Fotografowanie gromad gwiazd

Gdy w pogodną noc, wyposażeni w lornetkę, będziemy obserwować różne obszary nieba dostrzeżemy w niektórych miejscach luźne, nieregularne ugrupowania gwiazd — czyli takie miejsca, w których gęstość powierzchniowa gwiazd na sferze niebieskiej jest większa od gęstości gwiazd tła. Są to gromady otwarte gwiazd zawierające od kilkudziesięciu do około tysiąca gwiazd zajmujących w przestrzeni obszar o promieniu od kilku do kilkunastu parseków. Na nocnym niebie większość z nich zajmuje obszar o średnicy 10–20 minut kątowych, ale są i takie, których rozmiary są znacznie większe od Księżyca w pełni (Hiady, Plejady, M 44).

Rys. 1 Plejady i Wenus: 1 IV 1996 (fot. W. Skórzyński). f = 200 mm, światłosiła 2.8, film Fuji SuperG 800 ASA, texp = 2 minuty

Przeglądając rozgwieżdżone niebo za pomocą lornetki dostrzeżemy także mgliste plamki, które — jeśli użyjemy teleskopu — „rozsypią” się na tysiące gwiazd. Są to gromady kuliste gwiazd. Obiekty te wykazują wyraźną sferyczną symetrię oraz koncentrację gwiazd ku centrum, gdzie gęstość gwiazd na sferze niebieskiej (w przypadku niektórych obiektów) jest tak znaczna, iż tylko przy zastosowaniu bardzo dużych teleskopów udaje się wyodrębnić pojedyncze gwiazdy. Gromady kuliste zawierają około kilkuset tysięcy gwiazd rozłożonych w obszarze o promieniu 20–50 parseków. Rozmiary kątowe największych gromad kulistych porównywalne są z rozmiarami Księżyca w pełni (ω Cen, 47 Tuc, M 22, M 13). Jednak zdecydowana większość gromad kulistych ma średnice nie przekraczające kilku–kilkunastu minut kątowych.

Ze względu na swoje rozmiary i jasność oba typy gromad gwiazd są częstym tematem zdjęć wykonywanych przez miłośników astronomii. Należy jednak podkreślić, iż fotografowanie gromad kulistych gwiazd wymaga użycia teleskopu o bardzo dobrej optyce wyposażonego w precyzyjny napęd lub mikroruchy. Jakiego powinniśmy użyć teleskopu, filmu oraz czasu naświetlania?

Rozpatrzmy dwa przypadki — w pierwszym będziemy chcieli sfotografować gromadę otwartą gwiazd Plejady, a w drugim gromadę kulistą gwiazd M 22. Oba obiekty należą do największych (na sferze niebieskiej) przedstawicieli obu klas obiektów, a zatem będą stanowiły doskonały trening przed fotografowaniem typowych (znacznie mniejszych) przedstawicieli gromad otwartych oraz gromad kulistych gwiazd.

Plejady — to gromada otwarta gwiazd, leżąca w gwiazdozbiorze Byka, o najbardziej charakterystycznym kształcie — przypominającym wóz. Najjaśniejsze gwiazdy są widoczne nieuzbrojonym okiem, a na zdjęciach wykonanych przy bardzo długich czasach ekspozycji widoczne są wokół nich mgławice refleksyjne. Jasności najsłabszych gwiazd tej gromady wynoszą około 17 magnitudo, a liczba wszystkich jej gwiazd szacowana jest na około 250. Cała gromada zajmuje na sferze niebieskiej obszar o średnicy około 3 stopni, natomiast jej centralna, najbardziej charakterystyczna część 1,5 × 1,5 stopnia. Zakładając, że właśnie ten centralny obszar chcemy sfotografować, będziemy potrzebować teleskopu bądź teleobiektywu o ogniskowej od 500 do 1000 mm. Czułość filmów użytych do fotografowania gromad otwartych gwiazd powinna być możliwie duża: 800–1600 ASA. W zależności od tego jak słabe gwiazdy chcemy sfotografować oraz jaką światłosiłę posiada nasz teleskop lub obiektyw czasy ekspozycji mogą wynosić od 1 do 30 minut. Jeśli chcemy uwiecznić na kliszy także mgławice refleksyjne to czas ekspozycji powinien wynosić 45–60 minut (film 800 ASA, światłosiła 5,6).

M 22 — to jedna z największych i najjaśniejszych gromad kulistych gwiazd widoczna nieuzbrojonym okiem na tle gwiazdozbioru Strzelca. Gromada ta ma średnicę około 30 minut kątowych, jasność wynoszącą 5 magnitudo oraz nieznaczne zagęszczenie gwiazd ku centrum. Do sfotografowania tej gromady kulistej będziemy potrzebować teleskopu o ogniskowej 1500–2000 mm oraz o możliwie dużej średnicy: 15–20 cm. Czułość filmu powinna wynosić 400–800 ASA, a czas ekspozycji od kilku do kilkunastu minut (w zależności od światłosiły). Można także pokusić się o sfotografowanie M 22 przy pomocy teleobiektywu o ogniskowej 500–1000 mm. Zdjęcie takie, wykonane na kliszy o czułości 100–200 ASA (małe ziarno) będziemy mogli później odpowiednio powiększyć — od kilku do kilkunastu razy. Czasy ekspozycji w przypadku fotografowania większości gromad kulistych gwiazd, w zależności od czułości filmu oraz światłosiły teleskopu, mogą wynosić od kilku do kilkudziesięciu minut.

Bardzo istotnym elementem fotografowania gromad gwiazd, zwłaszcza gromad kulistych, jest precyzyjne prowadzenie teleskopu. Przy tak znacznych ogniskowych każdy, nawet niewielki błąd spowoduje rozmazanie obrazów gwiazd co nie tylko wpłynie niekorzystnie na jakość zdjęcia ale także zmniejszy zasięg nawet o 1 magnitudo!

Wiesław Skórzyński
Źródło: „Urania – PA” nr 3/2001