Už jste někdy viděli v dalekohledu částečné zatmění Měsíce? Pokud ne, tak čtěte dál, protože v tomto krátkém reportu z pozorování se dozvíte, jak tento magický jev vypadá.
Nejprve něco k vybavení, času a počasí při pozorování.
Vybavení: Refraktor Celestron PowerSeeker 80EQ (80/900mm achromát) na montáži EQ-1 s vymezenými vůlemi, DIY polárním pohonem a dřevěným vojenským stativem, vylepšený zalomený DIY hledáček, 1,25'' okuláry SVBONY aspheric 10mm a 23mm, Plossl 40mm, SVBONY ultra wide 15mm/68°, nově úžasný okulár SV113 20mm/65°, achromatický Barlow 2x SVBONY a 5X Angel Eyes (reálně spíš 3x), oba 1,25'', UHC filtr OPTOLONG 1,25''. Z toho jsem použil jen okuláry SV113 20mm/65°, UW 15mm/68° a aspheric 10mm/62°. Nejkrásnější pohled poskytovalo zvětšení 45x s 20mm okulárem SV113.
Pozorování proběhlo v Boskovicích v noci z 16. na 17. července 2019 v čase asi od 23:40 do 00:20 CEST. Seeing byl docela dobrý, zvlášť při uvážení, jak nízko nad obzorem Měsíc byl. Především v 20mm okuláru byl obraz hezky ostrý jako břitva, směrem k větším zvětšením (60x a 90x) už to bylo slabší.
Ano, je to krásný a magický pohled. Scenérie, kterou dalekohled ukáže, má tak ohromný rozsah jasu, natolik neskutečný kontrast, že tento okamžik nemůže zachytit žádná fotografie. A proto jsem částečné zatmění, jenž proběhlo 16.07.2019, a které vám teď slovně popíšu, raději nefotil. Opravdu, kontrast mezi osvětlenou částí měsíčního povrchu a nejtmavější částí zastíněného povrchu je tak velký, že dokonce i lidské oko s tím má problém, když pohledem do dalekohledu cestujete mezi jasně zářícím okrajem úplňku a tmavým, hnědým zbytkem jeho povrchu, velmi jemně nasvíceným zbytkem slunečního světla, trajektorii jehož fotonů jen o pár desítek úhlových minut pozměnila refrakcí zemská atmosféra a po cestě je ještě absorpcí na hlubokých vzdušných masách zabarvila do červena. Fotograf by jistě namítal, že v takových případech můžeme použít HDR. Avšak v případě HDR je celý jas zkomprimován do směšně nízkého dynamického rozsahu, výsledná fotografie je vždy jakoby vybledlá a bez šťávy a se skutečným pozorovacím zážitkem je naprosto neporovnatelná.
Nestihl jsem maximální fázi zatmění, která byla ve 23:31 CEST, pozorovat jsem začal až asi deset minut po ní. Nevadí, rozdíl byl opravdu zanedbatelný. Jižní část kotoučku byla hodně jasná, čím dál od stínu Země, čím "řidší" polostín, tím zářivější. Pak dál na sever bylo kruhové rozhraní světla a stínu Země, které bylo měkce rozmazané. A za ním pak měsíční povrch přecházel do skoro úplné tmy, a především jeho severní část byla nahnědlá, popř. naoranžovělá. Tady by se ale u barev jeden mohl dost hádat kvůli Purkyňovu jevu.
Když jsem osvětlenou část měsíčního kotouče umístil mimo zorné pole okuláru, u severovýchodní (tj. tmavé) části kotoučku jsem si všiml hvězdy, kterou jsem později identifikoval jako UCAC4-338-197003 nebo TYC 6890-779-1 s vizuální magnitudou dle uvedených katalogů (UAC4, Tycho), 8,66m nebo 8,37m. Mohl jsem tedy pozorovat i zákryt této hvězdy Měsícem. Úhlový průměr hvězd na pozemské obloze je tak extrémně malý, že zákryty probíhají okamžitě. Nejdřív tam hvězda je a pak "cvak" a zmizí za kotoučem Měsíčku. Zvláštní pocit... Chce to při pozorování zákrytu co nejméně mrkat.:o K zákrytu došlo v Boskovicích přibližně ve 23:49.
____________________________________
Jedním dechem dodávám, že z výstavně kruhového tvaru zemského stínu je zřejmé, že Země je kulatá a ne placatá, jak tvrdili lidstvu leckteří učenci, nebo dokonce vydutá, jak učili fašisti. Tohle si lidstvo uvědomilo už ve starověku a možná ještě dříve. Aristarchos ze Samu, který žil v letech 310 až 230 před naším letopočtem, ten už věděl, že Měsíc září odraženým slunečním světlem. Když si ve starověku na základě pozorování oblohy uvědomil, že Slunce je od Země mnohem dále než Měsíc, tak podle tvaru, respektive celkového úhlového průměru stínu Země už tehdy mohl odhadnout poměr průměrů Země a Měsíce. Nebo ještě snadněji a přesněji podle doby trvání zatmění, neboť v té době se pozorovalo výhradně očima s omezenou rozlišovací schopností, bez dalekohledu, bez možnosti úkaz vyfotografovat a z fotky pak odměřovat nějaké kroužky. A úplně přesně a správně řečeno tento poměr stanovil pomocí měření poměru času, po který je Měsíc při úplném zatmění celý zastíněný, a času vstupu do tohoto stínu. Podle toho stanovil poměr průměru Země a Měsíce na 1:0,36. Dnešní přesné číslo je 1:0,27. Bohužel, přesnost měření času nebyla v té době nejlepší a ještě horší to bylo se stanovením, lépe řečeno odhadem okamžiků dotyků měsíčního kotoučku se zemským stínem.
Když z pozorování zatmění víme, že je Země kulatá, tak když porovnáme zenitové vzdálenosti Slunce v (pravé) poledne na místech s různou zeměpisnou šířkou, ležících aspoň přibližně na jednom poledníku, dá se snadno určit obvod a z něj pak poloměr Země. To protože rozdíl zeměpisných šířek je úhel, který svírají spojnice obou pozorovacích stanovišť, tedy známe jak velká je poměrná část kružnice poledníku mezi oběma stanovišti. Vzdálenost stanovišť pak můžeme určit běžnými metodami. Nalezení obvodu a průměru Země se oficiálně podařilo až Erasthotenovi z Kyrény (275- 194 př. n. l.). Jeho měření ukázalo obvod Země relativně přesně, a sice 39400km, tedy poloměr 6270km. Dnešní přesná hodnota je 6378km na rovníku a 6357 km na pólech, tedy chyba byla jen pod 2%.
Když máme změřený poloměr Země, podle Aristarchova měření snadno určíme i poloměr Měsíce. Tehdejší hodnota byla 2300km, dnešní přesná hodnota je 1731km. A když víme, kolik Měsíc ve skutečnosti měří, můžeme podle jeho úhlového průměru spočítat jeho vzdálenost. Bohužel, tady už se starověcí učenci hodně netrefili. A nakonec, když zmáme vzdálenost Měsíce, můžeme po vzoru starověkých vědců zjistit- ale dost nejistě a nepřesně- vzdálenost od Slunce. O tohle se pokusil už zmíněný Aristarchos a moc se mu to nepodařilo. Proč, to si vysvětlíme. Ještě neznal poloměr Země, a proto určil pouze poměr vzdáleností Měsíce od Země a Slunce oz Země. Ale to teď není až tak podstatné, když uvážíme, že nedlouho po něm přišel Erasthotenes s vydařeným měřením zemského průměru. Aristarchos našel poměr 1:19 a dnešní čísla uvádí 1:390. Ano, tohle se mu tentokrát opravdu nepodařilo. Proč? Jak to udělal? V okamžiku, kdy je Měsíc přesně v první (nebo i poslední) čtvrti, se Země nachází na vrcholu pravoúhlého trojúhelníku Země- Slunce- Měsíc. Pravý úhel pak svírá spojnice Měsíc- Slunce se spojnicí Měsíc- Země. Pokud se podaří změřit úhlovou vzdálenost Slunce a Měsíce na obloze, pak lze s jednoduchým využitím goniometrických funkcí zjistit hledaný poměr (tangenta úhlové vzdálenosti). Aristarchos naměřil 87° a z toho mu vyšlo 1:19 (tg 87°= 19). Skutečný úhel je ovšem 89°51'. Sčítají se tam nejen tehdejší nepřesnosti měření úhlů, ale především je kámen úrazu ve správném stanovení okamžiku první čtvrti. Při pozorování očima a velké složitosti pohybu Měsíce a nepravidelnosti ve střídání jeho fází je to opravdový problém.
Možná by nebylo od věci si tohle někdy zkusit. Jen tak pro zábavu. Nebo třeba v nějakém astronomickém kroužku pro mládež?
____________________________________
Poznámka: V odkazu výše na informace o Purkyňovu jevu se nesprávně používá pojem akomodace. Že se přizpůsobení zraku na různé světelné podmínky má nazývat akomodací je nesmysl, šířený, kopírovaný a neustále opakovaný mnoha astronomy- amatéry, aktivními na českém a slovenském internetu. Přizpůsobování citlivosti na různé jasy pozorovaných scén se správně nazývá adaptací zraku. Během adaptace se při mohutných změnách světelných podmínek mění o mnoho řádů citlivost sítnice jakožto detektoru světla, a současně dochází k pupilární reakci zorničky. Změna citlivosti samotné sítnice je relativně pomalá, zjednodušeně jde o změnu chemie na sítnici. Při přechodu ze světla do úplné tmy, například pod hvězdnou oblohu, trvá plná adaptace v závislosti na světelných podmínkách a konkrétním člověku i desítky minut. Co nejrychlejší adaptaci zraku při rychlých změnách světelných podmínek (například přechod z venkovního slunečného počasí do uměle osvětlené místnosti) pomáhá pupilární reakce zorničky, tedy vstupního otvoru, jakési clony oční čočky. Průměr oční zornice se v závislosti na osvětlení sítnice mění. Oko si v podstatě automaticky nastavuje relativní otvor (fotografem řečeno clonové číslo) svého objektivu, tedy oční čočky. A zornička lidského oka to dovede opravdu velmi rychle, i v časových intervalech stovek milisekund, je- li to potřeba.
____________________________________
Asi den, přesněji řečeno 23,5 hodiny před maximální fází zatmění jsem se rozhodl také Měsíc vyfotit. Rozhodl jsem se o focení přímo v 900mm ohnisku dalekohledu, bez použití barlowu, jako u dřívějších fotek. To kvůli snadnější softwarové korekci barevné vady achromátu, která je k pořízení fotky Měsííce s mohutným zvýrazněním barevných nádechů nezbytná. Také celé zpracování nafocených dat zabere mnohem méně času a píle.
Nakonec ale fotka dopadla hůře, než jako mozaika přes barlow. Posuďte... Hlavním viníkem je seeing. Pokud se obraz Měsíce vlní, pak je výsledná složenina jednotlivých subsnímků dosti rozostřená. Pokud ale hodláme s daty dělat opravdu razantní kouzla, jako je silné přiostření waveletem nebo mohutné zvýraznění jemňoučkých barevných odstínů, bez registrace a průměrování více surových snímků se neobejdeme. Použití barlowu a skládání mozaiky ze stacků více oblastí měsíčního povrchu je ovlivněno vlněním obrazu o něco méně. To protože obraz láme menší objem zemské atmosféry. A menší objem bude vždy teplotně více homogenní, tedy bude mít menší vliv na relativní geometrickou věrnost zachyceného obrazu, který se prostě v rámci užšího zorného pole spíše jen pohupuje (což řeší registrování), v celé ploše skoro stejně, než by se vlnil v každé části plochy obrazu trochu jiným směrem. Ono je to samozřejmě mnohem složitější, ale jen ve stručnosti se dá říct, že takhle nějak to funguje. Ostatně, tohle je i důvodem, proč se k focení celého Měsíce najednou doporučuje použití jedné a jen jedné jediné expozice. Sice to přinese více šumu v datech, ale zato je obraz mnohem ostřejší než stack. Ačkoli geometricky je správnější naopak nastackovaný obraz z mnoha dílčích subexpozic.
Trocha technických informací k fotce:
Datum, čas: noc z 15 na 16.07.2019, kolem 23:00 CEST
Podmínky: Seeing celkem pěkný, nadprůměrný, průzračná obloha bez výraznějších halových jevů kolem Měsíce. Obraz se ale dosti vlnil, ačkoli byl relativně ostrý.
Objektiv: Celestron PowerSeeker 80EQ (80/900mm)
Montáž: Upravená EQ-1 s DIY pohonem
Foťák: Canon EOS 350D, používá free doplněk od foto nadšenců- CHDK rip
Obě fotografie jsou poskládány jako stack (součet) celkem 300 registrovaných raw snímků (bez výběru), pořízených při 200ISO a expozici 1/200s.
Zdrojová data jsou samozřejmě kalibrovaná darkem a flatem.
master dark: složenina dílčích 99 darků- medián (expozice a citlivost samozřejmě stejné jako u obrazových dat výše).
flat: 75 dílčích flatů (večerní fotka modré oblohy, expozice 1/20s při 200 ISO), kalibrováno master darkem- mediánem 75 temných snímků, stejný čas a citlivost jako u flatu.
Výsledné fotografie- v přirozených barvách a fotka se zvýrazněním barevných nádechů- jsou níže, na kliknutí v plné velikosti.
