تعیین حد قدری بصری

یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر گزارشی رصدی، تعیین حد قدری یا به طور دقیق‌تر، حد قدری بصری است. با ثبت این عامل، امکان مقایسه وضعیت تاریکی آسمان بین رصدگرهای حاضر در مکان‌های مختلف میسر می‌شود.

حد قدری بصری، تاریک‌ترین قدری است که بوسیله چشم غیر مسلح در سرسو قابل مشاهده است. این پارامتر تحت تاثیر شفافیت یا تمیزی جو زمین است. مقدار آلودگی نوریی که بر دید رصدگر موثراست نیز بر روی آن تاثیر دارد. حد قدری بصری اغلب به عنوان شاخصی برای تعیین شفافیت جو و کیفیت عمومی محل رصد به کار می‌رود. به عنوان مثال رصدگران شهاب همیشه حد قدری آسمان را در طول رصد ثبت می‌کنند تا مقایسه رصدهای رصدگران مختلف از محلهای رصدی متفاوت آسان‌تر شود.

حد قدری بصری روی تعداد ستاره‌های (یا شهابها) قابل رصد موثر است. حد قدری تاریک‌تر یعنی ستاره‌های بیشتری برای رصد وجود دارد.

البته عوامل دیگری غیر از شفافیت جو هم بر توانایی دیدن ستاره‌های تاریک‌تر موثراند، از جمله:

  • قدرت بینایی رصدگر
  • تجربه رصدگر
  • سن رصدگر
  • تطابق با تاریکی
  • شفق
  • ابر، مه
  • نورهای نزدیک
  • نورهای دور
  • فاز ماه و مکان آن در آسمان

در کل تجهیزات اپتیکی حد قدری را تاریک‌تر می‌کنند. حد قدر با استفاده از تلسکوپ یا دوربین دوچشمی تاریک‌تر از حد قدری چشم غیر مسلح است.

 

تطابق با تاریکی

برای دیدن ستاره‌های تاریک‌تر، باید به چشمان‌تان فرصت تطابق با تاریکی بدهید. اگر در شب به خارج از خانه بروید (یا در روز در اتاق تاریکی بنشینید) چشمان‌تان به آهستگی به نور حساس‌تر می‌شوند. این تطابق در ابتدا سریع است. به همین دلیل است که وقتی از محیط آفتابی وارد اتاق می‌شوید، بدون مشکل می‌توانید در اتاق راه بروید بدون اینکه به دیوار یا اثاثیه برخورد کنید. افزایش حساسیت به نور پس از چند ثانیه اول بسیار به کندی پیش می‌رود.

دو فرایند بر حساسیت چشم در مقابل نور موثرند. اول اینکه مردمک چشم در محیط کم‌نور گشادتر می‌شود. در محیط‌های تاریک مردمک چشم تا قطر 7 میلی‌متر هم باز می‌شود که بسیار بیشتر از 2-1 میلی‌متری است که گشودگی عادی مردمک‌هاست. دوم اینکه فرایندهایی شیمیایی در شبکیه چشم رخ می‌دهند و چشم را به نور حساستر می‌کنند.

مردمک چشم سریع گشاد می‌شود ولی تغییرات شیمیایی بسیار کندتر عمل می‌کنند. 10 تا 20 دقیقه زمان لازم برای رسیدن به حداکثر حساسیت چشم است. این حداکثر حساسیت را تطابق با تاریکی می‌نامند. هر نور درخشانی که در هنگام این حداکثر حساسیت به چشم بتابد به سرعت روند تطابق را معکوس می‌کند و دوباره 10 تا 20 دقیقه طول می‌کشد تا تطابق با تاریکی حاصل شود. منابع نوری مانند چراغ قوه، کبریت یا فندک، چراغهای خودرو یا نمایشگر رایانه تطابق با تاریکی را از بین می‌برند. اگر می‌خواهید به تطابق کامل با تاریکی برسید باید چشمان‌تان را از نورهای مستقیمی که در اطرافتان وجود دارد محافظت کنید.

تاثیر نور قرمز بر روی فرایندهای شیمیایی افزایش‌دهنده حساسیت چشم، بسیار کمتر از نور سفید است. بنابراین نور قرمز تاثیر خیلی کمی بر روی تطابق با تاریکی دارد. به همین دلیل در رصدخانه‌ها از نور قرمز استفاده می‌کنند و ستاره شناسان همیشه چراغ قوه با نور قرمز همراه دارند.

 

آلودگی نوری

هر نور مصنوعی که رو به آسمان بتابد یا انعکاس نور آن رو به آسمان بتابد، آسمان را روشن‌تر می‌کند. این اتفاق باعث می‌شود که تضاد نوری بین اجرام آسمان کاهش یابد و دیدن ستاره‌های کم‌نور، شهاب‌ها، کهکشان راه شیری، دنباله‌دارها و پدیده‌هایی مانند نور منطقه البروجی مشکل شود.

نورهای دوردستی که از پارکینگ‌ها، فرودگاه‌ها، مجموعه‌های ورزشی، ساختمانهای تجاری و … می‌تابد، فوتون‌های بسیاری را به آسمان می‌فرستد. مقداری از این فوتون‌ها توسط ذرات غبار و ملکول‌های جو متفرق شده و به سوی زمین باز می‌گردند. این گونه نورهای دوردست را می‌توانید در افق رصدگاهتان به شکل گنبدهای نوری ببینید. شهرها هم دارای چنین گنبدهای نوری هستند. هرچقدر به این گونه منابع نزدیک‌تر باشید و هرچقدر آنها پرنورتر باشند، این گنبدها ارتفاع بیشتری از افق بالا می‌آیند و آلودگی نوری بیشتری ایجاد می‌کنند.

اگر در آسمان ابر باشد، به خاطر نوری که از زیر روشن‌شان می‌کند، قسمتهای ابری آسمان روشن‌تر دیده می‌شوند. در رصدگاه‌های بسیار تاریک، تشخیص ابرها در آسمان بسیار سخت است. ابرهای متفرقه به شکل مناطق تاریکی از آسمان که هیچ ستاره‌ای در آنجا وجود ندارد (یا ستاره‌های کمی وجود دارد) دیده می‌شوند.

 

حد قدری نمونه

مدلی نظری برای پیش‌بینی حد قدری بصری توسط یکی از فارغ التحصیلان نجوم دانشگاه کلمبیا ایجاد شده. این مدل شامل فاکتورهایی از قبیل طول و عرض جغرافیایی رصدگاه، ارتفاع از سطح دریا، دمای هوا، سن رصدگر، سمت و ارتفاع آن بخش آسمان، تاریخ، ساعت، موقعیت و فاز ماه و … است. از این مدل در اینجا می‌توانید تحت وب استفاده کنید.

در این مدل هیچ گونه آلودگی نوری حاصل از منابع مصنوعی مورد توجه قرار نگرفته. بنابراین از این مدل برای محاسبه مقدار آلودگی نوری بوجود آمده در مکانهای مشخص می‌توان استفاده کرد.

 

روش کلاسیک تعیین حد قدری

روش کلاسیک تعیین حد قدری استفاده از نقشه‌ها و جداولی است که ستاره‌های با قدرهای گوناگون در آنها وجود داشته باشد. حد قدری برابر با قدر کم‌نورترین ستاره‌ای است که از نقشه قابل رویت است.

البته اگر فنی‌تر به موضوع نگاه کنیم حد قدری حقیقی می‌تواند کمی از کم‌فروغترین ستاره‌ی قابل مشاهده، تاریک‌تر باشد. از سوی دیگر چون حدقدری، کم‌فروغترین ستاره قابل مشاهده در سرسو تعریف شده است، حد قدری حقیقی می‌تواند کمی تاریک‌تر از کم‌فروغترین ستاره باشد مگر اینکه ستاره مربوطه در سرسو قرار داشته باشد. این مسایل و جزئیات فنی اغلب نادیده گرفته می‌شوند.

برای رصدگران نیمکره شمالی مناسبترین راه استفاده از آسمان اطراف قطب شمال سماوی است. بنابراین صورت فلکی دب اصغر برای تعیین حد قدری مورد استفاده واقع می‌شود. به عنوان نمونه شکل زیر قدر بعضی از ستاره‌های نزدیک دب اصغر را نشان می‌دهد.

قدر ستاره‌های دب اصغر

همچنین جداول حد قدری برای مناطق دیگر هم وجود دارد:

دجاجه و شلیاق:

قدر ستاره‌های دجاجه و شلیاق

فرس اعظم و آندرومدا :

قدر ستاره‌های فرس اعظم و آندرومدا

 

تعیین حد قدری با شمارش ستارگان

برای تعیین حد قدر با استفاده از شمارش ستاره‌ها روش خاصی تعریف شده و تعدادی منطقه استاندارد در قسمتهای مختلف آسمان تعیین شده. این مناطق مثلثی شکل (بعضی مربع شکل) و توسط ستاره‌هایی که به نسبت بقیه ستارگان‌شان درخشان‌ترند، محصور شده‌اند. حد قدر با شمارش تعداد ستاره‌های موجود در این مناطق به دست می‌آید. هر منطقه جدولی دارد که حد قدر را در مقابل تعداد شمارش شده نمایش می‌دهد.

جدول زیر فهرست ستاره‌های راس هر منطقه است.

جدول ستاره‌های گوشه مناطق تعیین قدر

 

سه جدول زیر رابطه بین تعداد ستاره‌های شمرده شده (N) در هر منطقه، به حد قدر بصری (LM) آسمان در آن منطقه است.

در شکلهای زیر محل هرکدام از 30 منطقه را می‌توانید بیابید.

برای مشاهده تصاویر و جدول‌ها با کیفیت بالاتر یا چاپ آنها، فایل پی‌دی‌اف را دانلود کنید.

 

منبع

ستاره‌شناس آماتور، معلم نجوم، فیزیک‌دان و کارشناس رایانه

دیدگاهتان را بنویسید