천문필터

Astronomical filter
자외선으로부터 카메라를 보호하기 위한 자외선 필터

천체 여과기아마추어 천문학자들천체의 세부사항을 단순히 보기 위해서나 사진용으로만 개량하기 위해 사용하는 광학 여과기구성된 망원경 부속품이다. 반면에, 연구 천문학자들별의 분류와 천체의 위엔 커브천체를 배치하는 것과 같은 물체의 천체물리학적 특성을 나타내는 측정을 얻기 위해 망원경의 광도계다양한 대역 통과 필터를 사용한다.

대부분의 천체 필터는 밴드패스 위와 아래 색 스펙트럼의 특정 부분을 차단하여 흥미로운 파장의 노이즈 비율에 대한 신호를 크게 증가시켜 물체가 디테일과 대조를 얻도록 하는 작용을 한다. 컬러 필터는 스펙트럼에서 특정 색상을 전달해 행성의 관측에 주로 사용되는 반면 편광 필터는 밝기를 조절해 작동하며 달에는 주로 사용된다. 광대역 필터와 협대역 필터는 성운(수소 원자와 산소 원자가 방출하는 파장을 전달하며, 빛 공해를 줄이는 데 자주 사용된다.[1]

필터는 적어도 1706년 5월 12일 일식 이후 천문학에서 사용되어 왔다.[2]

태양필터

화이트 라이트 필터

태양열 필터는 햇빛의 대부분을 차단하여 눈에 손상을 주지 않는다. 적절한 필터는 보통 0.00001%의 빛만을 전달하는 내구성 있는 유리나 폴리머 필름으로 만들어진다. 안전을 위해 태양 필터는 신체가 크게 가열되지 않도록 굴절 망원경 또는 반사 망원경의 개구부 에 안전하게 장착해야 한다.

안구 뒤쪽에 나사산이 있는 소형 태양광 필터는 스코프 본체로 들어가는 방사선을 차단하지 않아 망원경이 크게 뜨거워지는 원인이며 열충격으로 산산조각이 나는 것은 알려지지 않았다. 따라서 대부분의 전문가들은 안구용 태양열 필터를 추천하지 않고 있으며, 일부 스타킹들은 안구용 태양광 필터의 판매를 거부하거나 망원경 패키지에서 제거하기도 한다. NASA에 따르면, "비싼 망원경을 종종 제공하는 안구에 실을 꿰도록 고안된 솔라 필터 또한 안전하지 않다. 이 유리 필터들은 망원경이 태양을 가리킬 때 예상치 못하게 과열로 금이 갈 수 있고, 망막 손상은 관찰자가 안구에서 눈을 움직일 수 있는 것보다 더 빨리 일어날 수 있다."[3]

태양 여과기는 태양을 안전하게 관찰하고 촬영하기 위해 사용되는데, 하얀색임에도 불구하고 노란색-주황색 원반으로 나타날 수 있다. 이러한 필터가 부착된 망원경은 태양 원반을 가로지르는 수성금성일식트랜짓뿐만 아니라 태양 표면의 태양 흑점과 과립, [4]특히 태양 표면의 태양 특징에 대한 세부사항을 직접 그리고 적절하게 볼 수 있다.

협대역 필터

허셜 웨지는 프리즘 기반의 장치로 중성밀도 필터와 결합해 대부분의 열과 자외선을 망원경 밖으로 유도해 내는데, 일반적으로 대부분의 필터 타입보다 좋은 결과를 낸다. H-알파 필터는 일반적인 필터를 통해 보이지 않는 태양 플레어중요도[1] 보기 위해 H-알파 스펙트럼 라인을 전송한다. 이러한 H-알파 필터는 야간 H-알파 관찰에 사용되는 필터보다 훨씬 좁다(아래 Nebular 필터 참조). 야간 필터의 경우 3nm-12nm 이상에 비해 하나의 공통 모델에 대해서는 0.05nm(0.5ngstrom)만 통과한다.[5] 좁은 대역 통과와 온도 변화로 인해 종종 그와 같은 망원경은 약 ±0.05 nm 내에서 조정 가능하다.

NASA는 태양역학전망대에 다음과 같은 필터를 포함시켰는데, 그 중 사람의 눈에 보이는 것은 450.0nm, 170.0nm, 160.0nm, 33.5nm, 30.4nm, 19.3nm, 21.1nm, 17.1nm, 13.1nm, 9.4nm이다.[6] 이러한 필터는 위에서 언급한 H-알파 라인과 같은 많은 협대역 필터와 마찬가지로 특정 배출 라인 대신 온도에 대해 선택되었다.

컬러 필터

블루 컬러 필터

컬러 필터는 흡수/전송에 의해 작동하며, 그들이 반사하고 전송하는 스펙트럼의 어느 부분을 구별할 수 있다. 필터는 대비를 증가시키고 달과 행성의 세부사항을 향상시키는데 사용될 수 있다. 눈에 보이는 모든 스펙트럼 색상은 각각 필터가 있고, 모든 컬러 필터는 특정한 달과 행성 특징을 가져오는 데 사용된다. 예를 들어 #8 노란색 필터는 화성의 마리아와 목성의 벨트를 보여주는 데 사용된다.[7] Wratten 시스템은 색상 필터 유형을 나타낼 때 사용되는 표준 번호 시스템이다. 1909년 코닥에 의해 처음 제조되었다.[1]

전문 필터도 색상이지만, 그들의 밴드패스 센터는 다른 중간 지점(예: UBVRICousins 시스템) 주변에 배치된다.

일반적인 색상 필터와 필터의 용도는 다음과 같다.[8]

  • 색도 편차 필터: 굴절 망원경색도 일탈에 의해 발생하는 청록색 후광의 감소에 사용된다. 그러한 후광은 특히 달과 행성의 밝은 물체의 특징을 흐리게 할 수 있다. 이러한 필터는 희미한 물체를 관찰하는 데 아무런 영향을 주지 않는다.
  • 빨강: 특히 일광과 황혼 관측 시 하늘 밝기를 감소시킨다. 화성의 마리아, 얼음, 극지방에 대한 정의를 개선한다. 목성과 토성의 배경과 대비되는 푸른 구름의 대비를 개선한다.
  • 진한 노란색: 금성, 목성(특히 극지방) 및 토성의 대기 특성 분해능을 개선한다. 화성의 극지방 모자, 구름, 얼음, 먼지 폭풍과 대비된다. 혜성 꼬리를 강화한다.
  • 짙은 녹색: 금성의 구름 패턴 개선 금성 일광 관측 시 하늘 밝기 감소 화성의 얼음과 극지방의 대비를 증가시킨다. 목성의 대적점과 목성 대기의 다른 특징에 대한 가시성 개선. 토성의 흰 구름과 극지방이 강화된다.
  • 중간 파란색: 문 후보와의 대비가 강화. 비너스 구름의 희미한 음영 대비가 증가한다. 화성의 지표면 특성, 구름, 얼음 및 먼지 폭풍우 개선 목성과 토성의 대기에서 특징들 사이의 경계들의 정의를 강화. 혜성 가스 꼬리의 정의 개선

달 필터

문 필터로도 알려진 중립 밀도 필터는 대조력 강화와 눈부심 저감을 위한 또 다른 접근법이다. 그들은 대조도를 높이기 위해 물체의 빛을 일부 차단하는 것만으로 작동한다. 중성 밀도 필터는 전통 사진 촬영에 주로 사용되지만, 달과 행성 관측을 강화하기 위해 천문학에 사용된다.

편광 필터

편광 필터는 이미지의 밝기를 관찰하기에 더 좋은 수준으로 조절하지만 태양 필터보다는 훨씬 적다. 이러한 유형의 필터로, 전송 범위는 3%에서 40%까지 다양하다. 그것들은 보통 달의 관찰에 사용되지만,[1] 행성 관찰에도 사용될 수 있다. 이들은 회전하는 알루미늄 셀에 두 개의 편광 층으로 구성되는데,[9] 이를 회전시켜 필터의 전송량을 변화시킨다. 이러한 밝기의 감소와 대비의 개선은 달 표면의 특징과 디테일을 드러낼 수 있으며, 특히 보름달이 가까울 때 더욱 그러하다. 태양 관측을 위해 특별히 설계된 태양 필터 대신 편광 필터를 사용하면 안 된다.

네버러 필터

협대역

협대역 필터가 전송하는 3개의 주요 스펙트럼 라인

협대역 필터는 스펙트럼에서 스펙트럼 라인의 좁은 밴드(보통 22nm 대역폭 이하)만 전송하는 천문학적 필터다. 그것들은 주로 성운 관찰에 사용된다. 방출성운은 주로 가시 스펙트럼에서 이중 이온화 산소를 방사하는데, 이 산소는 500nm에 가까운 파장을 방출한다. 이 성운은 또한 수소-베타 선인 486 nm에서 약하게 발산된다.

협대역 필터에는 크게 두 가지 유형이 있다. 초고대조도(UHC) 및 특정 배출 라인 필터.

특정 배기 라인 필터

특정 방출선(또는 선) 필터는 성운 내의 분포를 볼 수 있도록 특정 원소 또는 분자의 선이나 선을 분리하는 데 사용된다. 이것은 거짓 컬러 영상을 제작하는 일반적인 방법이다. 일반적인 필터는 흔히 허블 우주 망원경에 사용되며, 소위 HST-팔레트를 형성하며, 빨간색 = S-II, 녹색 = H-알파, 파란색 = O-III와 같은 색상이 할당된다. 이러한 필터는 일반적으로 nm 단위의 두 번째 숫자로 지정되며, 이는 밴드가 통과되는 폭을 나타내며 다른 라인을 제외하거나 포함할 수 있다. 예를 들어, 656 nm의 H-알파에서 N-II(658–654 nm)를 픽업할 수 있으며, 일부 필터는 3 nm의 너비일 경우 N-II의 대부분을 차단한다.[10]

일반적으로 사용되는 선/필터는 다음과 같다.

  • 발머 시리즈의 H-Alpha Hα/Ha(656nm)는 HII 영역에서 방출되며 더 강력한 공급원 중 하나이다.
  • 발머 시리즈의 H-Beta / Hb(486nm)는 더 강한 소스에서 볼 수 있다.
  • O-III(496nm 및 501nm) 필터는 산소-III 라인이 모두 통과할 수 있도록 허용한다. 이것은 많은 방출 성운에 강하다.
  • S-II(672nm) 필터는 황-II 라인을 보여준다.

덜 일반적인 라인/필터:

  • HE-II(468nm)[11]
  • 헤-I: (587nm)
  • O-I: (630nm)
  • Ar-III: (713nm)
  • CA-II Ca-K/Ca-H: (393 및 396 nm)[12] 태양 관측의 경우 K 및 H 프라운호퍼 선과 함께 태양을 표시한다.
  • N-II(658nm 및 654nm) 넓은 H-알파 필터에[10] 포함되는 경우가 많다.
  • 가스 거대 기업인 금성과 (필터가 있는) 태양에서 구름을 볼 수 있는 메탄 (889 nm)[13]

초고대조도

일반적으로 UHC 필터로 알려진 이 필터는 여러 개의 강력한 공통 배출 라인을 통과할 수 있는 것으로 구성되며, 이는 대부분의 광원을 차단하는 유사한 광공해 저감 필터(아래 참조)의 효과도 있다.

UHC 필터의 범위는 484 ~ 506nm이다.[7] O-III와 H-베타 스펙트럼 라인을 모두 전송하고, 많은 양의 빛 공해를 차단하며, 어두운 하늘 아래 행성상 성운과 대부분의 방출 성운에 대한 세부 정보를 가져온다.[14]

광대역

광대역, 즉 빛 공해 저감(LPR) 필터는 하늘의 빛 공해를 차단하고 H-알파, H-베타, O III 스펙트럼 라인을 전송하는 섬광 필터로 도시의 성운과 빛 오염된 하늘을 관측할 수 있다.[1] 이 필터들은 나트륨수은 증기 빛을 차단하고, 또한 오로라 빛과 같은 자연적인 스카이라우를 차단한다.[15] 광대역 필터는 파장 전송 범위에 따라 협대역과는 다르다. LED 조명은 O III와 H-베타 파장에 가까운 480nm 전후로 출력이 상당히 낮지만 차단되지 않는다. 광대역 필터는 전송 범위가 좁으면 하늘 객체의 실상이 나타나기 때문에 범위가 넓으며, 이러한 필터의 작업으로 빛 오염된 하늘에서 나오는 성운에 대한 세부 정보가 드러나기 때문에 더 많은 밝기를 얻기 위해 전송 범위가 넓다.[7] 이러한 필터는 특히 성운 관찰을 위해 설계되었으며, 다른 깊은 하늘 물체에는 유용하지 않다. 그러나 DSO와 배경 하늘의 대비를 개선할 수 있어 이미지를 선명하게 할 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Jump up to: a b c d e "The use of filters". Astronomy for everyone. 31 January 2009. Archived from the original on 11 November 2010. Retrieved 22 November 2010.
  2. ^ Thieme, Nick (2017-08-18). "A Brief History of Eclipse Glasses and the People Who Forgot to Wear Them". Slate Magazine. Retrieved 2021-08-07.
  3. ^ "Eye Safety During Eclipses". NASA.
  4. ^ "Solar Filters". Thousand Oaks Optical. Retrieved 22 November 2010.
  5. ^ "Coronado PST Personal Solar Telescope". Retrieved 18 October 2018.
  6. ^ "Why NASA scientists observe the sun in different wavelengths". NASA. Retrieved 18 October 2018.
  7. ^ Jump up to: a b c "filters - popular and hot telescope filters". Lumicon international. Archived from the original on 25 November 2010. Retrieved 22 November 2010.
  8. ^ "Orion 1.25" Deluxe StarGazer's six-filter set of light pollution, variable polarizer, and color filters". Archived from the original on 7 July 2011. Retrieved 9 March 2011.
  9. ^ "Orion variable polarizing telescope filters". Orion Telescopes & Binoculars. Archived from the original on 13 October 2010. Retrieved 22 November 2010.
  10. ^ Jump up to: a b "Astrodon Narrowband FAQ" (PDF). Astrodon. Archived (PDF) from the original on 10 October 2018. Retrieved 10 October 2018.
  11. ^ Jump up to: a b c d "Helium, argon, neutral oxygen, and other bands in narrow-band imaging". Lumicon international. Archived from the original on 10 October 2018. Retrieved 10 October 2018.
  12. ^ "Important notes on the stacked K-line filter" (PDF). Baader Planetarium. Archived (PDF) from the original on 10 October 2018. Retrieved 10 October 2018.
  13. ^ "Baader Planetarium methane filter description". Archived from the original on 24 December 2017. Retrieved 10 October 2018.
  14. ^ "UHC filters". Archived from the original on 7 July 2011. Retrieved 22 November 2010.
  15. ^ "Meade series 4000 Broadband Nebular filters". Meade Instruments. Retrieved 23 November 2010.