はナトリウム、緑は水素を示し、青は酸素の存在を示します。つまり、この写真は、この領域の空間がどのように見えるかだけでなく、それがどのように構成されているかを示しています。
また、2006年10月2日から4日の間に、フランクが6.3メガピクセルの天体カメラと16インチのリッチークレティエン望遠鏡を使用してこの注目に値する画像を作成したことも注目に値します。
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