Teleskop Słoneczny

Jako że dni stają się coraz dłuższe i Słońce świeci coraz wyżej, chciałbym poniżej przedstawić niekonwencjonalny sposób na obserwowanie Słońca.

Tarczę słoneczną miłośnicy astronomii w naszym kraju obserwują na dwa sposoby.

Najpowszechniejszym jest umieszczenie białego ekranu za okularem, na którym tworzony jest obraz Słońca. Jako że Słońce „obdarowuje” nas dużą ilością światła, obraz ten jest jasny i kontrastowy, tak że bez trudu widać plamy i ich strukturę. Metoda ta, pomimo wielu swoich zalet (najważniejszą jest bezpieczeństwo!), nie pozwala nam na obserwację najdrobniejszych szczegółów obrazu tworzonych przez teleskop. Stąd też wielu obserwatorów obserwuje powierzchnię Słońca bezpośrednio przez okular, zmniejszając ilość światła poprzez zakładanie na tubus teleskopu diafragmy i umieszczenie w układzie optycznym filtra spawalniczego. Kombinacja taka znacznie zmniejsza ilość światła słonecznego, jednak odbywa się to kosztem znacznego pogorszenia jakości obrazu. Jest to wynikiem nie tylko zmniejszenia średnicy wejściowej teleskopu (a ta ma wpływ na zdolność rozdzielczą), ale także zastosowania filtra spawalniczego (wprowadzającego sztuczne zabarwienie), którego parametry optyczne są słabe, żeby nie powiedzieć fatalne… Warto podkreślić, iż jeśli odpowiednio nie zmniejszymy średnicy wejściowej, to taki filtr będzie się szybko nagrzewał, co będzie powodowało zmianę jego parametrów optycznych, a w skrajnym przypadku pękniecie. Skutki takiego zdarzenia są oczywiste!

Chcąc połączyć możliwość obserwacji Słońca bezpośrednio przez okular (z jakością odpowiadającą możliwościom naszego sprzętu obserwacyjnego) z bezpieczeństwem, postanowiłem wykorzystać znane większości prawo optyczne mówiące, że światło padające na szkło nie tylko się w nim załamuje (zmienia kierunek), ale także jego część odbija się od powierzchni szkła (pod tym samym kątem, pod którym wiązka padała). Ta część to na ogół kilka–kilkanaście procent natężenia padającej wiązki. Jako że mamy do czynienia z odbiciem, zjawisko to nie „zabarwia” nam obrazu. Chcąc wykorzystać to zjawisko w praktyce, postanowiłem przerobić wysłużony teleskop Newtona.

System Newtona składa się z dwóch zwierciadeł — parabolicznego i płaskiego. Oba zwierciadła pokryte są warstwą aluminium, która zabezpieczona jest przed czynnikami fizycznymi powłokami utwardzającymi. Aluminium odbija ok. 93% padającej wiązki światła. Jeśliby jednak usunąć ze zwierciadeł warstwę aluminium, to odbijałyby one 8–14% padającego na nie światła.

Jak usunąć warstwę aluminium tak, aby nie zniszczyć powierzchni lustra?

Można to zrobić w niespełna 30 minut, nie wychodząc z domu. W tym celu będziemy potrzebować płynu do czyszczenia i dezynfekcji; w moim przypadku była to DOSIA. Zanim zabierzemy się za usuwanie aluminium, dobrze się zastanówmy, gdyż ponowna aluminizacja jest dość kosztowna.

Jeśli już podjęliśmy decyzję, to wstawiamy zwierciadła do płytkiego naczynia (np. kuweta fotograficzna), a następnie wlewamy do niego płyn tak, aby przykrył powierzchnie zwierciadeł. Po około 30 minutach aluminium zostało wytrawione i naszym oczom ukazuje się szklana powierzchnia zwierciadła. Po umyciu i wysuszeniu zaczerniamy tylną stronę zwierciadła (musi być zmatowiona), np. matową czarną farbą lub flamastrem. Tak przygotowane zwierciadła umieszczamy we właściwym sobie miejscu w tubusie teleskopu.

O ile wcześniej do okularu docierało ponad 90% padającej wiązki światła, o tyle po naszym zabiegu do okularu dociera ok. 0,8–1,4%. Jest to już ilość, która nie powoduje nagrzewania się optyki okularu, jednak jeszcze jest zbyt duża, aby można było obserwować Słońce. Wystarczy jednak ściemnić obraz 8–12 razy, aby można było bezpiecznie obserwować tarczę słoneczną. Ściemnić obraz można poprzez zamocowanie pomiędzy zwierciadłem wtórnym a okularem dwóch szarych filtrów fotograficznych (pojedynczy filtr ściemnia obraz 4–8 razy) lub jednego filtra szarego, a drugiego polaryzacyjnego. Należy je umocować tak, aby filtrem polaryzacyjnym można było obracać, zmieniając w ten sposób jasność obrazu tarczy słonecznej (światło po odbiciu od dwóch szklanych powierzchni jest spolaryzowane). Tak przygotowany teleskop jest idealnym instrumentem do obserwacji Słońca i tylko Słońca!

Rys. 1

Przedstawiona powyżej metoda jest bardzo prosta, nie wymaga użycia skomplikowanych narzędzi ani też dużego nakładu czasu. W wyniku jej zastosowania możemy bezpiecznie obserwować tarczę słoneczną wraz z najdrobniejszymi szczegółami, których nie dostrzeglibyśmy na ekranie (np. granulacja). Użycie szarych filtrów lub filtra polaryzacyjnego nie wprowadza żadnego zabarwienia, co pozwala z powodzeniem uzyskiwać interesujące zdjęcia tarczy słonecznej, a czasy ekspozycji, jakie oferuje Zenit, nie będą dłużej nas ograniczały (patrz zdjęcie obok z 17 marca br.).

Wiesław Skórzyński
Źródło: „Urania – PA” nr 4/1999