Observarea și fotografierea Soarelui și a eclipselor solare

Observarea si fotografierea Soarelui si a eclipselor solare in siguranta

Cromosfera solară, autor: Gabriel Corban

Soarele, împreună cu Luna, sunt cele mai mari corpuri luminoase vizibile pe cer. Spre deosebire de toate celelalte stele ce apar în orice telescop ca puncte de lumină ce pot fi studiate doar prin metode de observație indirectă, Soarele este singura stea la care pot fi observate detalii cu orice instrument, indiferent de apertură. Mai mult, Soarele este un corp dinamic, ce se schimbă de la oră la oră și de la zi la zi, astfel că schimbările pot fi observate în direct, în timp ce au loc. Însă Soarele este un obiect periculos de observat datorită energiei imense emise ce este amplificată de către telescoapele optice. Pentru a face observarea Soarelui sigură pentru ochiul uman și aparatele foto este obligatorie folosirea unor filtre solare special proiectate ce atenuează intensitatea luminoasă și blochează lungimile de undă ultraviolete și infraroșii periculoase pentru om.

Există patru modalități de observare a Soarelui:

a) folosind filtre solare speciale ce acoperă întreaga apertură a telescopului;

b) prin proiecția Soarelui pe o foaie de hârtie sau un ecran;

c) prin folosirea unei prisme solare herschel;

d) folosind telescoape solare speciale ce permit observarea Soarelui în diferite lungimi de undă pentru a evidenția anumite elemente ale acestuia precum exploziile solare, elemente ale fotosferei, filamente etc.

Orice metodă este folosită sunt necesare luarea unor precauții înainte de a începe observarea Soarelui:

- Acoperiți sau scoateți complet luneta căutătoare a telescopului pentru a preveni privirea accidentală prin aceasta în timpul îndreptării telescopului spre Soare sau în timpul observării acestuia. Lumina focalizată de luneta căutătoare poate arde instantaneu retina ochiului și produce astfel orbirea permanentă.

- Nu îndreptați telescopul spre Soare privind în lungul tubului și nu priviti prin telescop în timp ce îndreptați telescopul spre Soare. Folosiți pentru găsirea Soarelui umbra lăsată de telescop pe sol: mișcați tubul optic până când umbra telescopului este cea mai mică, iar prin ocularul privit de la distanță se observă o lumină intensă.

- Folosiți oculare cu distanța focală mare (putere de mărire mică) în timpul căutării Soarelui.

- În cazul proiecției solare prin telescop folosiți oculare cu distanță focală mare (putere de mărire mică) cu un design optic simplu tip Huygens sau Ramsden în montură metalică, nu din plastic. Toate ocularele complexe moderne au elemente cimentate între ele, iar energia solară intensă va dezlipi și distruge astfel ocularele iremediabil.

- Telescoapele cu oglinzi pot fi folosite pentru observarea Soarelui doar împreună cu un filtru ce acoperă întreaga apertură (filtru AstroSolar sau filtru solar din sticlă). Nu folosiți telescoape cu oglinzi pentru proiecție solară întrucât acumularea de căldură va dezlipi oglinzile secundare, iar lumina focalizată intensă poate sparge oglinzile secundare.

- Prisma Herschel poate fi folosită doar împreună cu refractoare.

a) Observarea Soarelui folosind filtre solare ce se montează la telescop

Filtrele solare se găsesc în prezent sub forma unei folii din material plastic cu acoperiri metalice pe ambele fețe. Cel mai bun filtru solar de acest tip este filtrul AstroSolar realizat de Baader Planetarium, fie sub forma filmului propriu-zis ce poate fi taiat si montat într-o ramă realizată de fiecare, fie gata montat într-o celulă specială ce nu tensionează materialul. Pentru observații vizuale este necesar un filtru cu densitatea optică ND 5, ce filtreaza 99,999% din radiația solară. Pentru fotografie filtrul se găsește și sub densitatea optică ND 3,8, ce permite timpi de expunere mai scurți, însă este complet nesigur pentru ochiul uman. Filtrele din material plastic precum AstroSolar sunt mai ieftine, iar calitatea imaginii este mai bună decât la filtrele ieftine din sticlă. Filtrele din sticlă ce oferă o calitate a imagini la nivelul unui filtru AstroSolar sunt foarte scumpe și în prezent nu sunt realizate de nici un producător. Filtrul AstroSolar produce o imagine a Soarelui de culoare albă pe care sunt vizibile detalii ale fotosferei - petele solare, plaje și granulația solară. Filtrele din sticlă produc o imagine a Soarelui de culoare gălbuie.

Telescop cu filtru solar AstroSolar (stânga) și folie AstroSolar pentru construirea filtrelor solare (dreapta)

Este foarte important ca filtrul să nu prezinte fisuri sau zgârieturi, iar filtrele pe bază de material plastic să nu prezinte îndoituri. Puteți verifica dacă filtrele sunt defecte ținând filtrul în mână și îndreptându-l spre Soare: dacă vedeți puncte sau dâre luminoase atunci filtrul dvs. are fisuri/zgârieturi. Dacă există doar câteva fisuri mici, sub 0,5mm diametrul, acestea pot fi acoperite prin marcarea cu un marker negru. Dacă filtrul prezintă multe fisuri și zgarieturi atunci filtrul trebuie distrus și aruncat pentru că nu mai prezintă siguranță pentru ochiul uman. Orice expunere a ochiului uman la Soare fără protecția dată de un filtru solar special realizat duce la arderea retinei ochiului și orbire permanentă. Filtrele solare se montează astfel încât să acopere întreaga apertură a telescopului având grijă ca acesta să fie astfel montat încât să nu existe posibilitatea ca lumina solară să intre în telescop pe lângă el sau să fie scos ușor de câtre vânt sau la o atingere ușoară.

b) Observarea Soarelui prin proiecție pe un ecran

Proiecția solară este metoda cea mai simplă și mai sigură pentru observarea Soarelui întrucât ochiul uman nu privește prin telescop pentru a observa Soarele. Imaginea Soarelui este proiectată prin telescop pe o bucată de hârtie sau pe un ecran ce se află la o distanță de 30-60cm în spatele focalizatorului telescopului. Hârtia sau ecranul trebuie să fie umbrite. Cu telescopul îndreptat spre Soare, introduceți un ocular tip Hugens sau Ramsden și focalizați până ce pe hartie sau pe ecran apare o imagine clară a discului solar. Telescoapele recomandate pentru proiecție solară sunt refractoarele, însă și aici trebuie avut grijă ca acestea să nu prezinte elemente din plastic ce pot fi topite de căldura Soarelui (refractoarele ieftine conțin multe elemente din plastic în construcția tubului optic, precum celula obiectivului, focalizator, diafragme interne de lumină, prisma diagonală). De asemenea pot fi folosite și reflectoarele newtoniene cu condiția ca apertura acestora să fie oprită la 50-80mm diametrul și să nu prezinte elemente din plastic.

De asemenea se poate realiza proiecția Soarelui folosind un proiector tip cameră obscură, printr-un orificiu mic. Imaginea poate fi proiectata pe un ecran de carton sau o foaie alba. O variantă comercială de asemenea proiector solar este prezentată mai jos.

Proiector solar - SolarScope

c) Observarea Soarelui folosind o prismă Herschel

Observarea Soarelui prin prisma Hershchel produce cea mai bună imagine în lumină albă a discului solar. Prisma Herschel se folosește doar împreună cu refractoare (acromate sau apocromate). Prisma este un dispozitiv ce conține o prismă specială ce lasă să treacă prin ea 95% din lumina Soarelui, doar 5% fiind reflectată spre ocular. Între prismă și ocular se interpun 1 sau 2 filtre cu densitate neutră ce elimină 99,999% din lumina rămasă astfel încât lumina ce ajunge la ochiul uman este sigură pentru acesta. Pe lângă filtrele neutre se mai poate instala înaintea acestora un filtru verde Solar Continuum ce permite sa treacă doar un segment îngust din spectrul vizibil centrat în jurul lungimii de undă de 540nm, exact lungimea de undă la care ochiul uman este cel mai sensibil. Acest filtru permite evidențierea mai contrastantă a granulației solare. Prisma Herschel permite observarea petelor solare, plajelor și a granulației solare.

Prismă herschel - Baader Planetarium

Soarele în lumină integrală - continuum(stânga), hidrogen-alfa (mijloc), CaK (dreapta) - click pe imagine pentru mărire

d) Observarea Soarelui folosind telescoape solare speciale

Telescoapele solare sunt în general refractoare dotate cu filtre speciale ce izolează un segment foarte îngust din spectrul luminos vizibil și invizibil (CaK- ultraviolet) pentru a pune în evidență diferite straturi ale Soarelui, în special cromosferice, unde pot fi observate de exemplu exploziile solare (filamente), spicule, plaje, arce de tranziție, pete solare. Cele mai uzuale filtre/refractoare solare permit observații în lugimile de undă Hidrogen Alfa și Calciu-linia K, realizate de Lunt Solar Systems, Coronado, SolarScope, Solar Spectrum și Daystar.

Refractor solar în h-alfa - Lunt Solar Systems

Există un tip de filtru solar ce se montează la ocular, ce se găsește de obicei în pachet împreună cu telescoapele ieftine ale unor producători obscuri de jucării ce pretind a fi telescoape astronomice. În general aceste filtre au fost larg răspândite între anii 1960 - 1990, însă și în prezent mai există producători ce oferă aceste filtre împreună cu telescoapele lor. NU UTILIZATI FILTRE SOLARE CE SE MONTEAZĂ ÎN OCULAR! Intensitatea luminoasă a Soarelui poate distruge ușor aceste filtre și expune astfel ochiul uman la energia nefiltrată a Soarelui producând leziuni oculare permanente fără ca utilizatorul să simtă aceasta decât după producerea leziunilor oculare. Este suficientă o expunere de ordinul zecimilor de secundă pentru ca retina sa fie afectată ireversibil. Daca aveți un astfel de filtru distrugeți-l pentru a nu putea fi utilizat niciodată.

Siguranța ochilor în timpul observării Soarelui

Lumina solară este foarte periculoasă pentru vederea umană. Radiația solară ce ajunge pe Pământ și la care ochiul uman este sensibil este cuprinsă între lugimile de undă de 380nm (violet) și 1400nm (infraroțu). Expunerea pe parcursul vieții la dozele normale de radiație ultravioletă de radiatie solara are ca și efect îmbătrinirea straturilor exterioare ale ochiului și ale pielii și poate duce la aparitia cataractelor oculare. Expunerea la dozele de radiație pe care le adună și focalizează un telescop face ca efectele negative ale radiației solare să fie amplificate excesiv de mult, iar efectele negative permanente să apară în decurs de minute sau ore. De aceea pentru observarea în siguranță a Soarelui prin telescop este nevoie de o protecție adecvată dată de un filtru solar special creat și testat pentru aceasta. Expunerea retinei ochiului la lumina solară vizibilă foarte intensă declanșează la nivelul celulelor cu conuri și bastonașe o serie de procese chimice ce au ca rezultat afectarea temporară sau permanentă (prin distrugerea celulelor cu conuri sau bastonase) a capacității lor de a răspunde la lumină. Radiația ultravioletă de foarte mare intensitate este cea care produce această distrugere de natură fotochimică a celulelor, însă și expunerea de durată la radiație verde și albastră de intensitate mare produce același efect. Expunerea la radiație intensă cu lungimi de undă mari, mai ales radiația infraroșie, dar și expunerea prelungită la radiația verde și albastră este de natură să afecteze termic ochiul uman. Când radiația cu aceste lungimi de undă ajunge la ochi aceasta este absorbită de pata neagră ce se află sub retină. Dacă radiația are o intensitate mare aceasta arde țesuturile datorită faptului că energia este transformată în căldură. Fotocoagularea distruge celulele cu conuri și bastonașe producând orbire. Procesele de distrugere de natură fotochimica și termică au loc fără ca persoana să fie conștientă de ele întrucât nu există receptori de durere la nivelul retinei, iar efectele la nivelul vederii nu apar decat dupa câteva ore de la distrugerea celulelor.

Deși paragrafele de mai sus pot speria pe mulți, observarea Soarelui folosind filtre solare adecvate și ținând cont de precauțiile de mai sus este sigură și fără efecte secundare. Explicațiile de mai sus nu țin loc de manual de utilizare și este necesar ca fiecare utilizator să citească și să respecte instrucțiunile de utilizare furnizate de producătorului filtrului înainte de a-l folosi efectiv.

Nu utilizați filtre solare dacă nu sunteți sigur de protecția oferită de acestea sau de calitatea lor! Vederea dvs. este mai importantă decât orice altceva!

Pentru fotografierea Soarelui sunt valabile aceleași tehnici necesare pentru fotografierea planetelor și a Lunii. Singura diferență față de fotografierea planetelor este faptul că este obligatorie folosirea unui filtru solar sigur.

inapoi la pagina anterioara