Fotografowanie planetoid

Reguła Titusa-Bodego przewiduje, że pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza (w odległości około 2,8 j.a. od Słońca) powinna znajdować się planeta. Jednak obszar o szerokości około 500 milionów kilometrów takiego obiektu nie zawiera. Już w XVII wieku faktem tym zainteresował się Johann Kepler. Jednak dopiero pod koniec XVIII wieku problemem tym zaczęto się szerzej interesować, a początek kolejnego stulecia przyniósł obserwacyjne rozwiązanie kwestii braku planety. Pierwszy obiekt wypełniający lukę pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza odkrył 1 stycznia 1801 roku Giovanni Piazzi. Początkowo uznał go za kometę, jednak po wyznaczeniu elementów orbity przez Carla Gaussa okazało się, że to nie jest kometa, lecz mała planetka. Nowa planetka została nazwana przez Piazziego Ceres. Kolejne lata przyniosły odkrycia większej ilości planetek, które nazwano planetoidami — Pallas (1802), Juno (1804), Westa (1807), Astraea (1845). Znaczny wzrost liczby odkrywanych planetoid obserwujemy pod koniec XIX wieku, kiedy to metody wizualne poszukiwania planetoid zastąpiono metodami fotograficznymi. Obecnie znamy elementy orbit około 30 tysięcy planetoid. Pomimo znacznych średnic największych planetoid — Ceres (1000 km), Pallas (560 km), Westa (550 km) — ich rozmiary kątowe na sferze niebieskiej są tak małe, iż nawet przy zastosowaniu największych teleskopów oraz powiększeń nie można dostrzec wyraźnych tarcz.

Fotografie najjaśniejszych planetoid (jaśniejszych niż 9 magnitudo) można z powodzeniem wykonać bez użycia teleskopu i montażu paralaktycznego. Wystarczy zamocować aparat fotograficzny na stabilnym statywie, odpowiednio ustawić aparat tak, aby obszar na niebie, w którym znajduje się planetoida, znajdował się w centrum kadru oraz wykonać kilkusekundową ekspozycję. Maksymalny czas ekspozycji uzależniony jest od ogniskowej obiektywu oraz deklinacji planetoidy (więcej informacji o tej metodzie fotografowania: „Urania – PA” nr 2/1998). To, jak słabe planetoidy będziemy mogli tą metodą fotografować, zależy od czasu ekspozycji, światłosiły obiektywu oraz czułości filmu. Preferowana ogniskowa obiektywu to 50–135 mm, światłosiła obiektywu powinna być możliwie duża (1,4–2,8), a czułość filmu nie mniejsza niż 800 ASA (800–3200 ASA).

Jeśli chcemy fotografować słabsze planetoidy (jaśniejsze niż 11–12 magnitudo), niezbędnym wyposażeniem będzie montaż paralaktyczny, który pozwoli nam na wykonywanie kilku–kilkunastuminutowych ekspozycji. W takim przypadku czułość filmu powinna wynosić 200–400 ASA, ogniskowa obiektywu 135–500 mm, a światłosiła obiektywu 2,8–5,6.

Planetoidy sfotografowane według powyższych reguł nie będą się niczym wyróżniać od gwiazd, na tle których zostały sfotografowane. Aby móc zidentyfikować planetoidy na naszych zdjęciach, powinniśmy użyć dokładnej mapki nieba z zaznaczonymi pozycjami planetoidy oraz dostatecznie słabymi gwiazdami (o jasnościach 0,5–1 magnitudo mniejszych od jasności planetoidy). O tym, że sfotografowany obiekt istotnie jest planetoidą, możemy się przekonać, wykonując kilka zdjęć w odstępie kilku–kilkunastu dni, co pozwoli nam zobaczyć zmianę położenia planetoidy na tle gwiazd.

Jeśli dysponujemy teleskopem o średnicy 100–200 milimetrów i ogniskowej 2000–4000 milimetrów, wyposażonym w montaż paralaktyczny z mikroruchami lub mechanizmem zegarowym, możemy wykonać zdjęcie przedstawiające planetoidę nie jako obraz punktowy, lecz w postaci niewielkiej kreseczki. Długość takiego „śladu” zależy od prędkości, z jaką planetoida przemieszcza się na sferze niebieskiej, ogniskowej teleskopu oraz czasu ekspozycji. Rozważmy następujący przykład. Planetoida Ceres pod koniec września 2001 roku poruszała się na sferze niebieskiej z prędkością niespełna 29 sekund łuku na godzinę. Jeśli założymy, że ogniskowa naszego teleskopu wynosi 4000 milimetrów, to podczas godzinnej ekspozycji „ślad”, jaki planetoida pozostawi na kliszy, będzie miał długość około 0,56 milimetra. Po wykonaniu odbitki w formacie 10×15 centymetrów lub 13×18 centymetrów będziemy mogli wyraźnie zobaczyć fragment drogi, po której planetoida przemieszczała się na tle gwiazd.

Wiesław Skórzyński
(Źródło: „Urania — PA” nr 6/2001)