Я просто смотрел на эту картину:
и удивлялся, почему не видны ни Корона, ни следы маленьких взрывов на поверхности Солнца ...
Как сфотографировать Солнце, чтобы увидеть эти детали на его поверхности?
Почему обычные фотографии Солнца не показывают выпуклости или взрывов?
Ответы:
Это потому, что это изображение только захватывает видимый спектр. Большинство изображений солнца, которые вы видите, фиксируют ультрафиолетовый спектр, где вы видите действительно впечатляющие взрывы и выбросы короны:
(источник: caltech.edu )
Это изображение было получено из космоса с помощью высокоспециализированной научной камеры, но вы можете захватить некоторые детали, включая протуберанцы, используя DSLR в сочетании с соответствующим фильтром:
изображение (с) Кевин Льюис, источник: http://www.photosbykev.com/wordpress/photography/pst-solar-imaging/
Фильтр, использованный в этом случае, был Hα-фильтром, предназначенным для пропускания частоты света, генерируемого, когда электрон в атоме водорода изменяет энергетическое состояние (было бы преуменьшением говорить, что на солнце много атомов водорода) , Обратите внимание, что это мультиэкспозиционное изображение с одной экспозицией для основного диска и отдельной более длительной экспозицией для протуберанцев (вспышек, исходящих от солнца).
1
Это неверно Изображения выше представляют собой изображения видимого спектра, снятые с использованием узкополосных фильтров. Водород альфа находится внутри видимого спектра, а не в ультрафиолете. Ультрафиолетовый спектр - это волны длиной менее 400 нм (где начинается ближний УФ-спектр). Водород альфа находится на противоположной стороне видимого спектра, а не вблизи длин волн УФ.
—
Тим Кэмпбелл
Это простая проблема воздействия, и у нее есть несколько аспектов.
Драматические изображения, на которых видны солнечные протуберанцы и нити, сняты с помощью специальных узкополосных телескопов (или фильтров), которые пропускают свет только на длине волны водорода. Водород альфа является доминирующей длиной волны в серии Ballmer ( https://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series ) с длиной волны 656,28 нм. Видимый свет - это длины волн от 400 до 700 нм. 656 нм находится в пределах видимого спектра.
Если 656 нм находится внутри видимого спектра, то почему он не будет отображаться на изображениях, снятых через нефильтрованные объективы или телескопы с использованием традиционной камеры?
Оказывается, это ... при правильных условиях:
Это изображение - одно из многих, которые я снял во время полного солнечного затмения 21 августа 2017 года в Соединенных Штатах. Я использовал Canon 5D Mk III, прикрепленный к апохроматическому рефрактору TeleVue NP101is. В этот момент во время затмения телескоп не отфильтрован. Это не отредактированное или измененное изображение (кроме кадрирования). Это ISO 200 при 1/500-й секунде для телескопа f / 5.4 с 2x TeleVue PowerMate (эффективное фокусное отношение составляет f / 11 при 2x подключенном PowerMate (PowerMate - это телецентрический множитель фокусного расстояния).
Причина, по которой вы видите протуберанцы здесь, но обычно не видите протуберанцев, связана с экспозицией.
Солнце является источником излучения черного тела ( https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation ), испускающим длины волн по всему видимому спектру - и за его пределами. Но протуберанцы - это альфа-водород ... только одна конкретная длина волны. Если солнце полностью видно, и всем длинам волн разрешено проходить, в видимом спектре присутствует такое изобилие света, что необходимое воздействие просто недостаточно для того, чтобы были видны особенности альфа-водорода. Когда экспозиция достаточно велика, остальные длины волны в видимом спектре будут полностью перегружать сенсор, и вы просто получите взорванное изображение.
Еще один нюанс заключается в том, что традиционные камеры фильтруются в видимом спектре для имитации чувствительности человеческого глаза. На длине волны 656 нм глаз не особенно чувствителен. Традиционные камеры обычно пропускают только 20-25% света на этой длине волны. Фильтры, используемые в солнечных телескопах, пропускают большую часть длины волны 656 нм.
Вы можете получить эти виды изображений во время полного солнечного затмения ... но так как затмения не случаются достаточно часто, чтобы быть удобными, для фотографирования этих функций необходимы другие методы.
Известности и нити являются особенностями хромосферы Солнца. Это более высокий слой солнечной атмосферы над фотосферой. Фотосфера - это часть Солнца, которую мы традиционно называем «поверхностью» - хотя Солнце является горячим газовым шаром, оно не является твердой поверхностью. Вы можете сфотографировать фотосферу, если у вас есть безопасный солнечный фильтр «белого света», прикрепленный к передней части объектива или телескопа.
Чтобы отобразить эти особенности, видимые в водородном альфа-свете, вам нужен узкополосный фильтр.
Предостережение. Энергия Солнца может легко разрушить оборудование, такое как камеры, объективы или телескопы. Я не советую делать это без небольшого исследования, чтобы убедиться, что вы используете как оборудование, так и методы, которые не повредят ваше снаряжение.
Изображения короны, полученные любительскими солнечными астрофотографами, обычно используют специальные солнечные водородные альфа-телескопы, такие как сделанные Lunt Solar Systems, Coronado (подразделение Meade), или иногда используют несолнечные телескопы, оснащенные водородными альфа-солнечными фильтрами, изготовленными любым из Quark. или Daystar. Выделенные солнечные телескопы Ha безопасны - телескопы были полностью разработаны для этой цели.
Этот механизм блокирует весь видимый спектр, за исключением узкой полосы около частоты Ha. Даже это становится немного сложнее, потому что фильтры позволят определенный полосовой диапазон, при котором более узкий полосовой диапазон будет все для большей детализации и контраста на поверхности, но характерные особенности на конечности будут казаться слабее. Чуть более широкие полосы пропускания будут захватывать больше деталей на конечности, но с меньшей контрастностью поверхности. В солнечной астрофотографии обычно снимают данные изображения для поверхности и для конечности отдельно, а затем объединяют их.
Традиционные камеры обычно не используются. Вместо этого - высокоскоростная CMOS-камера с электронным глобальным затвором (глобальный затвор может считывать весь датчик параллельно ... большинство камер имеют электронный скользящий затвор, который означает, что датчик считывает построчно). Это позволяет получать изображения с довольно высокой скоростью, чтобы захватить несколько секунд несжатых видеокадров, которые будут объединены и обработаны в законченное изображение. (в то время как любимые модели камер меняются со временем, текущим фаворитом для этого типа работы является камера ZWO ASI174MM.)
Если вы интересуетесь этим типом фотографии, я бы порекомендовал взять книгу « Уроки мастеров» под редакцией Роберта Геллера и прочитать главу под названием « Поймать солнечный свет » Алана Фридмана.
Мартин Уайз снимает много солнечных фотоизображений и размещает на YouTube видео с подробным описанием своего процесса. Вы можете найти его здесь: https://www.youtube.com/watch?v=G-41RMTCdTE
Примечание: Солнце в настоящее время находится в тихом периоде (солнечный минимум) в своем примерно 11-летнем цикле активности. Интересующие вас функции встречаются редко (дни или даже месяцы могут проходить без особой активности). Активность начнет расти через пару лет, и, вероятно, через пять лет она станет очень активной.