Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Влияние городской засветки

Секреты повседневного использования астрономических инструментов, их юстировки и регулировки

Модератор: Ernest

Ответить
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 12141
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Влияние городской засветки

Сообщение Ernest » 14 апр 2019, 22:19

Зачем наблюдать туманные астрономические объекты подальше от городской засветки

Вот, как мне кажется, показательная табличка, в которой приведен контраст (в процентах) яркости типичных дипскай-объектов (галактик, туманностей, шаровых скоплений) по отношению к яркости фона которая падает с удалением от огней городского уличного освещения.
Объектm/мин2m/сек22221.52120.52019.51918.518
NGC6543 планетарная тум.513.9172726%109024%68815%43436%27416%17305%10923%6894%4352%
NGC6826 планетарная тум.6.915.830059%18973%11976%7559%4771%3012%1901%1200%757%
M1 туманность, M3 шаровое скопление1119.9691%436%275%174%110%69%44%28%17%
M27 планетарная тум.11.220.1600%421%245%145%98%55%35%20%10%
M32, M82 галактики12.421.3190%120%76%48%30%19%12%8%5%
M51 галактика, М17 туманность1321.9110%69%44%28%17%11%7%4%3%
M81 галактика13.222.191%58%36%23%14%9%6%4%2%
M110 галактика1422.944%28%17%11%7%4%3%2%1.1%
M33 галактика14.223.136%23%14%9%6%4%2%1.5%0.9%
NGC147, NGC6822 галактики14.523.428%17%11%7%4%3%2%1.1%0.7%
I2574 галактика14.623.525%16%10%6%4%3%2%1%0.6%
I342, M101 галактики14.923.819%12%8%5%3%2%1.2%0.8%0.5%
NGC4395 галактика15.424.312%8%5%3%2%1.2%0.8%0.5%0.3%
NGC5053 шаровое скопление16.225.16%4%2%1.5%0.9%0.6%0.4%0.2%0.1%
PK 205+14.1 планетарная тум.16.425.35%4%2%1.3%0.8%0.5%0.3%0.2%0.1%
Примечания по колонкам таблицы:
  • m/мин2 - яркость объекта в виде звездных величин на квадратную угловую минуту
  • m/сек2 - яркость объекта в виде звездных величин на квадратную угловую секунду
  • 22 - контраст объекта по отношению к яркости фона идеального горного неба в сотнях км. от больших городов (22m с квадратной секунды)
  • 21.5 - контраст по отношению к яркости отличного равнинного неба примерно в 100 км от ближайшего крупного города (21.5m с квадратной секунды)
  • 21 - контраст по отношению к яркости хорошего деревенского неба примерно в 50 км от ближайшего города (21.0m с квадратной секунды)
  • 20.5 - контраст по отношению к яркости хорошего загородного неба примерно в 20 км от ближайшего источника уличного освещения (20.5m с квадратной секунды)
  • 20 - контраст по отношению к яркости типичного загородного неба в 10 км от городских окраин (20m с квадратной секунды)
  • 19.5 - контраст по отношению к яркости неба дальних пригородов больших городов (19.5m с квадратной секунды)
  • 19 - контраст по отношению к яркости пригородного неба (19.0m с квадратной секунды)
  • 18.5 - контраст по отношению к яркости неба окраин мегаполиса (18.5m с квадратной секунды)
  • 18 - контраст объекта по отношению к яркости типичного городского неба (18.0m с квадратной секунды)

Стоит также заметить, что для понимания цифр в табличке надо знать, что пороговым контрастом при визуальных наблюдениях является значения порядка 5%-3% - более низкие значения означают практическое отсутствие возможности обнаружения. Стоит иметь ввиду и неравномерность яркости большинства объектов. Ядро галактики может иметь яркость 12m/мин2 и вполне быть обнаруженным даже и на городских окраинах. В то время как гало и область ветвей той-же галактики иметь яркость 14m/мин2 и для их наблюдения потребуется очень черное небо вдали от городских огней. Кроме контраста по отношению к фону сильное влияние на обнаружимость туманных объектов имеют: (1) опыт наблюдателя, (2) степень темновой адаптации и индивидуальная контрастная чувствительность зрения, (3) диаметр выходного зрачка и увеличение телескопа, (4) степень равномерности яркости объекта наблюдения и некоторые другие факторы.

С учетом всего сказанного следует простой вывод: в условиях городской засветки более-менее эффективны визуальные наблюдения только объектов высокой яркости вроде планет, двойных звезд, компактных планетарных туманностей и звездных скоплений. За наблюдениями более тусклых и малоконтрастных) объектов надо уезжать подальше от городских огней.

Аватара пользователя
Zaliv
Сообщения: 63
Зарегистрирован: 07 апр 2010, 17:08

Re: Влияние городской засветки

Сообщение Zaliv » 15 апр 2019, 01:27

Эрнест, есть следующее наблюдение. Уровень засветки различается в разных фотометрических полосах. Для ГАО зависимость примерно следующая. Пишу "примерно", потому что имеющиеся фильтры - не BVR Джонсон, а какой-то RGB. G на пол звёздной величины ярче B, R на пол звёздной величины ярче G. То есть, в полосе B небо на звёздную величину темнее, чем в R. Результат не вызывает большого удивления в силу абсолютного преобладания натриевого освещения вокруг ГАО.
Отсюда вопрос - если выделить фильтром область наибольшей чувствительности палочек, которая на границе G и B, можно ли таким образом повысить контраст? Или какие-то спектральные особенности глаза могут этому помешать?
Александр Шумилов

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 12141
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Влияние городской засветки

Сообщение Ernest » 15 апр 2019, 08:16

Да, можно. На этом эффекте строятся принципы LPR фильтрации. Впрочем, эффект от их применения невелик.
Александр, думаю было бы уместно привести тут результаты ваших измерений профиля засветки Питера, только желательно в астрономических единицах (m/сек2).

Аватара пользователя
Zaliv
Сообщения: 63
Зарегистрирован: 07 апр 2010, 17:08

Re: Влияние городской засветки

Сообщение Zaliv » 28 июн 2019, 22:45

Наконец дошли руки обработать измерения яркости неба, сделанные в апреле 2019. Измерения делались с помощью трёх приборов SQM-L, установленных на общую турель, и запускаемых практически одновременно. Строился засветочный профиль вдоль меридиана при максимальном учёте систематических факторов. Выбиралась ясная безлунная ночь, измерения велись при положении Солнца ниже 15 градусов под горизонтом. Также сходимость показателей улучшилась, когда приборы между точками измерений лежали при постоянной температуре в багажнике автомобиля, без помещения их в тёплый салон. В качестве дополнительного систематического фактора был исключён разброс питающих напряжений приборов - везде были установлены свежие элементы с напряжением 9,66 вольта. При измерениях в городе существенную проблему представляли прямые лучи и блики от уличного и архитектурного освещения. Для их подавления использовались бленды на каждый прибор, точки измерений выбирались на максимальном удалении от фонарей - преимущественно, в зелёных зонах. Сами измерения записывались на видео и обрабатывались позже. В измерениях участвовали приборы SQM-L Эрнеста Шекольяна, Александра Шумилова и Валерия Петюра.
Графики приведены в звёздных величинах с кв. секунды и в милликанделах с кв. метра. В качестве линии сравнения дан график Light pollution map в тех же точках с точностью 3 - 5 метров.
Пока выкладываю график за 3 апреля 2019
Вложения
Измерение профиля засветки юга Петербурга 3 апреля 2019.xls
Это массив синхронных измерений с помощью трёх приборов SQM-L, установленных на общую турель.
(167.5 КБ) 18 скачиваний
image001.png
Сглаженный профиль в линейных величинах, ГАО отмечена зелёным кружком
image003.png
Сглаженный профиль в звёздных величинах, ГАО отмечена зелёным кружком
Александр Шумилов

Ответить