Fotografowanie galaktyk

Galaktyki nazywane „wyspami Wszechświata” są najodleglejszymi obiektami astronomicznymi, jakie miłośnicy nocnego nieba mogą dostrzec na swoich zdjęciach. Zdjęcia takie stanowią najcenniejsze „trofea” w kolekcji astrofotografii każdego fotografującego amatora astronomii. Galaktyki obserwowane były już w XVIII wieku przez Charlesa Messiera, jednak ich prawdziwa natura nie była wtedy znana i obiekty te nazywano mgławicami. Dopiero w 1924 roku E. Hubble poprzez określenie odległości do mgławicy M31 stwierdził, że znajduje się ona daleko poza naszą Galaktyką i stanowi analogiczny układ gwiazd, gazu i pyłu. Na zdjęciach wykonywanych przez duże teleskopy wyraźnie widać różnorodność w wyglądzie galaktyk. Hubble podzielił galaktyki na trzy zasadnicze typy: eliptyczne, spiralne i nieregularne. Oczywiście zdjęcia galaktyk wykonane za pomocą amatorskich teleskopów będą zawierały mniejszą ilość szczegółów niż te wykonane za pomocą profesjonalnych teleskopów, jednak pozwolą (w przypadku galaktyk o największych rozmiarach kątowych) na określenie przynależności do jednego z trzech powyższych typów.

Rys.1
M 31. f 2.8/58 mm, Scotch 400 ASA, eksp. 3 min. Fot. W. Skórzyński

Pomimo ogromnych odległości, jakie dzielą galaktyki od Drogi Mlecznej, ich romiary kątowe na ziemskim niebie są imponujące (w przypadku najbliższych galaktyk należących do Lokalnej Grupy Galaktyk). Na przykład rozmiary kątowe galaktyki M31 (około 158'×50'), leżącej w gwiazdozbiorze Andromedy, są kilkakrotnie większe niż rozmiary Księżyca w pełni. Tak duże rozmiary kątowe umożliwiają fotografowanie tej galaktyki już za pomocą obiektywu standardowego (ogniskowa: 50–58 mm). W przypadku użycia obiektywu o ogniskowej 58 mm zarejestrowany na kliszy obraz M31 będzie miał rozmiary około 2,6×0,8 mm i będzie wystarczająco duży aby na odbitkach formatu 9×13 cm lub 10×15 cm był widoczny charakterystyczny kształt M31. Dużo lepsze rezultaty uzyskamy, stosując teleobiektyw o ogniskowej 200–300 mm, dajacy na kliszy obraz M31 o rozmiarach 9,2×2,9 mm (F = 200 mm) lub 13,8×4,4 mm (F = 300 mm).

Jednak fotografowanie większości galaktyk (oczywiście najjaśniejszych i najwięszych) wymaga użycia obiektywu lub teleskopu o ogniskowej co najmniej 800–1000 mm oraz o możliwie dużej światłosile (F/D = 6–8). Na ogół do fotografowania galaktyk używa się teleskopów o średnicach 20–30 cm i ogniskowych 1000–1500 mm. W tabeli poniżej zestawiono jasności, rozmiary kątowe na niebie oraz rozmiary obrazów na kliszy (F = 1000 mm) dla 10 galaktyk o największych rozmiarach kątowych (widocznych z obszaru Polski).

galaktyka gwiazdozbiór mP rozmiary
kątowe (')
rozmiary
na kliszy (mm)
M 31 And 5.0 158×50 45.9×14.5
M 33 Tri 6.3 61.7×38.1 17.9×11.1
NGC 300 Scl 8.7 30×23 8.7×6.7
M 101 UMa 9.0 24.5×23.4 7.1×6.8
M 81 UMa 8.9 24×13.2 7.0×3.8
NGC 253 Scl 7.0 24×6.3 7.0×1.8
NGC 6822 Sgr 11.0 16.6×13 4.8×3.8
NGC 247 Cet 10.7 20.9×7.4 6.1×2.1
NGC 2403 Cam 10.2 15.5×9.5 4.5×2.8
M 74 Psc 11.2 12×12 3.5×3.5

Uzyskanie prawidłowo naświetlonego obrazu galaktyki na kliszy wymaga nie tylko odpowiedniego doboru ogniskowej, ale także odpowiedniego czasu ekspozycji. Poza galaktyką M31, dla której czasy ekspozycji mogą wynosić 3–8 minut (w zależności od czułości filmu i światłosiły obiektywu), zdecydowana większość galaktyk wymaga użycia dużo dłuższych czasów ekspozycji: 30–90 minut (światłosiła 6–8, czułość filmu 400–1600 ASA). Tak długie czasy ekspozycji w połączeniu z dużymi ogniskowymi wymagają od obserwatora dużej dokładności w prowadzeniu teleskopu. Podczas wykonywania tak długich ekspozycji wskazane są kilkuminutowe przerwy (zasłaniamy obiektyw lub tubus teleskopu), zwłaszcza jeśli nasz teleskop nie ma mechanizmu zegarowego. Wiele teleskopów wyposażonych jest w mikroruchy o ograniczonym czasie działania, a zatem pamiętajmy, aby przed rozpoczęciem ekspozycji sprawdzić, czy mamy wystarczający „zapas” mikroruchów.

Do fotografowania galaktyk polecam filmy negatywowe zarówno kolorowe, jak i czarno-białe, jednak powinny one charakteryzować się wysoką czułością: 800–3200 ASA.

Wiesław Skórzyński