Astronomischer Filter

Ultraviolett Filter zum Schutz einer Kamera vor ultravioletten Strahlung

Ein Astronomischer Filter ist ein Teleskop Zubehör bestehend aus einem Optischer Filter benutzt von Amateurastronomen einfach die Details und den Kontrast von zu verbessern Himmelsobjekteentweder zum Betrachten oder zur Fotografie. ForschungsastronomenAndererseits verwenden Sie verschiedene Bandpass Filter zum Photometrie auf Teleskopen, um Messungen zu erhalten, die Objekte enthüllen ' Astrophysikalische Eigenschaften, wie zum Beispiel Sternklassifizierung und Platzierung von a Himmelskörper auf Ihrer Wien -Kurve.

Die meisten astronomischen Filter arbeiten, indem sie einen bestimmten Teil des Farbspektrums über und unter a blockieren Bandpass, signifikant erhöht die Signal-Rausch-Verhältnis der interessanten Wellenlängen und damit das Objektzuwaffendetail und den Kontrast machen. Während die Farbfilter bestimmte Farben aus dem Spektrum übertragen und normalerweise zur Beobachtung der verwendet werden Planeten und die MondDie polarisierenden Filter funktionieren durch Anpassung der Helligkeit und werden normalerweise für den Mond verwendet. Die Breitband- und Schmalbandfilter übertragen die Wellenlängen, die von der emittiert werden Nebel (bis zum Wasserstoff und Sauerstoff Atome) und häufig zur Verringerung der Wirkungen von verwendet Lichtverschmutzung.[1]

Filter wurden zumindest seit der Astronomie verwendet Sonnenfinsternis vom 12. Mai 1706.[2]

Sonnenfilter

Weiße Lichtfilter

Sonnenfilter blockieren den größten Teil der Sonnenlicht Um Schäden an den Augen zu vermeiden. Die richtigen Filter werden normalerweise aus einem langlebigen Glas hergestellt oder Polymer Film, der nur 0,00001% des Lichts überträgt. Aus Sicherheitsgründen müssen Solarzfilter sicher über das ausgestattet sein Zielsetzung von a Teleskop brechen oder Öffnung von a Reflexionsteleskop so dass sich der Körper nicht wesentlich erhitzt.

Kleine Sonnenfilter, die dahinter eingefädelt sind Augenmerkmale Blockieren Sie nicht die Strahlung, die in den Umfang des Umfangs eindringt, und verursachen Sie die Teleskop sich sehr erhitzen, und es ist nicht unbekannt für sie, von denen sie zerbrechen können thermischer Schock. Daher empfehlen die meisten Experten solche Solarfilter nicht für Augenmärkte, und einige Händler weigern sich, sie zu verkaufen oder aus Teleskoppaketen zu entfernen. Entsprechend NASA: "Solarzfilter, die in Augenstätten ausfädeln, die oft kostengünstig sind Teleskope sind auch unsicher. Diese Glasfilter können unerwartet vor Überhitzung knacken, wenn das Teleskop auf die Sonne gerichtet ist, und Netzhaut Schäden können schneller auftreten, als der Beobachter das Auge vom Okular bewegen kann. "[3]

Solarzfilter werden verwendet, um das sicher zu beobachten und zu fotografieren Sonne, was trotz weißer, wie eine gelb-orangefarbene Festplatte erscheinen kann. EIN Teleskop Mit diesen Filtern können sie direkt und ordnungsgemäß Details zu Solarmerkmalen anzeigen, insbesondere zu Solarmerkmalen Sonnenflecken und Granulation auf der auftauchen,[4] ebenso gut wie Sonnenfinsternisse und Transits des Minderwertige Planeten Quecksilber und Venus über die Sonnenscheibe.

Schmalbandfilter

Das Herschelkeil ist ein prismbasiertes Gerät kombiniert mit a Neutraldichtefilter das lenkt den größten Teil der Hitze und Ultraviolett Strahlen aus dem Teleskop heraus und führen im Allgemeinen bessere Ergebnisse als die meisten Filtertypen. Das H-Alpha Filter überträgt die H-Alpha Spektrallinie Zum Betrachten Sonneneruptionen und Prominenten[1] unsichtbar durch gemeinsame Filter. Diese H-Alpha-Filter sind viel schmaler als die für die Nacht-H-Alpha-Beobachtung (siehe Nebelfilter unten), die nur 0,05 nm bestehen (0,5)Angstrom) für ein gemeinsames Modell,[5] verglichen mit 3 nm-12 nm oder mehr für Nachtfilter. Aufgrund der schmalen Bandpass- und Temperaturverschiebungen sind häufig Teleskope in etwa ± 0,05 nm einstellbar.

Die NASA enthielt die folgenden Filter auf der Solardynamik Observatoriumvon denen nur einer für menschliche Augen sichtbar ist (450,0 nm):[6] 450,0 nm, 170,0 nm, 160,0 nm, 33,5 nm, 30,4 nm, 19,3 nm, 21,1 nm, 17,1 nm, 13,1 nm und 9,4 nm. Diese wurden für die Temperatur anstelle bestimmter Emissionslinien ausgewählt, ebenso wie viele Schmalbandfilter wie die oben erwähnte H-Alpha-Linie.

Farbfilter

Ein blauer Farbfilter

Farbfilter funktionieren durch Absorption/Übertragung und können feststellen, welcher Teil des Spektrums sie reflektiert und übertragen. Filter können verwendet werden, um den Kontrast zu erhöhen und die Details von Mond und Planeten zu verbessern. Alle sichtbaren Spektrumfarben haben jeweils einen Filter, und jeder Farbfilter wird verwendet, um ein bestimmtes Mond- und Planetary -Merkmal mitzubringen. Zum Beispiel wird der #8 gelbe Filter verwendet, um anzuzeigen Mars Maria und Jupiters Gürtel.[7] Das WRATten -System ist das Standardnummernsystem, mit dem sich die Farbfiltertypen beziehen. Es wurde zuerst von hergestellt von Kodak im Jahr 1909.[1]

Professionelle Filter sind ebenfalls gefärbt, aber ihre Bandpass -Zentren sind in anderen Mittelpunkten platziert (wie in der UBVRI und Cousins Systeme).

Einige gemeinsame Farbfilter und ihre Verwendung sind:[8]

  • Chromatische Abweichung Filter: Wird zur Reduzierung des Purpur verwendet Heiligenschein, verursacht durch chromatische Abweichung von Teleskope brechen. Ein solcher Halo kann die Merkmale heller Objekte, insbesondere Mond und Planeten, verdecken. Diese Filter haben keinen Einfluss auf die Beobachtung schwacher Objekte.
  • Rot: Reduziert Himmelshelligkeitbesonders bei Tageslicht und Dämmerung. Verbessert die Definition von Maria, Eis- und Polarbereiche des Mars. Verbessert den Kontrast von blauen Wolken gegen den Hintergrund von Jupiter und Saturn.
  • Dunkel gelb: Verbessert die Auflösung von Atmosphärische Merkmale der Venus, Jupiter (besonders in polaren Regionen) und Saturn. Erhöht den Kontrast von Polarkappen, Wolken, Eis und Staubstürmen auf dem Mars. Verbessert Kometenschwänze.
  • Dunkelgrün: Verbessert die Wolkenmuster auf der Venus. Reduziert die Himmelshelligkeit bei Tageslichtbeobachtung der Venus. Erhöht den Kontrast von Eis- und Polarkappen auf dem Mars. Verbessert die Sichtbarkeit der Toller roter Fleck auf Jupiter und anderen Funktionen in der Jupiter -Atmosphäre. Verbessert weiße Wolken und polare Regionen am Saturn.
  • Mittelblau: Verstärkt den Kontrast des Mondes. Erhöht den Kontrast der schwachen Schattierung von Venuswolken. Verbessert Oberflächenmerkmale, Wolken, Eis und Staubstürme auf dem Mars. Verbessert die Definition von Grenzen zwischen Merkmalen in Atmosphären von Jupiter und Saturn. Verbessert die Definition von Kometengasschwänze.

Mondfilter

Neutrale DichtefilterAuch in Astronomie als Mondfilter bekannt, sind ein weiterer Ansatz für die Kontrastverbesserung und Blendung die Ermäßigung. Sie arbeiten einfach, indem sie ein Teil des Lichts des Objekts blockieren, um den Kontrast zu verbessern. Neutrale Dichtefilter werden hauptsächlich in der traditionellen Fotografie verwendet, werden jedoch in der Astronomie verwendet, um Mond- und Planetenbeobachtungen zu verbessern.

Polarisierungsfilter

Polarisierende Filter passen die Helligkeit von Bildern auf ein besseres Niveau für die Beobachtung an, aber viel weniger als Sonnenfilter. Mit diesen Filtertypen variiert der Übertragungsbereich zwischen 3% und 40%. Sie werden normalerweise zur Beobachtung des Mondes verwendet,[1] kann aber auch zur Planetenbeobachtung verwendet werden. Sie bestehen aus zwei polarisierenden Schichten in einem rotierenden Schichten Aluminium Zelle,[9] Dies ändert die Übertragung des Filters durch Drehen. Diese Verringerung der Helligkeit und Verbesserung des Kontrasts kann die Merkmale und Details der Mondoberfläche aufzeigen, insbesondere wenn sie nahezu voll sind. Polarisierungsfilter dürfen nicht anstelle von Sonnenfiltern verwendet werden, die speziell zur Beobachtung der Sonne entwickelt wurden.

Nebelfilter

Schmalband

Die drei Hauptspektrallinien, die schmale Bandfilter übertragen

Schmalbandfilter sind astronomische Filter, die nur ein schmales Band von übertragen Spektrallinien aus dem Spektrum (normalerweise 22 nm Bandbreite oder weniger). Sie werden hauptsächlich für verwendet Nebel Überwachung. Emissionsnebel hauptsächlich das doppelte ausstrahlen ionisiert Sauerstoff in der sichtbares Spektrum, die nahe 500 nm Wellenlänge emittiert. Diese Nebel strahlen auch bei 486 nm schwach aus, die Wasserstoff-Beta Linie.

Es gibt zwei Haupttypen von Schmalbandfiltern: Ultrahohe Contrast (UHC) und spezifische Emissionslinienfilter.

Spezifische Emissionsleitungsfilter

Spezifische Emissionslinienfilter (oder Linien) werden verwendet, um Linien oder Linien bestimmter Elemente oder Moleküle zu isolieren, um die Verteilung innerhalb des Nebels anzuzeigen. Dies ist eine gemeinsame Methode zur Herstellung falsche Farbe Bilder. Gemeinsame Filter werden häufig für die verwendet Hubble -WeltraumteleskopBildung der sogenannten HST-Pallet, mit der als solchen zugewiesenen Farben: rot = S-II; Grün = h-alpha; Blau = o-iii. Diese Filter werden üblicherweise mit einer zweiten Zahl in angegeben nm, was sich darauf bezieht, wie weit ein Band übergeben wird, was dazu führen kann, dass sie andere Linien ausschließen oder einbeziehen. Beispielsweise kann H-alpha bei 656 nm N-II (bei 658–654 nm) aufnehmen, einige Filter blockieren den größten Teil des N-II, wenn sie 3 nm breit sind.[10]

Häufig verwendete Linien / Filter sind:

  • H-Alpha Hα / ha (656 nm) aus dem Balmer -Serie wird emittiert von Hii Regionen und ist eine der stärkeren Quellen.
  • H-beta Hβ / Hb (486 nm) aus der Balmer -Serie ist aus stärkeren Quellen sichtbar.
  • O-III-Filter (496 nm und 501 nm) ermöglichen, dass beide Sauerstoff-III-Linien durchlaufen werden. Dies ist in vielen Emissionsnebeln stark.
  • Filter von S-II (672 nm) zeigen die Sulfur-II-Linie.

Weniger gemeinsame Linien/Filter:

  • HE-II (468 nm)[11]
  • He-i: (587 nm) [11]
  • O-i: (630 nm) [11]
  • AR-III: (713 nm) [11]
  • Ca-II Ca-K/Ca-H: (393 und 396 nm)[12] Zeigt die Sonne mit der K und H Fraunhofer Linien
  • N-II (658 nm und 654 nm), die häufig in breiteren H-Alpha-Filtern enthalten sind[10]
  • Methan (889 nm)[13] Ermöglicht, Wolken auf den Gasriesen, Venus und (mit Filter) der Sonne zu sehen.

Ultrahohe Kontrastfilter

Allgemein bekannt als UHC -FilterDiese Filter bestehen aus Dingen, die es mehreren starken gemeinsamen Emissionslinien ermöglichen, die auch die Wirkung des ähnlichen Effekts haben Reduzierung der Lichtverschmutzung Filter (siehe unten) der Blockierung der meisten leichten Quellen.

Die UHC -Filter reichen von 484 bis 506 nm.[7] Es überträgt sowohl die O-III- als auch die H-Beta-Spektrallinien, blockiert einen großen Teil der Lichtverschmutzung und bringt die Details von Planetennebel und die meisten Emissionsnebel unter einem dunklen Himmel.[14]

Breitband

Die Breitband- oder Lichtverschmutzungsreduzierung (LPR), Filter sind so konzipiert, dass sie die blockieren Natrium und Quecksilberdampf Licht und auch natürlich blockieren Skyglow so wie die Auroral Licht.[15] Dies ermöglicht die Beobachtung von Nebeln aus der Stadt und dem leichten Himmel.[1] Breitbandfilter unterscheiden sich vom Schmalband mit dem Bereich der Wellenlängenübertragung. LED-Beleuchtung ist mehr Breitband, sodass es nicht blockiert ist, obwohl weiße LEDs eine erheblich niedrigere Ausgabe um 480 nm haben, was in der Nähe von O III und H-Beta-Wellenlänge liegt. Breitbandfilter haben einen breiteren Bereich, da ein enger Übertragungsbereich ein schwacheres Bild von Sky -Objekten verursacht, und da die Arbeit dieser Filter die Details von Nebel aus leichten verschmutzten Himmel enthüllt, hat es ein breiteres Getriebe für mehr Helligkeit.[7] Diese Filter sind speziell für Galaxienbeobachtungen und Fotografie entwickelt und nicht nützlich mit anderen Deep Sky Objekte wie Emissionsnebel. Sie können jedoch den Kontrast zwischen DSOS und dem Hintergrundhimmel verbessern, was das Bild klären kann.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ a b c d e "Die Verwendung von Filtern". Astronomie für alle. 31. Januar 2009. archiviert von das Original am 11. November 2010. Abgerufen 22. November 2010.
  2. ^ Thieme, Nick (2017-08-18). "Eine kurze Geschichte der Sonnenbrille und der Menschen, die vergessen haben, sie zu tragen". Slate Magazine. Abgerufen 2021-08-07.
  3. ^ "Augensicherheit während Sonnenfinsternis". NASA.
  4. ^ "Sonnenfilter". Tausend Eichen optisch. Abgerufen 22. November 2010.
  5. ^ "Coronado PST Personal Solar Telescope". Abgerufen 18. Oktober 2018.
  6. ^ "Warum NASA -Wissenschaftler die Sonne in verschiedenen Wellenlängen beobachten". NASA. Abgerufen 18. Oktober 2018.
  7. ^ a b c "Filter - beliebte und heiße Teleskopfilter". Lumicon International. Archiviert von das Original am 25. November 2010. Abgerufen 22. November 2010.
  8. ^ "Orion 1.25" Deluxe Stargazers sechsfilterer Lichtverschmutzung, variabler Polarisator und Farbfilter ". Archiviert von das Original am 7. Juli 2011. Abgerufen 9. März 2011.
  9. ^ "ORION Variable Polarisation Telescope Filter". Orion Teleskope und Ferngläser. Archiviert Aus dem Original am 13. Oktober 2010. Abgerufen 22. November 2010.
  10. ^ a b "Astrodon schmalband FAQ" (PDF). Astrodon. Archiviert (PDF) Aus dem Original am 10. Oktober 2018. Abgerufen 10. Oktober 2018.
  11. ^ a b c d "Helium, Argon, neutraler Sauerstoff und andere Bänder in der Bildgebung mit schmalen Band". Lumicon International. Archiviert Aus dem Original am 10. Oktober 2018. Abgerufen 10. Oktober 2018.
  12. ^ "Wichtige Anmerkungen zum gestapelten K-Line-Filter" (PDF).Baader Planetarium. Archiviert (PDF) Aus dem Original am 10. Oktober 2018. Abgerufen 10. Oktober 2018.
  13. ^ "Baader Planetarium Methanfilter Beschreibung". Archiviert Aus dem Original am 24. Dezember 2017. Abgerufen 10. Oktober 2018.
  14. ^ "UHC -Filter". Archiviert von das Original am 7. Juli 2011. Abgerufen 22. November 2010.
  15. ^ "Meade Series 4000 Breitbandnebulare Filter". Meade Instrumente. Abgerufen 23. November 2010.