Чому звичайні фотографії Сонця не показують ніяких виступів чи вибухів?

Я просто дивився на цю картину:

http://i.imgur.com/69in3.jpg

і дивувався, чому не видно ні Корони, ні слідів маленьких вибухів на поверхні Сонця ...

Як Сонце слід сфотографувати, щоб побачити ці деталі на його поверхні?

Це тому, що це зображення лише захоплює видимий спектр. Більшість зображень, які ви бачите на сонці, фіксують ультрафіолетовий спектр, де ви бачите справді вражаючі вибухи та корональні викиди:

_{(джерело: caltech.edu )}

Цей образ був узятий з космосу з високою спеціалізованої наукової камери, але ви можете захопити деякі деталі, в тому числі протуберанців з використанням цифрової дзеркальної камери в поєднанні з відповідним фільтром:

зображення (c) Кевін Льюїс, джерело: http://www.photosbykev.com/wordpress/photography/pst-solar-imaging/

Фільтр, що використовувався в цьому випадку, являв собою фільтр Hα, призначений для пропускання частоти світла, що утворюється, коли електрон в атомі водню змінює енергетичний стан (було б заниженням сказати, що на сонці багато атомів водню) . Зауважте, що це зображення з великою експозицією, що має одну експозицію для основного диска та окрему більш тривалу експозицію для чільних ділянок (спалахи, що виходять із сонця).

Це проста проблема експозиції, і в ній є кілька аспектів.

Драматичні зображення, що демонструють сонячну висоту і нитки, знімаються за допомогою спеціальних вузькосмугових телескопів (або фільтрів), які дозволяють пропускати світло лише на довжині хвилі Альфа водню. Альфа водню є домінуючою довжиною хвилі в серії Ballmer ( https://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series ) з довжиною хвилі 656,28 нанометрів. Видиме світло - це довжини хвиль між 400 нм і 700 нм. 656 нм добре знаходиться у видимому спектрі.

Якщо 656 нм знаходиться у видимому спектрі, то чому б він не відображався на зображеннях, знятих через нефільтровані об'єктиви камери або телескопи, використовуючи традиційну камеру?

Виявляється, це робиться ... за правильних умов:

Наведене вище зображення - одне з багатьох, що я знімав під час повного затемнення Сонячного Союзу 21 серпня 2017 року. Я використав Canon 5D Mk III, прикріплений до апохроматичного рефрактора TeleVue NP101. У цей момент під час затемнення телескоп нефільтрується. Це не відредаговане чи змінене зображення (крім обрізання). Це ISO 200 @ 1/500-та секція через телескоп f / 5.4 з 2x TeleVue PowerMate (ефективне фокусне співвідношення становить f / 11 з приєднаним 2x PowerMate (PowerMate - телецентричний множник фокусної відстані.)

Причина, по якій ви бачите тут помітні місця, але зазвичай не бачить видатності, має відношення до експозиції.

Сонце - джерело випромінювання чорного тіла ( https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation ), що випромінює довжину хвиль у всьому видимому спектрі - і за його межами. Але помітні місця є альфа-водень ... лише одна конкретна довжина хвилі. Якщо видима сукупність Сонця і дозволяється пропускати всі довжини хвиль, у видимому спектрі є така кількість світла, що необхідне опромінення просто недостатньо довге, щоб бачити особливості альфа водню. Якщо експозиція достатньо довга, решта довжин хвиль у видимому спектрі повністю перекриють датчик, і ви просто отримаєте роздуте зображення.

Ще один нюанс полягає в тому, що традиційні камери фільтруються у межах видимого спектру, щоб імітувати чутливість людського ока. На довжині хвилі 656 нм око не особливо чутливе. Традиційні камери, як правило, дозволяють пропускати приблизно 20-25% світла на цій довжині хвилі. Ha-фільтри, використовувані в сонячних телескопах, дозволяють пройти більшу частину довжини хвилі 656 нм.

Ви можете отримувати подібні зображення під час повного затемнення Сонячного ... але оскільки затемнення не трапляються досить часто, щоб було зручно, для фотографування цих особливостей потрібні інші методи.

Визначення та нитки - особливості хромосфери Сонця. Це вищий шар сонячної атмосфери над фотосферою. Фотосфера - це частина Сонця, яку ми традиційно вважаємо «поверхнею», хоча, оскільки Сонце є гарячою кулькою газу, це не тверда поверхня. Ви можете сфотографувати фотосферу, якщо на передній частині лінзи чи телескопа встановлений безпечний сонячний фільтр "білого світла".

Для зображення цих функцій, видимих ​​у альфа-світлі Водороду, потрібен вузькосмуговий фільтр.

Застереження: Енергія Сонця може легко знищити обладнання, наприклад, камери, лінзи чи телескопи. Я не раджу робити це без невеликих досліджень, щоб переконатися, що ви використовуєте як обладнання, так і методи, які не пошкоджують вашу передачу.

Зображення корони, зроблені аматорськими сонячними астрофотографами, зазвичай використовують спеціальні сонячні телескопи Водороду, такі, як зроблені Lunt Solar Systems, Coronado (відділ Meade), або іноді використовують несонячні телескопи, оснащені альфа-солярними фільтрами водню, виготовлені будь-яким кварком або Daystar. Виділені сонячні телескопи Ha безпечні - телескопи були повністю розроблені для цього.

Ця передача блокує весь видимий спектр за винятком вузької смуги поблизу частоти Ha. Навіть це стає трохи складніше, тому що фільтри дозволять отримати конкретний смугу пропускання, на якій вужча смуга пропускає все для більш детальних деталей та контрасту на поверхні, але чіткість на кінцівці буде здаватися слабшою. Трохи ширші смуги пропускають більше деталей на кінцівці, але менше контрастності поверхні. У сонячній астрофотографії прийнято знімати дані зображення для поверхні та кінцівки окремо, а потім поєднувати ці два.

Традиційні камери, як правило, не використовуються. Натомість високошвидкісна CMOS-камера з електронним глобальним затвором (глобальний затвор може зчитувати весь датчик паралельно ... Більшість камер мають електронний затвор, що означає, що датчик читає ряд за рядом). Це дозволяє досить високошвидкісному зображенню знімати кілька секунд нестиснених відеокадрів, які будуть об'єднані та оброблені в завершене зображення. (у той час як улюблені моделі камер змінюються з часом, поточним фаворитом для цього виду роботи є камера ZWO ASI174MM.)

Якщо вас зацікавив цей вид фотографії, я б рекомендував підібрати книгу " Уроки майстрів" під редакцією Роберта Геллера та прочитати главу під назвою " Ловлячи сонячне світло " Алана Фрідмана.

Мартін Уайз створює багато сонячних зображень та має відео YouTube, де детально описується його процес. Ви можете знайти його тут: https://www.youtube.com/watch?v=G-41RMTCdTE

Примітка: Сонце зараз перебуває у спокійному періоді (мінімум сонячної енергії) протягом приблизно 11-річного циклу активності. Особливості, які вас цікавлять, нечасті (дні чи навіть місяці можуть пройти без особливої ​​активності). Діяльність почне активізуватися через пару років, і, швидше за все, вона буде активно активною приблизно через п’ять років.

Спонтанно я б сказав, що вони просто занадто малі - порівняно з розміром сонця. На Землі ви також не бачите гір з МКС.

Але я можу помилитися ...