Астрофотография

АСТРОФОТОГРАФИЯ, метод астрономических наблюдений, основанный на получении изображений (фотографировании) небесных тел. Астрофотография развивалась практически одновременно с обычной фотографией. Среди первых снимков Л. Дагера было изображение Луны, сделанное им по просьбе Д. Араго, который уже тогда предвидел широчайшее применение фотографии в астрономических исследованиях. В 1842 году получено первое дагеротипное изображение Солнца. На нём были видны полутени солнечных пятен и потемнение диска к краю. В 1850 году сделаны дагеротипные снимки звёзд - Веги и Кастора. Однако настоящий расцвет астрофотографии начался только после изобретения мокрого коллодионного процесса, благодаря которому существенно возросли чувствительность фотоматериалов и качество снимков.

Первым объектом, систематические наблюдения которого велись средствами астрофотографии, было Солнце. Его регулярное фотографирование началось в конце 1850-х годов. Первый в России телескоп для фотографических наблюдений Солнца - фотогелиограф - установлен в 1861 году на Вильнюсской обсерватории. В 1857 году сфотографированы первые звёзды, в 1858 году получено изображение кометы, в 1879 году сделан снимок Юпитера с различимыми деталями поверхности. В 1872 году впервые сфотографирован спектр звезды с чётко видимыми линиями. Астрофотография стимулировала развитие астрономической техники, в первую очередь часовых механизмов, вращающих телескоп вслед за суточным вращением неба. В 1860-70-е годы начали появляться первые телескопы, специально предназначенные для фотографических наблюдений, - астрографы.

В конце 19 века астрофотография уже широко применялась для картирования звёздного неба, астрофотометрии и астроспектроскопии. К этому времени она практически вытеснила визуальные наблюдения как в звёздной астрономии, так и в исследованиях Солнечной системы благодаря преимуществам, в числе которых: способность светоприёмника накапливать световую энергию, что позволяет наблюдать слабые небесные светила; возможность получать на снимке одновременно изображения многих объектов (например, звёзд в Млечном Пути) или одного объекта в деталях (например, солнечной короны); объективность и документальность.

До последней четверти 20 века основу астрофотографии составляло использование специализированных астрономических фотопластинок и фотоплёнки. Первые фотоэмульсии были чувствительны к лучам синей области спектра, впоследствии разработаны эмульсии с максимумом чувствительности в видимой и инфракрасной областях спектра. Для определения положений искусственных спутников Земли, быстро перемещающихся по небесной сфере, в 1950-е годы созданы специальные инструменты для их фотографирования (смотри Спутниковая фотокамера).

С середины 20 века в астрономию начали внедряться электронные, в частности, телевизионные, методы получения изображений. На современном уровне технологий изготовления твердотельных приёмников излучения, в частности приборов с зарядовой связью (ПЗС), стало возможным заменить фотографирование на эмульсию непосредственной цифровой регистрацией изображения с прямым вводом в компьютер. Камеры на основе ПЗС-матриц или ПЗС-линеек вытеснили обычную фотографию практически из всех областей астрономии за счёт таких очевидных преимуществ, как высокая квантовая эффективность, жёсткий растр, быстрое сохранение изображения в компьютере и возможность обработки снимка в реальном времени. Единственное преимущество, которое пока сохраняется за традиционной фотографией, - возможность получать большие поля изображений (до нескольких десятков градусов) при относительно малой стоимости.

В узком смысле астрофотографией называют раздел астрометрии, в котором изображения применяются к решению таких задач, как определение положений светил на небесной сфере, измерения их движений, расстояний до них, относительных перемещений звёзд в двойных и кратных системах или спутников вокруг планет и тому подобное. Большинство астрометрических задач решается путём измерения углов между направлениями на светила в определённые моменты времени. При применении методов астрофотографии это сводится к измерению прямоугольных координат изучаемого объекта (на снимке соответствующего участка неба), а также координат некоторого количества опорных звёзд с известными из каталогов экваториальными координатами.

Собственные движения звёзд определяются по снимкам, полученным с интервалом в десятки лет. В основе определения расстояний лежат измерения углов между направлениями на небесный объект в разное время года, то есть с разных точек земной орбиты. Таким путём расстояния до звёзд определяют с точностью до нескольких тысячных долей угловой секунды, что соответствует расстояниям в 200-300 пк. Астрофотография позволяет также измерять взаимное положение компонентов двойных звёзд.

Лит.: Вокулер Ж. Астрономическая фотография. От дагерротипии до электронной камеры. М., 1975; Мартынов Д. Я. Курс практической астрофизики. 3-е изд. М., 1977.