Filtri (astronomija)

Astronomski filtar u amaterskoj astronomiji je teleskopski pribor koji se koristi da se jednostavno poboljšaju detalji posmatranih nebeskih tela ili poboljša amaterska fotografija, tako što će blokirati određene intervale iz spektra zračenja.

Plavi filtar

Filtar u profesionalnoj astronomiji se koristi obavezno na svim teleskopima i služi za blokiranje poznatih zračenja koja se ne posmatraju i mogućnost detekcije slabijeg zračenja za zvezdanu klasifikaciju, računanje crvenog ili plavog pomaka po Vinovom zakonu ili slično.

Filtri mogu da poboljšavaju oštrinu slike na dva načina: što smanjuju preterano osvetljenje i što popravljaju kontrast bilo slike u celini, ili njenih detalja, tako što selektivno blokiraju određene delove svetlosnog spektra. Zajednička karakteristika svih filtara, bez obzira na različita svojstva i namene, jeste u tome da omogućavaju da se kroz teleskop vidi više, ponekad mnogo više nego bez njih.

Upotreba filtara u astronomiji počela je sa širokopojasnim „obojenim“ ili „foto-vizuelnim“ filtrima.

Oštrina slike

Oštrina slike u ljudskom oku zavisi od:

• nivoa osvetljenosti slike

Nizak nivo osvetljenosti izbleđuje sliku, ali i previše svetla takođe umanjuje njenu oštrinu, time što izaziva preterano rasipanje svetlosti i delimično zaslepljenje u oku. Međutim, razlika između nivoa nedovoljne i nivoa preterane osvetljenosti je vrlo široka, jer je oko relativno neosetljivo na samu jačinu svetlosti zbog toga što jačinu svetlosti ne detektujemo linearnom, već logaritamskom skalom.

• kontrasta između njenih detalja

Naše oko je izuzetno osetljivo na promene u kontrastu. Kontrast je određen razlikom u jačini zračenja sa dve ili više susednih površina (različiti detalji slike nebeskog tela) ili kompletne slike prema pozadini.

Podela filtara prema boji

Ultraljubičasti filtri

Jedan prikaz intenziteta svetlosti u različitim intervalima spektra kroz različite filtre

Jačina svetlosti zvezda se meri magnitudama. Kod magnituda, manji brojevi odgovaraju svetlijim, a veći brojevi odgovaraju slabije osvetljenim objektima. Svaka magnituda odgovara određenoj boji, tj. zvezda određene magnitude ima maksimum zračenja u boji koju ta magnituda označava.

Najčešće se magnitude mere u pet različitih boja, tako da se snimaju slike sa pet različitih filtara. Filtar je vrsta zaštite koja blokira svo zračenje, osim ono specifične boje. Najčešći filtri su zeleni, crveni i u tri boje koje odgovaraju svetlosti koju ne možemo videti vlastitim očima: ultraljubičasti, blisko infracrveni i infracrveni.

Podela filtara prema funkciji

Filtri se prema funkciji mogu podeliti na dve osnovne grupe:

• redukcioni filtri - filtri za smanjenje ukupnog zračenja (redukcioni filtri)
• selektivni filtri - filtri za smanjenje ili blokiranje zračenja u određenim delovima spektra

Redukcioni filtri

Grupa redukcionih filtara nije velika, pošto se upotrebljava za smanjenje ili blokiranje preteranog sjaja, a među nebeskim telima postoje samo par njih čiji je sjaj dovoljno veliki da to može izazivati problem (Sunce, Mesec i pet najsjanijih planeta). Međutim, redukcioni filtri se mogu koristiti i za druge svrhe, kao što je, na primer, razdvajanje bliskih dvojnih zvezda od kojih je jedna vrlo sjajna.

Redukcioni filtri se dele na dve vrste:

• filtri neutralne gustine (ND filtri)

Filtar neutralne gustine podrazumeva da filtar propušta svetlost približno ravnomerno širom vidljivog spektra, a količina propuštene svetlosti zavisi od njegove gustine, pošto se ND filtri prave od različitih materijala.

• polarizacioni filtri

Polarizacioni filtri ne izazivaju čak ni najmanje promene u spektralnim karakteristikama vidljive svetlosti i smatraju se jedinim „neutralnim“ filtrima. Postižu slični efekat kao i ND filtri. Prave se od posebnog „polarizovanog“ stakla, i takođe mogu da imaju različite stepene propuštanja svetlosti. Raspon u kome polarizacioni filtri propuštaju svetlost je od nekoliko procenata do nekoliko desetina procenata, što predstavlja znatno uži raspon nego kod ND filtara.

Selektivni filtri

Selektivni filtri smanjuju ili blokiraju određene delove svetlosnog spektra. Za razliku od prethodne grupe filtara, ova grupa filtara je znatno raznovrsnija i ima mnogo veću primenu.

Prema širini spektra koji propuštaju, ovi filtri se dele na dve osnovne grupe:

• filtri širokog raspona (interval propuštanja širi od 30 nanometara)

Ovi filtri su najčešće pravljeni od specijalno tretiranog stakla, tako da propuštaju veći deo svetlosti u jednom delu spektra, dok u ostatku spektra upijaju ili rasipaju najveći deo svetlosti. Njihova boja pokazuje koji deo vidljivog spektra propuštaju.

Uskopojasni UHC filtar

U novije vreme sve više su zastupljeni tzv. „interferencioni“ filtri, koji koriste specijalne interferencione materijale nanesene na staklo da blokiraju ili propuste određene delove spektra. Za razliku od tradicionalnih filtara, interfencioni filtri ne upijaju niti rasipaju svetlost koju ne propuštaju, nego je odbijaju nazad. To čini da prednja strana ovih filtara ima drugačiju boju od zadnje strane. Ovi filtri imaju znatno bolje odvajanje boja i delova spektra nego tradicionalni „obojeni“ filtri. Ipak, u vizuelnoj astronomiji još uvek se pretežno upotrebljavaju tradicionalni filtri, najčešće montirani u prednji deo okulara.

Pored obojenih filtara, u filtre širokog raspona spadaju i tzv. interferencioni LPR filtri. Mada se njihova svojstva donekle razlikuju od modela do modela, svi oni u osnovi blokiraju delove spektra u kojima zrače izvori nepoželjnog pozadinskog zračenja, kao što su ulično osvetljenje i jonizovani kiseonik u atmosferi. Ovi filtri zatamnjuju pozadinu noćnog neba, ali po cenu blokiranja oko 1/3 vidljive svetlosti.

• filtri uskog raspona ili linijski filtri (interval propuštanja uži od 30 nanometara)

Upotreba „linijskih“ filtara u amaterskoj astronomiji je novijeg datuma. Mada se ne koriste toliko često kao prethodno opisane vrste filtara, njihova popularnost raste. Tri osnovne vrste ovih filtara u amaterskoj astronomiji su O3, H-beta i H-alfa. Prva dva se koriste za posmatranje emissionih maglina, dok se H-alfa koristi za posmatranje Sunčevih protuberanci.

Posmatranje Sunca

Amaterski teleskop za posmatranje Sunca sa filtrom

Bez filtara se Sunce nikako ne sme posmatrati ni kroz koji optički instrument, jer i najkraći pogled na Sunce kroz teleskop je dovoljan da izazove trajnja oštećenja vida. Ni osmatranje kroz bilo koji filtar nije bezbedno, jer nije samo vidljiva svetlost ta koja ošteti oko, već više ona nevidljiva: infracrvena i ultraljubičasta.

Tekođe, mnogi filtri nisu bezbedni za osmatranje Sunca i u zavisnosti od toga gde se postavljaju, a najopasniji su oni koji se direktno postavljaju na okular. Sigurni filtri su filtri koji se postavljaju na početak teleskopa, jer se u njima, u unutrašnjosti teleskopa, svetlost ne može fokusirati. Ovi filtri se nazivaju aparaturni filtri. Ručno napravljeni aparaturni filtri su nesigurni jer obično propuštaju previše nevidljive infracrvene i ultraljubičaste radijacije koja može oštetiti oko.

Filtri specijalno napravljeni za osmatanje Sunca se dele u dve kategorije: Mular filtri i stakleni filtri.

• Mular filtri su filmovi od poliestra presvučeni tankim slojem aluminijuma. Mogu se nabaviti kao već gotovi filtri za određenu aparaturu i teleskop ili kao listovi od kojih posmatrač može sam iseći odgovarajuće komade u ručno pravljene nosače za filtar. Kroz Mylar filtar, Sunce se vidi u jakoj plavo-tintovanoj boji, jer aluminijum propušta više plavu boju od crvene boje. Aluminijum takođe i rasipa svetlost, tako da je i pozadina iza Sunca plavkaste boje. Oba ova efekta se donekle mogu redukovati postavljanjem duboko žutog filtara na okular koji će dati Suncu mnogo realističniju boju. Kako su žuti filtri namenjeni za poboljšanje kontrasta i oštrine pri osmatranju detalja na Mesecu, takođe će poboljšati oštrinu i kontrast pri osmatranju Sunca.

Ispravnost Mylar filtara se može proveriti tako što se daljinskim upravljačem pokuša uključiti televizor kroz filtar. Kako daljinski radi na infracrveni signal, televizor se neće uključiti ako je filtar ispravan na infracrvenu radijaciju i ne propušta je. Mylar sa i najmanjim oštećenjem (rupice, ogrebotine) ne sme biti korišćen.

• Filtri od stakla su filtri koji imaju disk od stakla poliran sa obe strane do optičkog kvaliteta, a koji je zatim sa jedne strane presvučen tankim slojem nerđajućeg čelika i hromiran. Zbog različitih karakteristika propuštanja premaza na staklu, stakleni filtri prikazuju Sunce u žutoj ili narandžastoj boji, pa upotreba žutog filtara nije potrebna. Pozadina Sunca je izuzetno tamna i detalji pega se vide sa odličnim i kristalno jasnim kontrastom.

Stakleni filtri su mnogo izdržljiviji od Mylar filtara, ali oni uobičajeno koštaju desetak puta više. Preporučljiviji su, pogotovo pri upotrebi katadioptričnih teleskopa.

Zanimljivosti

• Za posmatranje Sunca, filtar za prigušenje sjaja Sunca mora da blokira oko 99.999% njegove svetlosti.

Vidi još

• Teleskop
• Oko
• Elektromagnetni spektar
• Vidljiva svetlost
• Ultraljubičasta svetlost
• Infracrvena svetlost

Spoljašnje veze

• Vrste astronomskih filtara spektralnog prenosa i protokol