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太阳观测四大神器篇之四|日珥镜,到底有多神奇?

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发表于 2019-3-12 16:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 振旺光电客服 于 2019-4-29 15:54 编辑

编辑:ZWO天文摄影人  |  内容:月亮王子
前言
Hello,大家好,我是“ZWO天文摄影人”又和大家见面啦!
本期带来的是太阳观测四大神器篇之四-日珥镜,到底有多神奇?。
诞生缘由
日珥是太阳色球层的一种剧烈活动,是一束束喷涌而出的火焰,颇为壮观。在日珥镜发明之前,天文学家往往只能通过日全食来拍摄日珥。

日全食拍摄日珥
因为,日珥的亮度相比太阳光球层实在太低了,平时,日珥的光辉都淹没在太阳光球所发射的强光之中。
天文学家苦苦思索,怎么才能在平日里来观测日珥呢?
天文学家发现太阳会发射连续光谱,由于色球光谱中波长为6562.8埃的氢线 Hα 在亮度上占绝对优势,所以只要锁定Ha谱线就可以让观测太阳色球层和日珥变成可能。

H-α谱线,在天文学和物理学上是氢的一条具体可见的红色发射谱线,波长为6562.8Å,也就是656.281纳米。
天文学家找到了突破口,新的问题也伴随而来。如何让太阳光的H-α波段通过,而阻隔其他所有的其他波段光线呢?
聪明的人类经过一番尝试,发明了H-α窄带滤镜,这种专门观测太阳日珥的滤镜。简单说,H-α窄带滤镜就是一种过滤器,它可以阻挡其他所有波长的光线(包括可见光和红外线、紫外线),唯独只让656.28这种波长的红光通过。
与深空用的H-α窄带滤镜相比,太阳H-α窄带滤镜的带宽更窄。深空H-α滤镜带宽通常在7nm左右,有些高级的可以做到3nm。但太阳H-α窄带需要在1Å以内,1Å也就是0.1纳米,甚至0.3Å。整整高了一百倍。
需要说明一点,为什么窄带越做越窄。原因是带宽越窄,太阳色球层的细节对比度就越强,呈现效果就越好。
下图是0.8A-0.3A的拍摄效果图。
太阳H-α窄带的工艺要求是非常高的,价格也是贵的离谱。50mm的双滤镜组就要买到7000人民币。而50mm的深空H-α滤镜7nm带宽版本,只需要1000多元出头。而且目前,掌握日珥滤镜核心部件生产工艺的厂家全球寥寥无几,国内连一家都没有。
要观测太阳日珥,光有H-α窄带滤镜还是不够的,它只是一个配件。需要把它装在天文望远镜上才能够成为日珥观测的工具。所以聪明的厂家干脆一不做二不休,发明了加装了H-α滤镜的折射望远镜-日珥镜。
Lunt 152mm口径日珥镜天文学家发现太阳会发射连续光谱,由于色球光谱中波长为6562.8埃的氢线 Hα 在亮度上占绝对优势,所以只要锁定Ha谱线就可以让观测太阳色球层和日珥变成可能。

日珥镜中的太阳
说到日珥镜的观测体验,和巴德膜或者赫歇尔棱镜的感受完全不同。巴德膜看到的太阳,就是平时你看到的太阳,和黄昏时肉眼可见的太阳并无本质差别。但日珥镜完全不同,你将会看到一个火红的燃烧着的巨大火球,还有挂在上面的喷发的日珥!这才是真正的吸引人的地方。真的就像《太阳浩劫》中的一般:

电影《太阳浩劫》截图
下面是日珥镜真实拍摄效果:

日珥镜的原理

专用的窄带太阳望远镜有三个主要部分:
1.ERF (Energy Rejection Filters)前置减光滤镜
2.ETALON 光学共振腔/光谱标准器(太阳望远镜的心脏)
3.BLOCKING FILITER 后端截止滤镜

玩法介绍
日珥镜目视的乐趣,远远超过巴德膜或者赫歇尔棱镜,太阳是红色的,看到的细节非常壮观,像一个燃烧的火球。
据说第一次使用日珥镜,可以看一整天。:D
当然,目视的乐趣只有观测的人一个人能够体会。所以,我们更倾向于拍摄日珥,这样就可以分享出精彩的照片,和大家一起分享。

使用日珥镜拍摄大致分为两种拍摄技巧。
一是全日面拍摄,或全日面拼接。总之,这种玩法的核心思想就是要拍全,拍到整个日面。如果有足够大画幅的天文相机,当然一口气装下整个太阳是完全没问题的。尤其是现在大画幅的黑白天文相机问世以后,像ASI1600这样的高速相机,完全可以支持Lunt152拍全日面。
第二种玩法就是拍日珥,更进一步的玩法是拍日珥动画。这就需要等待时机,当日面边缘爆发了大型日珥的时候,就是拍摄的最佳时机。
ASI174MM相机,配合日珥镜进行高速摄影
后期处理得到日面细节和日珥日珥镜拍摄的方法和后期处理技术,我们改天专门开个系列帖子细讲。

日珥镜的创新
Daystar发明了目镜端日珥镜组。由于大口径的日珥镜,对应着更大的光学共振腔,所以价格也是成倍飙升,让大众爱好者难以接受。Daystar公司看到了这块市场,并推出了目镜端日珥镜组件Quark。和赫歇尔棱镜类似,Quark不管主镜口径多少,都可以通用,所以相当经济划算。目前售价在6000人民币左右。



日珥镜打开了太阳观测的另一道大门-特殊谱线观测。著名的SOHO太阳观测卫星,便是使用了多种太阳窄带滤镜,对太阳进行多波段的观测的。

这么多太阳观测特殊波段,大家能认得几个?
Thank you for reading.

谢谢阅读

至此,太阳观测的四大神器全部介绍完毕。谢谢大家观看,如果喜欢的话,欢迎转发,留言和点赞!


END
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往期精彩回顾【太阳观测四大神器】之一:巴德膜为何如此风靡?
发表于 2019-3-21 13:02 | 显示全部楼层
为哈目镜端日珥镜可以全口径支持?不会烧坏吗?

点评

支持! 不会  详情 回复 发表于 2019-3-21 14:30
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发表于 2019-3-21 13:10 | 显示全部楼层
如果用在牛反上可以吗?
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 楼主| 发表于 2019-3-21 14:30 | 显示全部楼层
buger 发表于 2019-3-21 13:02
为哈目镜端日珥镜可以全口径支持?不会烧坏吗?

支持! 不会
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发表于 2019-3-22 13:04 | 显示全部楼层
那为啥望远镜厂商没有早些开发这种产品?它和全口径日珥镜有什么区别?
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