20.02.2008 18:44 Jan Hollan Vytisknout článek

Několik námětů, jak využít zatmění Měsíce

Fotometrie zatmění. Měření pomocí SQM, fotoaparátu a luxmetru

Především, zatmění, pokud není Měsíc neprůhledně zakryt mraky, je moc pěkné. Měsíc v geometrickém stínu Země, chvíle krátce předtím, než se do něj úplně pohrouží, i chvíle, když se zase vynořuje. Změny jasů, barev, změny noci z výjimečně světlé (těsně před zatměním je Měsíc nejsvětlejší) na temnou, jak Měsíc přestane osvětlovat krajinu a ovzduší. I pár pohledů během úkazu stojí za to, ještě lepší je trpělivě se dívat na nebe celou dobu; přitom lze třeba poslouchat tichou hudbu. Ještě připomeňme, že okraj stínu vrženého na Měsíc Zemí je jediným skutečně dobře viditelným projevem toho, že Země má tvar koule.

Jak by se v přírodě bez světelného znečištění osvětlení Měsícem měnilo, ukazují obrázky zde (ve skutečnosti bude asi zatmělý Měsíc ještě alespoň dvacetkrát tmavší, ale to by už křivka sahala až pod dolní okraj grafu) nebo dnešní předpovězený průběh světla v adresáři zde (tam pak bude vidět i realita z dnešní noci).

Mapka: pohyb Měsíce, hvězda Regulus a planeta Saturn

Během zatmění bude dobrá příležitost všimnout si, jak se Měsíc opožďuje za hvězdami. Předběhne ho jasný Regulus, dohánět ho bude Saturn. Mapku, která to demonstruje, viz zde.

Malé dalekohledy, při zvětšení tak sedmkrát až třicetkrát, mohou zážitek obohatit, zpřístupněním detailů měsíční krajiny. Detaily jsou to jiné, než u dorůstajícího Měsíce: nejde o nerovnosti terénu, vrhající stíny. Ty v přesném úplňku vymizí. Zbudou jen rozdíly v tom, jak moc měsíční půda pohlcuje světlo, tedy hlavně mezi plochami tmavých bazaltů (moří) a světlejších lehčích hornin (pevnin). Nápadná je ale i hojnost světlých bodů, u nichž jejich původ není tak zřejmý. Jde o přitom místa, kde exploze v posledních stovkách miliónů let odstranily či novým materiálem překryly půdu, která za miliardy let zčernala. Světlé plošky jsou tedy nejmladší území na Měsíci.

Při zatmění je zvláštní příležitost světlé body sledovat. Okamžiky, kdy procházejí hranicí zemského stínu (její průběh se lépe odhaduje v nevelkém zvětšení), lze zaznamenat a podle nich pak spočítat velikost a zploštění stínu Země. Obě veličiny závisejí na stavu ovzduší a je zajímavé je mezi různými zatměními porovnávat. Jediným problémem při pozorování je identifikace oněch nápadných světlých bodů: který zrovna vlezl nebo vylezl ze stínu. Pomůckou pro identifikaci může být osvědčený výběr stovky bodů (mladých kráterů), které jsme pro lepší zapamatování a rychlý zápis s kolegy v roce 1985 očíslovali. Stáhnout a si jej můžete jako soubor lun100cz.pdf. Záznam pozorování (pokud jde o časy, na několika sekundách nezáleží) pak můžete poslat na adresu hollan(zavináč)hvezdarna(tečka)cz.

Nejen velikost a tvar stínu, ale i jeho hloubku lze zkoumat. Nejjednodušší je k tomu užít digitálního fotoaparátu, který umožňuje ukládat data v surovém tvaru (s vypnutými všemi úpravami, pokud nějaké nabízí, a nejlépe i s minimálním nastavením citlivosti ISO, aby se místa Měsíce s nejvyšším jasem tak snadno nepřeexponovaly). Z takových souborů (s příponami jako raw, crw, raf) lze pak zjistit jas Měsíce před zatměním a v různých fázích zatmění. Kromě snímků Měsíce je vhodné občas pořizovat i snímky s touže expozicí, ale zakrytým objektivem (tzv. temné snímky, darkframes). Vzhledem k tomu, že Měsíc bude jistě fotografovat mnoho zájemců, bude dokonce dobře možné z takových snímků zjistit konstanty, které pro váš fotoaparát poskytnou přepočet z hodnot pro R, G, B pixely (zpravidla od jednotek či desítek do čtyřech tisíc či šestnácti tisíc) skutečným jasem (v kandelách na metr čtvereční). Vaši kameru půjde takto kalibračně navázat např. na fotoaparát Fuji S5000, který jsem zkalibroval již v roce 2003.

Nedávné použití zkalibrovaného fotoaparátu na zkoumání oblohy u Vyškova a v Brně (software viz zde) a ukázky z minulých zatmění (nějaké vysvětlivky jsou dole pod náhledy snímků, v souboru zde ), ještě starší (s jinou škálou jasů, kde se pro řád kcd/m2 užívala plná modrá a ne bleděmodrá) pak zde.

Zatmívající se Měsíc poskytuje vlastně pěkný „fotometrický klín“. A jas nezatmělého Měsíce během večera, jak roste jeho úhlová výška, pak poskytne dobrou informaci o průzračnosti ovzduší, kterou astronomové vyjadřují jako extinkci hvězd v zenitu (pro kontrolu pak poslouží i Měsíc po zatmění).

Fotoaparátem můžete během večera a noci do doby těsně před zatměním změřit i nárůst jasu Měsíce, když je sledovaná oblast téměř přesně na opačné straně od nás než Slunce (zjasnění poblíž přesné opozice). Nárůst činí až patnáct procent.

Další možností, jak pozorovat, je měřit přístrojem Sky Quality Meter (SQM). Přitom je potřeba užívat dvojice měření, kdy na čidlo vrháte malý stín (aby bylo vyloučeno přímé světlo Měsíce), a kdy vrháte stín vedle čidla. Čidlo přitom má být obráceno rovnou k Měsíci. Samozřejmě, lze měřit i v obvyklé svislé poloze, opět se zastíněným čidlem (i nezastíněným), tedy zjišťovat jas oblohy, ke kterému je přístroj zkonstruován. Předmět, kterým vrháte stín, by měl být vždy stejně daleko od čidla, aby zakrytý kousek oblohy byl vždy stejný, a kromě toho by mělo čidlo být uprostřed stínu (aby byla zakrytá vždy stejná, nejsvětlejší část nebe těsně kolem nezatmělého Měsíce). Z takových měření lze získat přesné informace o jasnosti Měsíce, tedy získat kompletní fotometrii zatmění. A také údaje o zenitové extinkci. Příkladem je graf http://amper.ped.muni.cz/light/luminance/lun_eclipse/2006/bri.png (v něm jsou obsažená měření pomocí SQM, fotoaparátu a mimo zatmění, dokud byl Měsíc dost jasný, i měření luxmetrem).

Jas nebe v zenitu lze měřit i přístrojem SQM s čočkou, pokud ji přidáte dodatečně, můžete přístroj zkalibrovat dle návodu „a glass-ball collimator for SQM“.

Pěkné noční počasí přeje Jan Hollan, Hvězdárna v Brně

Článek převzat z http://amper.ped.muni.cz/light