Csillagászati távcsövek nagyításáról

A laikusok részéről leggyakrabban feltett kérdés: "Milyen messze lehet látni ezzel a távcsővel?" A hozzáér­tőbbek már azt kérdezik, hogy mekkora a műszer nagyítása. Mint tudjuk, a csilla­gászati távcsövek nagyítása minden esetben változ­tatható; ezt a témát szeretném röviden átte­kinteni a "legkezdőbb" amatőr­csilla­gászati szinten.

A távcső, mint távoli tárgyak megfi­gyelésére szolgáló eszköz alap­vetően két optikai elemből áll: a tárgyról valós képet alkotó objektívból (tárgy­lencse vagy tükör) és az okulárból (szem­lencse). Ezeknek az optikai elemeknek legfontosabb jellemzője a fókusz­távolság (gyuj­tótávol­ság), ami nem más, mint a végte­lenben lévő tárgyról alkotott kép távolsága az optikai rendszer hátsó fősík­jától. (Bár most a dolgokat lehetőség szerint minél egysze­rűbben próbálom leírni, mégsem szakadhatok el teljesen a valóságos helyzettől, miszerint a szóban forgó optikai elemek eseten­ként igen összetettek, ezért bizonyos fogalmak nem mellőz­hetők, de magya­rázatukra a jelen kis írás keretében nem lehet kitérni.) Amennyiben az objektív fókusz­távolságát f₁-gyel, az okulárét f₂-vel jelöljük, akkor a nagyítást megadó egyszerű képlet a következő: N=f₁/f₂. Ha az objektív gyujtótávol­ságát állan­dónak vesszük, akkor látható, hogy a különböző nagyításokat az okulár cseréjével érhetjük el.

Mielőtt a nagyítás megválasz­tásáról kezdenénk beszélni, tekint­sük meg az ábrát! Ennél D-vel jelöltem az objektív átmérőjét, amit idegen szóval apertúrának, jelen esetben belépő pupillának is nevezhetünk, valamint d betű jelöli a kilépő pupilla átmérőjét. Különösebb matematikai vagy geometriai tudásra nincs szükség ahhoz, hogy belássuk: N=D/d. Mi ennek a jelentősége? Ahhoz, hogy a távcső okulár­jából kilépő sugár­nyaláb teljes egészében a szembe jusson, átmérője nem lehet nagyobb a sötétséghez alkal­mazkodott emberi szem pupillájának átmérőjénél, ami maxi­málisan 8 mm, de különösen idősebb korban kisebb, akár 4-5 mm is lehet. A gondolat­menetet foly­tatva arra a megál­la­pításra jutunk, hogy a távcső nagyítását nem célszerű D/8-nál kisebbre választani, mert ekkor a csillag fénye nem jut maradék­talanul a szemünkbe; a D/8 értéket minimális nagyításnak nevezzük.

Persze különösen kezdő amatőröknél nem a legkisebb nagyítás a fő kérdés, hanem a legna­gyobb! Ennek elméleti megtár­gyalásához meg kell ismerkedni a felbon­tóképesség fogalmával, vagyis hogy objek­tívünk milyen részletdús képet alkot. A levezetést természe­tesen mellőzve fogadjuk el azt a közelítő arányszámot, hogy elvileg a 115/D ívmásodperc szöget bezáró tárgy­pontok a képsíkban még éppen elkülönülnek egymástól (a D értéke itt is milli­méterben értendő), amit egysze­rűbben úgy mondunk, hogy egy 115 mm-es objektívnek 1" az elméleti felbontása.

Továbbmenve vegyük azt, hogy az emberi szem átlagosan 120" távolságú pontokat tud külön­választani és megeről­tetés nélkül szemlélni. Megint csak nem részletezve a szög és hosszúság mennyiségek konvertálását, a fentiekből következik, hogy kb. D-szeres nagyításnál minden részletet látunk, amit egyáltalán meglát­hatunk, ezért ezt maximális (hasznos) nagyításnak, az ennél nagyobbat üres nagyításnak nevezzük. A téma lezárásául megjegyezném, hogy a 2D-szeres nagyításban még nincsen kivetni­való, sőt vannak bizonyos esetek és személyek, akik még e fölé is merész­kednek, hiszen senki nem tiltja meg, hogy extrém nagyítást is kipróbáljon valaki; azonban a normális nagyítási tartomány a D/8 - D számértékek közé esik. (Talán meglepő egyeseknek, hogy az alkal­mazható nagyítást az objektív átmérőjének függvényében határozzuk meg, de ne felejtsük el, hogy a felbontás is alapjában ettől függ.)

Végezetül térjünk rá a gyakorlati oldalra, ami nem kevésbé szerteágazó!

A nagyítás megválasz­tása több körül­ménytől is függ. Mivel minél kisebb a nagyítás, annál nagyobb az egyide­jűleg látható égterület, a látómező, ezért magától értetődik, hogy keresésnél kis nagyítást használunk. Emellett ritkán jut eszünkbe, hogy minél nagyobb a nagyítás, annál kisebb a mélység­élesség (fotós termino­lógiával élve), azaz annál pontosabb élesre­állítást, fóku­szírozást igényel. Ez különösen a bemuta­tásoknál nagyon fontos, talán nem kell magya­ráznom, hogy miért; ilyenkor, ha óragép nélküli a műszerünk, a követést is jelentősen megkönnyíti a mérsékeltebb nagyítás használata.

Feltehetőleg az észlelési téma a leglénye­gesebb a nagyítási tartomány megválasz­tásánál, aminél nem is annyira a látómező (LM) és az objektum nagysága a döntő. Míg eddig leginkább az apertúrát hangsúlyoztam, most újabb fogalmakkal kell szembenézni, a fényerővel és a nyílás­viszonnyal, ahol az átmérő és a fókusz­távolság arányáról van szó. Nem mindegy ugyanis, hogy pontszerű csillagot, vagy kiterjedt objek­tumot észlelünk. Az első esetben a csillag fénye a nagyítás fokozásával is pont marad (egy darabig...), viszont az égi háttér, mint kiterjedt objek­tum egyre csökkenő fényességű lesz, ezért a halványabb csilla­gokat könnyebben észlel­hetjük. A második esetben a nagyítás növelésével a beérkező fény­mennyiség nagyobb terü­leten oszlik el, ezért a látott kép halványodik, ami csak az olyan fényes objektum esetén előnyös, mint a Hold... (Az e témában gyakori félreértés oka az, hogy foto­grafikus észle­lésnél kissé más a helyzet, de erre most nem térhetünk ki.)

Bár nyilvánvalóan mindenki saját tapasz­talata szerint alakítja ki megfi­gyelési módszerét, a teljesség kedvéért tekintsük át nagyon vázlatosan az egyes észlelési témaköröket. Az üstökösök esetében a méret miatt egyfelől a legkisebb nagyításokra van szükség (binoku­lárok!), másfelől részletek megfi­gyeléséhez természe­tesen növelni kell a nagyítást. Mély-ég témakörben általában az objektum halvány­sága igényli a szerényebb nagyítást, bár a planetáris ködök sok esetben kivételek ez alól. Hold és bolygók esetén természe­tesen a részletek észle­léséhez általában nagy nagyításra van szükség, míg a válto­zócsilla­goknál az össze­hason­lítókhoz nagyobb LM (=kisebb nagyítás) kell. Okkul­tációnál minimum közepes vagy nagyobb (D/2 - D) nagyítást szoktunk alkalmazni; végül a kettős­csillagok megfi­gyelése egy speciális eset. Nagyon szoros párok esetében akár 2D fölé is mehetünk (ld. alább!), de tudomásom szerint Szentmár­toni Béla honosított meg nálunk egy olyan módszert, hogy a nagyítás fokozatos növelésével, a látvány leírása mellett megálla­pítani azt a nagyítást, amikor a kompo­nensek már szépen különválnak.

Ezt a részt azzal kezdtem, hogy a gyakorlat szerteágazó. Természe­tesen elméleti oldalról kell megköze­líteni a felbontás, nagyítás témakörét, de utána jön a szigorú (szomorú?) valóság! Az objektív minőségi kérdése közismert, de nem kevésbé fontos a jó okulár, segédtükör stb., vala­mint a műszer besza­bályo­zottsága (jusztírozás)! Ha a komplett műszer felbon­tóképes­sége nem közelíti meg a 115/D"-et, akkor az ennek megfelelő nagyítás már sajnos csak üres nagyítás lesz, rosszabb esetben például a Marson olyan részleteket vélünk látni, amik a valóságban nem léteznek. És legvégül az objektív tényező, a légköri nyugodtság (seeing): ha a kép fóku­szíroz­hatatlan, akkor inkább tegyük félre 4-5 mm-es (és kisebb) okulárjainkat, és az adott hely­zetnek megfelelő témát válasszunk, mintsem bosszan­kodjunk, és a szemünket fölös­legesen fárasszuk.

Azzal zárnám a Betelgeuse-be szánt első írásomat, hogy a fentiek kizárólag a közel 30 év alatt rám ragadt ismeretek, tapasz­talatok. A témával sok helyen talál­kozha­tunk, könyvekben, Meteorban, elektro­nikus fórumokon; a jelen cikk nem összesítője ezen anyagoknak, hanem a kezdők részére némi útmutató, és talán kisebb hibáktól sem mentes, de valószínűbb, hogy szerény terje­delménél fogva egyfajta eszme­futtatás, ami esetleg több kérdést vet fel, mint amennyit megválaszol...

A csillagászat minden barátjának sok kellemes ég alatt töltött órát kívánok.

2001. 06. 16. Nyomtatásban megjelent: Betelgeuse 2001. július-augusztus