Sadržaj poglavlja Šta posmatrati na Suncu


Kada, čime i gde posmatrati

Kada posmatrati Sunce

Sunce menja visinu iznad horizonta u toku dana i godine. Zbog toga Sunčeva svetlost prolazi kroz atmosferu put različite dužine, pri čemu svetlosna informacija trpi promene različitog tipa i intenziteta. Sa smanjenjem visine Sunca nad horizontom rastu turbulencija vazduha, kao i refrakcija i apsorpcija Sunčeve svetlosti, što dovodi do slabljenja kvaliteta slike u teleskopu.

Turbulencija je posebno izražena u popodnevnim časovima. Apsorbovanjem Sunčeve svetlosti u Zemljinoj atmosferi sitni detalji na Suncu se gube i postaju nevidljivi. Ako je Sunce na maloj visini iznad horizonta, njegov disk se zbog refrakcije deformiše, pa su greške kod određivanja koordinata pega i fakula nedopustivo velike.

Sunce je najbolje posmatrati u prepodnevnim časovima kada je Zemljina atmosfera najmirnija. Ali, ukoliko vremenske prilike to ne dozvoljavaju, dobro je iskoristiti eventualnu mogućnost i posmatrati u neko drugo doba dana, iako pri lošijim uslovima.

Vreme oko Sunčeve kulminacije (podne) treba iskoristiti za ucrtavanje detalja u fotosferi i fotografisanje, jer je Sunce tada najviše udaljeno od horizonta, pa je deformacija njegovog diska najmanja. Kada je Sunce blizu horizonta ucrtavanje i fotografisanje se ne rade.

Izbor instrumenta za posmatranje

Velike grupe pega na Suncu mogu se videti i bez upotrebe optičkih instrumenata, posmatranjem kroz tamni filter, prozirne oblake, maglu i pri izlasku ili zalasku Sunca. Najmanji instrument kojim se mogu posmatrati grupe pega i veće pojedinačne pege su dvogledi prečnika objetiva 3-5 cm i uvećanja 7-12 puta. Za ovakve dvoglede potrebno je dodatno obezbediti montažu i postolje.

Nešto bolji instrumenti su turistički durbini, kakav je, na primer, ruski durbin T-2. Durbin T-2 (novija varijanta T-3) ima objektiv prečnika 5 cm, uvećanje od 20 puta, tako da se projektovanjem lika Sunca na ekran mogu posmatrati i relativno sitniji detalji. Montaža, postolje i projekcioni ekran za ove durbine takođe se moraju napraviti.

Za posmatranje Sunca u nastavi i amaterskoj praksi najčešće se koriste instrumenti iz široke lepeze školskih teleskopa. Prikazaćemo osnovne karakteristike nekoliko takvih instrumenata.

U našim školama najzastupljeniji je ruski školski teleskop. Ovaj refraktor ima ahromatski objektiv prečnika 80 mm i žižne daljine 800 mm. Uz njega se isporučuju tri okulara čije su optičke karakteristike sledeće:

žižna daljina
uvećanje
vidno polje
10 mm
80
30
20 mm
40
1'07"
28 mm
28.5
1'35"

Teorijska vrednost razdvojne moći ovog teleskopa je 1".75, ali u praksi ona iznosi oko 2". Teleskop je ekvatorijalne montaže, uz mogućnost lakog pretvaranja u azimutnu. Ima mehanizam za ručno praćenje, a u kompletu su i dijafragma i ekran za posmatranje Sunca. Na tubusu teleskopa nalazi se mehanički tražilac.

U grupu školskih teleskopa refraktorskog tipa spada i Celestronov SP C102. Ovaj instrument ima objektiv prečnika 102 mm i žižne daljine 1000 mm. Teleskop ima ekvatorijalnu montažu i mehanizam za fino podešavanje po rektascenciji i deklinaciji. Na tubusu teleskopa je montiran mali optički tražilac. Uz njega nudi i veoma bogat izbor dodatne opreme, kao i sistem za automatsko praćenje.

Instrument tipa Celestronovog C8 , kao i njemu slični, spada u grupu većih školskih teleskopa. To je teleskop Šmit-Kasegrenovog tipa, objektiva prečnika 203 mm (8") i žižne daljne 2000 mm. Svi modeli su uglavnom snabdeveni sistemom za elektronsko praćenje, a sada se nude kompjuterizovane verzije ovakvih instrumenata.

Astronomi amateri često sami pristupaju gradnji teleskopa, pri čemu se najčešće opredeljuju za reflektorske tipove teleskopa zbog povoljnog odnosa cena/kvalitet. Ogledala za samostalnu gradnju najčešće se kupuju izbrušena i sa nanetim refleksionim slojem.

Izbor instrumenta za posmatranje Sunca zavisi od cilja posmatranja. Ukoliko se radi o demonstracionim posmatranjima u sklopu školske nastave, ili se posmatranja organizuju u cilju popularizacije astronomije, mogu se koristiti teleskopi sa prečnikom objektiva od 50-100 mm. Poželjno je da su takvi teleskopi laki za prenošenje, da imaju ekvatorijalnu montažu, mehanizam za praćenje i projekcioni ekran koji je pričvršćen za tubus.

Za ozbiljnija posmatranja objektiv treba da je u rasponu 100-250 mm i žižne daljine od 1000 do 2500 mm. Sa takvim instrumentima se mogu posmatrati i fotografisati vrlo sitni detalji u Sunčevoj atmosferi. Ovi instrumenti obavezno treba da imaju električno praćenje, dobar izbor okulara, odgovarajuće filtere i adapter za fotoaparat. Optika mora biti visokog kvalitetna i čista posebno prilikom fotografisanja.

Smanjenje Sunčeve svetlosti i toplote

Imajući u vidu činjenicu da je Sunce snažan izvor svetlosti i toplote, neophodno je preduzeti mere za zaštitu posmatračevih očiju. Uvek se treba držati dobro poznatog pravila:

===> SUNCE NIKAD NE POSMATRATI NEZAŠTIĆENIM OKOM! <===

Pokušaj direktnog posmatranje Sunca nezaštićenim okom može dovesti do trajnog oštećenja ili gubitka vida. Astronomi su ovaj problem uspešno rešili, tako da danas postoji nekoliko postupaka kojima se svetlost Sunca u dovoljnoj meri smanjuje da su posmatranja bezbedna i prijatna za posmatračeve oči.

Najčešće primenjivan postupak kod vizuelnih posmatranja je projektovanje lika Sunca na ekran ili zaslon koji se postavlja iza okulara. Ako se određuje samo broj pega i fakula, ekran može biti slobodan u odnosu na teleskop, a ukoliko se određuju njihove koordinate ucrtavanjem na šablon, neophodno je da su zadovoljeni sledeći zahtevi:

a) Ravan ekrana treba da je normalna (90°) na osu izlaznog snopa svetlosti iz teleskopa, jer u protivnom lik Sunca na ekranu neće biti kružnog oblika. Ako je ekran pričvršćen za teleskop, neophodno je da se rastojanje ekrana od okulara može lako menjati, kako bi se veličina projekcije podesila prema veličini šablona (kružnica na papiru) na koji se ucrtavaju detalji.

b) Sunčev lik na ekranu mora biti zaštićen od direktne Sunčeve svetlosti. Ukoliko je tubus manjeg prečnika od projektovanog lika Sunca ili se on projektuje na ekran pod normalnim uglom u odnosu na tubus teleskopa, problem se rešava postavljanjem zaklona na tubus teleskopa ili ekran, koga je najlakše napraviti od kartona.

c) Da bi se na projekciji videli i vrlo sitni detalji fotosfere neophodno je ekran zaštititi od difuzne svetlosti sa strane.

Opisanim postupkom se problem smanjenja svetlosti i toplote jednostavno i efikasno rešava. Kod manjih durbina projekcijom Sunca na ekran stvara se dodatno uvećanje, što omogućava posmatranje sitnijih detalja.

Drugi uobičajen postupak zaštite od Sunčeve svetlosti i toplote zasniva se na upotrebi filtera. Filter mora da bude vrlo taman (da apsorbuje oko 99% upadne svetlosti) i može se postaviti ispred objektiva, ispred ili iza okulara. Najbolje je filter postaviti ispred objektiva, jer se ukupna količina svetlosti i zagrevanja ravnomerno raspoređuje po njegovoj celoj površini, pa se na taj način smanjuje mogućnost da filter pukne. Ako se filter stavlja ispred ili iza okulara, obavezno se ispred objektiva postavlja dijafragma. Izostavljanje dijafragme može dovesti do oštećenja filtera i povrede oka. Kod refraktorskih teleskopa centar otvora dijafragme se postavlja na sredini objektiva, a kod reflektorskih teleskopa dijafragma se pomera malo u stranu. Posmatranje Sunca sa filterom treba koristiti samo za kraća posmatranja Sunca. Za dugotrajna i sistematska posmatranja koriste se drugi postupci.

Suncev okular sa prizmom
Jedno od najboljih rešenja je upotreba sunčevog okulara sa prizmom (slika levo), što omogućuje uočavanje veoma sitnih detalja na fotosferi. Glavni deo sunčevog okulara je prizma koja ka okularu reflektuje vrlo malo svetlosti, tako da je okular zaštićen od zagrevanja, koje bi u odsustvu ove prizme moglo dovesti do njegovog pucanja. Prizma se sastoji od stakla u obliku klina, na kome jedan od uglova ima ugao od 7-10° . Svetlost pada na prvu površinu koja se nalazi pod uglom od 45° u odnosu na optičku osu teleskopa, pri čemu se reflektuje samo 4.5% svetlosti i usmerava ka okularu. Najveći deo svetlosti ulazi u prizmu, od čega oko 90% izlazi iz nje, a manji deo se reflektuje od druge unutrašnje površine i pada na prvu površinu, ali pod uglom koji je veći od kritičnog, tako da se ponovo reflektuje unutar prizme. I pored toga što do okulara stiže manje od 5% svetlosti, Sunce se još uvek ne može posmatrati nezaštićenim okom. Zbog toga treba na okular postaviti filter.

Svetlost se može uspešno smanjiti i upotrebom dve petostrane prizme. Prizme moraju biti iste, optički ispravne i sa potpuno ravnim i glatkim površinama. Kao što se na priloženom crtežu vidi, svetlost koja dolazi od objektiva najvećim delom prolazi kroz prvu prizmu i padajući na ogledalo odbija se u stranu. Preostali, znatno manji deo svetlosti, nakon višestruke refleksije od unutrašnjih površina obe prizme, prolazi kroz okular i dolazi do posmatračevih očiju toliko oslabljen da se Sunce može slobodno posmatrati uz slab filter.

Suncev okular sa dve petostrane prizme

Konstrukcija Sunčevog okulara sa dve petostrane prizme. (Petar Kubuičela, Vasiona 2, 1974.)

U novije vreme astronomi posmatraju Sunce uz pomoć posebnih aluminijumskih folija. Na ove folije naparavanjem je sa obe strane nanet sloj aluminijuma što omogućuje da se reflektuje oko 99% Sunčeve svetlosti. Kod teleskopa sa većim objektivima potrebno je staviti dijafragmu ili koristiti slabiji filter na okularu.

Za posmatranje Sunca se koriste i solarni reflektorski teleskopi, posebno konstruisani za ovu namenu. Na ogledala kod ovih teleskopa se, nakon brušenja, ne nanosi refleksioni sloj, zahvaljujući čemu ono reflektuje samo 4% svetlosti. Druga strana ogledala se matira da bi se izbegla refleksija svetlosti. Pri posmatranju Sunca ovim instrumentima dovoljno je iza okulara staviti slab filter.

Izbor mesta za posmatranje

Većinu nebeskih tela i pojava moguće je posmatrati samo pri odličnim astroklimatskim uslovima (daleko od svetlosti grada, smoga, prometnih saobraćajnica, na većoj nadmorskoj visini, pri povoljnoj temperaturi i vlažnosti vazduha). Zbog velikog prividnog prečnika i velike količine svetlosti, Sunce je manje osetljivo na uticaje pomenutih faktora. Zbog tih pogodnosti izbor lokacije za posmatranje Sunca je olakšan. U hladnijem delu godine, pri izboru mikrolokacije prednost se daje zatvorenom prostoru (astronomska kupola, učionica, stan), a ukoliko je to neizvodljivo, posmatranje se može organizovati na slobodnom prostoru. Treba voditi računa da pravac ka Suncu ne ide neposredno iznad krova (posebno limenog) ili dimnjaka, jer će u tom slučaju turbulencija vazduha onemogućiti posmatranje. Ukoliko se Sunce posmatra iz zatvorenog prostora, neophodno je, provetravanjem prostorije, maksimalno smanjiti razliku u temperaturi prostorije i spoljašnje okoline. Posmatranjem iz zatvorenog prostora istovremeno se instrument zaštićuje od vetra. Slab vetar na otvorenom prostoru otežava, a jak onemogućuje posmatranje.


Kako posmatrati Sunce