Устройство и принцип действия коронографа доклад

Обновлено: 02.07.2024

Солнечные затмения. Важнейшие сведения о солнечной короне получены во время полных затмений Солнца — явлений, которые природа подарила человечеству, объединив два случайных обстоятельства: 1) то, что угловые размеры Луны часто бывают несколько больше угловых размеров Солнца; 2) то, что новолуния могут наступать в те моменты, когда Солнце, Луна и Земля лежат на одной прямой линии. Если бы полные солнечные затмения не происходили, то без преувеличения можно сказать, что наши знания о короне были бы более чем скудны. Полные затмения Солнца видны в узкой полосе, имеющей обычно ширину не более 200 км и протяженность в несколько тысяч километров, которую вычерчивает лунная тень на поверхности Земли. Такая полоса занимает около 1/1000 доли земной поверхности, чем и объясняется редкость наблюдений полных затмений людьми, специально не стремящимися в полосу полной фазы. Несмотря на сложный характер движения Луны, солнечные затмения могут быть предсказаны современной небесной механикой за 10 лет с точностью до нескольких секунд по времени и до нескольких сотен метров по положению. Большая часть (примерно 2/3) солнечных затмений.— частные, т. е. для земного наблюдателя, независимо от его расположения, лунный диск закрывает лишь часть Солнца. Легко понять, что вне полосы полного затмения оно будет наблюдаться как частное.

На XX век приходится 216 солнечных затмений, т. е. в среднем немногим более двух затмений в год. Из них лишь около 1/3 — полные и, следовательно, пригодные для наблюдений короны. За один год может произойти максимум пять солнечных затмений, но в этом случае они все будут частными; минимальное число солнечных затмений в году — два, и они оба могут быть полными. Два полных затмения в XX веке было в 1912 г. (17 апреля и 10 октября), они длились соответственно 1,6 с и 2 мин. Такой случай в этом веке уже не повторится. Полное затмение длится недолго, всего несколько минут. Максимальная продолжительность полного затмения может достигнуть величины, несколько большей 7 мин (в XX веке таких затмений уже было три и еще будет одно — 11 июля 1991 г.).

С начала века до настоящего времени общая продолжительность полной фазы всех затмений составляет немногим более четырех часов; до конца века эта же цифра составит чуть более одного часа. Если учесть плохую погоду (при которой оптические наблюдения невозможны) в районах расположения научных экспедиций, то время, отведенное природой на изучение короны на затмениях, уменьшится почти вдвое.

Для исследования переменных явлений в короне часто используют материалы, полученные в различных точках полосы полной фазы. Таким образом, можно провести наблюдения короны, разделенные интервалом времени в 1—2 час. Удачная попытка такого рода была осуществлена советскими астрономами во время затмения 19 июня 1936 г., полоса которого проходила в основном по территории СССР. Наблюдения, организованные С. К. Всехсвятским, Е. Я. Бугославской и А. Н. Дейчем, состояли в получении фотографий короны с помощью 6 совершенно одинаковых камер (с фокусными расстояниями в 5 м), расположенных вдоль полосы затмения так, что корону можно было наблюдать на протяжении двух часов. Изучение снимков короны, полученных в четырех пунктах, где была ясная погода, позволило установить скорости движения вещества в короне, подтвердить факт вращения короны вместе с Солнцем и сделать ряд других интересных выводов.

В последние годы с появлением сверхзвуковых самолетов, скорость которых достигает скорости движения лунной тени по земной поверхности, открылась новая возможность непрерывного наблюдения солнечной короны за полный промежуток времени попадания лунной тени на Землю.

Сравнительные яркости короны и неба

Схема коронографа Лио

Однолинзовый объектив обладает значительной хроматической аберрацией, т. е. его фокусные расстояния для излучения разных длин волн различны. Это не является препятствием для наблюдений короны, так как наблюдения для увеличения контрастности проводятся в свете одной из наиболее ярких корональных линий (обычно зеленой или красной), т. е. практически в монохроматическом свете (излучении в одной длине волны). Вблизи края Солнца эквивалентная ширина зеленой корональной линии составляет десятки и может достигать сотен ангстрем. Это значит, что применение узкого монохроматического фильтра с шириной полосы пропускания в 1—2А (напомним, что ширина зеленой линии около 1 А) может повысить контрастность наблюдаемого излучения короны по отношению к фону неба в десятки раз. Конструкция такого фильтра была изобретена Лио, а сам фильтр изготовлен независимо друг от друга тремя исследователями — Лио, Эманом и Эвансом.

Внезатменные наблюдения короны в непрерывном спектре со времени Лио никому не удавалось провести; Лио несколько раз (в 1931 г.) получал фотографии короны через широкий красный фильтр, что до сих пор вызывает восхищение исследователей короны. К сожалению, Лио постигла преждевременная кончина после проведения им наблюдений солнечного затмения 25 февраля 1952 г., при которых Лио получил блестящие спектрограммы короны, содержащие массу новых корональных линий.

В 1966 г. в СССР был изготовлен самый крупный в мире внезатменный коронограф, имеющий 53-сантиметровый объектив с фокусом 8 м. Оптическая схема и основы механической конструкции инструмента разработаны автором совместно с А. А. Сазановым. Коронограф установлен на Горной астрономической станции Пулковской обсерватории, и наблюдения проводятся сотрудниками Горной станции и лаборатории солнечной активности ИЗМИРАН.

К настоящему времени изготовлено еще 6 аналогичных инструментов: два установлены в Мондах (Саяны), в Иркутской обсерватории, и по одному близ Алма-Аты (Горная обсерватория Астрофизического института), в Венгрии (Дебреценская обсерватория на уровне моря), в Абастуманской обсерватории Грузинской академии наук (высота 1600 м), а также один инструмент будет установлен в горах Азербайджана (солнечная станция Азербайджанской академии наук). Два крупных коронографа с объективами диаметром 40 см и фокусными расстояниями 8 м имеются в США: горные обсерватории Клаймакс и Сакраменто-Пик.

Крупные коронографы дают возможность детально исследовать особенности внутренней короны и хромосферы при большой пространственной разрешающей способности (одна секунда дуги и лучше). В настоящее время решение многих вопросов солнечной короны требует изучения ее тонкой структуры.

В 1959 г. коронограф типа Прокофьевой с некоторыми модификациями оптики и механики (Г. С. Иванов-Холодный и автор) был построен и успешно применен для наблюдений короны и, главным образом, хромосферы и протуберанцев. Инструмент был установлен в Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн под Москвой.

Очевидно, что коронографы типа Прокофьевой нецелесообразно применять в условиях хорошего неба при его яркости вблизи Солнца, меньшей 10 -4 —10 -5 (в относительных единицах яркости Солнца). Инструменты такого типа, однако, из-за своей относительно простой конструкции удобны для наблюдений спектров самых нижних слоев солнечной атмосферы — хромосферы, протуберанцев и, особенно, ярких эмиссионных линий короны. В этом отношении они значительно лучше солнечных зеркальных телескопов. Заметим, что коронографы упрощенной схемы могут применяться только для наблюдений спектров, а в том случае, когда необходимо исследовать изображение короны, нужен классический коронограф Лио.

Проблема дальнейшего усовершенствования коронографов с весьма малым рассеянным светом в настоящее время особенно важна в связи с развитием астрономических наблюдений в космических условиях, где яркость неба существенно ниже, чем во время полных солнечных затмений на Земле ( -9 по отношению к яркости Солнца).

Искусственное затмение в космосе. Возможно, у читателей возник вопрос: если дифракция на внешнем диске, затмевающем объектив коронографа, играет существенную роль в создании рассеянного света, то почему дифракция на видимом краю Луны не мешает наблюдать корону во время настоящих полных затмений? Все дело в очень большом расстоянии экрана—Луны— от наблюдателя. Дифракция характеризуется некоторым количеством света, отклоняющимся на краю препятствия на определенный угол. При малом расстоянии препятствия от наблюдателя дифрагированный свет распределится на небольшую площадь, и его яркость будет ощутима; с увеличением расстояния яркость будет падать, так как ширина полосы, в которую попадает дифрагированный свет, будет расти пропорционально расстоянию.

Искусственное затмение близ Луны. Все большее применение находят космические методы исследования короны. О некоторых из них упоминалось выше. Большой интерес представляют наблюдения короны с селеноцентрической (окололунной) орбиты. Для космического корабля в этом случае весьма часто будет происходить затмение Солнца — при его восходе и заходе. Совершенно темное небо позволяет наблюдать самые внешние части короны, переходящие в зодиакальный свет.

По мнению автора, эти лучи относятся к чисто электронной короне и представляют собой корпускулярные потоки. Другая точка зрения состоит в том, что эти лучи отождествляются с неоднородностями зодиакального света, т. е. состоят из пыли.

Обсерватория SOHO использовала свой коронограф для получения этого изображения выброса корональной массы (круг света слева от Солнца). Авторы и права: ESA / NASA / SOHO / GSFC.

Коронограф – это специальный инструмент, разработанный для того, чтобы блокировать солнечный свет, что позволяет исследователям увидеть горячий, тонкий, самый внешний слой атмосферы звезды, называемый короной. Коронограф был изобретён в 1930-х годах французским астрономом Бернаром Лио, и с тех пор этот инструмент нашёл множество других применений.

Солнечная корона обычно видна только во время солнечных затмений, когда тень Луны закрывает ярую центральную область звезды и позволяет проявиться её более тусклой короне. В коронографе используется это природное явление: с помощью круглой маски, которая находится внутри телескопа, инструмент выборочно блокирует большую часть звёздного света.

Совсем недавно разработка нового класса коронографов позволила учёным непосредственно увидеть свет от очень далёких экзопланет. Планеты часто в тысячу и даже миллиард раз слабее, чем звёзды, вокруг которых они вращаются, что делает практически невозможным их прямое наблюдение.

Специализированные коронографы действуют как фильтры блокируя свет от центральной звезды и пропуская крошечную часть планетного света. Это кропотливый процесс разделения света звезды и экзопланеты, которые видны под немного разными углами из-за их разделения в пространстве. Наряду с коронографом, маскирующим свет звёзд, изменяемое зеркало телескопа также зачастую помогает очистить размытые планетные изображения.

Прямое изображение экзопланет может дать астрономам жизненно важную информацию о композициях этих инопланетных миров. Свет, который проходит через атмосферу, будет содержать данные о её химии, поэтому исследователи могут выяснить, присутствуют ли на планете такие элементы, как вода, метан, кислород или углекислый газ.

Используя коронограф, установленный на телескопе Кека в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях, учёные уже наблюдали, как формируются планеты из пыли, окружающей звезду. В будущем, с новыми космическими телескопами, исследователи надеются захватить свет от планет, вращающихся вокруг ближайшей к нашему Солнцу звезды Альфа Центавра.

Коронограф (от лат. corona — венец) — телескоп, позволяющий наблюдать солнечную корону вне затмений.

Известно, что солнечная корона излучает много слабее, чем диск Солнца, поэтому невооружённым глазом её можно увидеть только при полном солнечном затмении, когда диск Луны закрывает диск Солнца.

Связанные понятия

Спектрограф (от спектр и греч. γραφω — пишу) — спектральный прибор, в котором приёмник излучения одновременно регистрирует весь возможный электромагнитный спектр. Приёмниками излучения могут быть фотоматериалы, многоэлементные фотоприёмники (ПЗС-матрицы или линейки), электронно-оптические преобразователи. Диспергирующая система (система, которая разделяет поток излучения в зависимости от длины волны) может быть призмой, дифракционной решеткой др.

Адаптивная оптика — раздел физической оптики, изучающий методы устранения нерегулярных искажений, возникающих при распространении света в неоднородной среде, с помощью управляемых оптических элементов. Основные задачи адаптивной оптики — это повышение предела разрешения наблюдательных приборов, концентрация оптического излучения на приёмнике или мишени и т. п.

Солнечный телескоп (англ. Solar telescope) — специальный телескоп, предназначенный для наблюдения Солнца. Солнечные телескопы обычно наблюдают в области длин волн вблизи видимой части спектра. Другие названия солнечных телескопов: гелиограф и фотогелиограф.

Фото́метр — прибор для измерения каких-либо из фотометрических величин, чаще других — одной или нескольких световых величин.

Астрограф (от др.-греч. ἄστρον — светило и γράφω — пишу) — телескоп для фотографирования небесных объектов.

Упоминания в литературе

Бушующее Солнце. Изображение, полученное космическим коронографом LASCO во время предыдущего пика солнечной активности, который был далеко не самым сильным в истории наблюдений

Связанные понятия (продолжение)

Астрономический спутник — космический аппарат, сконструированный для проведения астрономических наблюдений из космоса. Потребность в таком виде обсерваторий возникла из-за того, что земная атмосфера задерживает гамма-, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение космических объектов, а также большую часть инфракрасного излучения.

Спектроскоп (спектрометр, спектрограф) (от спектр и др.-греч. σκοπέω — смотрю) — оптический прибор для визуального наблюдения спектра излучения. Используется для быстрого качественного спектрального анализа веществ в химии, металлургии (например, стилоскоп) и т. д. Разложение излучения в спектр осуществляется, например, оптической призмой. С помощью флуоресцентного окуляра визуально наблюдают ультрафиолетовый спектр, с помощью электронно-оптического преобразователя — ближнюю инфракрасную область.

Субмиллиметровая астрономия (англ. Submillimetre astronomy) — раздел наблюдательной астрономии, связанный с наблюдениями в субмиллиметровом диапазоне длин волн (терагерцевое излучение). Астрономы помещают субмиллиметровый диапазон между далёким инфракрасным диапазоном и микроволновым диапазоном, то есть в области длин волн от нескольких сотен микрометров до миллиметра. В субмиллиметровой астрономии единицей измерения длин волн зачастую является микрон.

Инфракрасная астрономия — раздел астрономии и астрофизики, исследующий космические объекты, видимые в инфракрасном (ИК) излучении. При этом под инфракрасным излучением подразумевают электромагнитные волны с длиной волны от 0,74 до 2000 мкм. Инфракрасное излучение находится в диапазоне между видимым излучением, длина волны которого колеблется от 380 до 750 нанометров, и субмиллиметровым излучением.

Радиолокацио́нная астроно́мия — один из разделов астрономии, исследования небесных тел с помощью радиолокации. Позволяет определять скорости и расстояние до них, размеры, элементы вращения, свойства поверхности. В отличие от пассивных астрономических наблюдений, когда анализируется собственное или рассеянное излучение, при радиолокации информация получается путём сравнения зондирующего сигнала, параметры которого известны, с эхосигналом. Таким образом реализуется беспрецедентная точность измерений.

Солнечная корона — внешние слои атмосферы Солнца, начинающиеся выше тонкого переходного слоя над хромосферой, в котором температура возрастает в 100 раз.

Орбита́льная астрономи́ческая обсервато́рия (англ. Orbiting Astronomical Observatory, OAO) — серия спутников из четырёх космических обсерваторий, запущенных НАСА между 1966 и 1972 годами Спутниками ОАО был выполнен большой объём фотометрических измерений и исследований в области ультрафиолетовой, рентгеновской и гамма-астрономии, впервые были проведены высококачественные наблюдения множества астрофизических объектов в ультрафиолетовом диапазоне волн. Несмотря на то, что две миссии ОАО потерпели неудачу.

Астрономические радиоисточники (радиоисточники) — это объекты, находящиеся в космическом пространстве, и имеющие сильное излучение в радиодиапазоне. Такие объекты представляют одни из самых экстремальных и энергетических процессов во вселенной. Радиоисточники исследуются посредством регистрации космического радиоизлучения с помощью радиотелескопов.

Этот список космических телескопов (астрономических обсерваторий в космосе), сгруппированный по основным диапазонам частот : Гамма-излучение, Рентгеновское излучение, Ультрафиолетовое излучение, Видимое излучение, Инфракрасное излучение, Микроволновое излучение и Радиоизлучение. Телескопы, работающие в различных частотных диапазонах, включены во всех соответствующих разделах. Космические телескопы, которые собирают частицы, такие как ядра атомов или электроны, а также инструменты, направленные на.

Рефрактор — оптический телескоп, в котором для собирания света используется система линз, называемая объективом. Работа таких телескопов обусловлена явлением рефракции (преломления).

Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции. Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков. Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в.

Радиотелеско́п — астрономический инструмент для приёма радиоизлучения небесных объектов (в Солнечной системе, Галактике и Метагалактике) и исследования их характеристик, таких как: координаты, пространственная структура, интенсивность излучения, спектр и поляризация.

Спектрометр (лат. spectrum от лат. spectare — смотреть и метр от др.-греч. μέτρον — мера, измеритель) — оптический прибор, используемый в спектроскопических исследованиях для накопления спектра, его количественной обработки и последующего анализа с помощью различных аналитических методов. Анализируемый спектр получается путём регистрации флуоресценции после воздействия на исследуемое вещество каким-либо излучением (рентгеновским или лазерным излучением, искровым воздействием и др.). Обычно измеряемыми.

Фотометрия (др.-греч. φῶς, родительный падеж φωτός — свет и μετρέω — измеряю) - область астрономии, разрабатывающая методики и техники измерения потока или интенсивности электромагнитного излучения астрономического объекта. Как правило, методом фотометрии возможно производить измерения в больших диапазонах длин волн электромагнитного излучения. В случае, когда измеряется не только количество излучения, но и проводится его распределение по длинам волн используется термин спектрофотометрия.

Гелиометр (от др.-греч. Ἥλιος или Ἠέλιος — солнце и métron — мера) — астрометрический инструмент для измерения небольших (до 1°) углов на небесной сфере. Название его происходит от первоначального способа применения — измерения диаметра Солнца. Позже использовался для измерения поперечников Луны, планет, планетоцентрических координат спутников планет, а также для измерения двойных звёзд и для определения параллаксов звёзд.

Рентгеновский телескоп (англ. X-ray telescope, XRT) — телескоп, предназначенный для наблюдения удаленных объектов в рентгеновском спектре. Для работы таких телескопов обычно требуется поднять их над атмосферой Земли, непрозрачной для рентгеновских лучей. Поэтому телескопы размещают на высотных ракетах или на искусственных спутниках Земли.

Спекл-интерферометрия (от англ. speckle — пятнышко, крапинка) — один из методов пространственной интерферометрии, основанный на анализе зернистой структуры изображения объекта. Предложен в 1970 году Антуаном Лабейри.

Фотометрия (др.-греч. φῶς, родительный падеж φωτός — свет и μετρέω — измеряю) — общая для всех разделов прикладной оптики научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения.

Хвост кометы — вытянутый шлейф из пыли и газа кометного вещества, образующийся при приближении кометы к Солнцу и видимый благодаря рассеянию на нём солнечного света. Обычно направлен от Солнца.

Телескоп имени Самуэля Ошина (англ. Samuel Oschin telescope) — 122-сантиметровый (48 дюймов) телескоп системы Шмидта, расположенный в Паломарской обсерватории.

Апертура (лат. apertura — отверстие) в оптике — характеристика оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения. В зависимости от типа оптической системы эта характеристика может быть линейным или угловым размером. Как правило, среди деталей оптического прибора специально выделяют так называемую апертурную диафрагму, которая сильнее всего ограничивает диаметры световых пучков, проходящих через оптический инструмент. Часто роль.

Крабови́дная тума́нность (M 1, NGC 1952, Taurus A) — газообразная туманность в созвездии Тельца, являющаяся остатком сверхновой SN 1054 и плерионом.

Покры́тие — это астрономическое явление, во время которого, с точки зрения наблюдателя из определённой точки, одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его часть.

Рентгеновский пульсар — космический источник переменного рентгеновского излучения, приходящего на Землю в виде периодически повторяющихся импульсов.

Прохожде́ние, или астрономи́ческий транзи́т — это астрономическое явление, во время которого с точки зрения наблюдателя из определённой точки одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его часть.

Зодиакальный свет — слабое свечение, наблюдающееся вскоре после захода или перед восходом Солнца (сразу по окончании или непосредственно перед началом астрономических сумерек). Назван так ввиду постоянной видимости в зодиакальных созвездиях.

Наблюдательная астрономия — область астрономии, связанная с получением наблюдательных данных о небесных объектах с применением телескопов и других астрономических приборов.

Протубера́нцы (нем. Protuberanzen, от лат. protubero — вздуваюсь) — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с солнечной короной) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем.

Лазерная локация Луны — измерение расстояний между двумя точками на поверхностях Земли и Луны соответственно посредством лазерной локации с использованием уголковых отражателей, находящихся на поверхности Луны, или без них (на ранних этапах исследований). Научное значение таких экспериментов состоит в уточнении гравитационной постоянной и проверке теории относительности; уточнении ряда параметров движения динамической системы Земля — Луна; получении новых данных о физических свойствах и внутреннем.

Прохождение Меркурия по диску Солнца — астрономический транзит, при котором Меркурий движется точно между Солнцем и точкой наблюдения (Землёй, космическим аппаратом и т. п.). При наблюдении с Земли или её окрестностей Меркурий при этом виден как маленькая чёрная точка, перемещающаяся по солнечному диску.

Термина́тор (от лат. terminare — прекращать) — линия светораздела, отделяющая освещённую (светлую) часть тела (например, космического тела) от неосвещённой — тёмной — части. Терминатор шарообразного тела всегда наблюдается в виде полуэллипса, принимая в конце первой и начале последней четвертей вид прямой линии.

Экваториа́льная (параллактическая) монтиро́вка — устройство для установки телескопа (или другого астрономического инструмента) так, чтобы одна из его осей была параллельна земной оси (и, соответственно, перпендикулярна небесному экватору).

Гидирование — точное позиционирование телескопа по опорным звёздам, необходимое, наряду с компенсацией суточного вращения Земли, для астрофотографии и других задач оптической астрономии.

Телескоп Канада-Франция-Гавайи или Телескоп CFHT (англ. Canada-France-Hawaii Telescope) — телескоп, который находится на вершине вулкана Мауна-Кеа на высоте 4204 метра над уровнем моря в США, на острове Гавайи в составе Обсерватории Мауна-Кеа.

Астрономические инструменты — инструменты, которые применяются при астрономических наблюдениях. Первыми такими инструментами были гномоны, затем появились астролябии, квадранты, секстанты. В XVII веке появились первые оптические телескопы, в XX веке — радиотелескопы, рентгеновские, нейтринные и гравитационные телескопы.

Меридианный круг — астрометрический прибор, предназначенный для определения экваториальных координат светил. Меридианный круг по своей конструкции аналогичен пассажному инструменту, но, в отличие от последнего, снабжен дополнительно разделенным кругом для точных измерений углов в плоскости меридиана. Разделенный круг, чаще два круга, насаживают на горизонтальную ось по обе стороны от трубы. Для отсчета кругов предусматриваются микроскопы, располагаемые на специальных барабанах, устанавливаемых на.

Радиопульса́р — космический источник импульсного радиоизлучения, приходящего на Землю в виде периодически повторяющихся всплесков (импульсов).

Полные солнечные затмения так редки, а желание ежедневно наблюдать протуберанцы так велико, что за рубежом многие любители строят специальные телескопы-коронографы по схеме французского астронома Лио. Корона слишком слаба, чтобы ее наблюдать на этих любительских инструментах, но протуберанцы видны очень хорошо. К сожалению, у нас в стране любители практически не строят коронографы.

Яркость хромосферы и протуберанцев примерно равна 10 тыс. кд/м 2 , а яркость ореола вокруг Солнца в среднем около 1 млн. кд/м 2 , хотя она и меняется в очень больших пределах. Ясно, что просто заслонив рукой солнечный диск, протуберанцев не увидишь. Но есть благоприятное обстоятельство. Ореол рассеивает весь спектр солнечного света от 380,0 до 700,0 нм. Диапазон составляет 320,0 нм. Протуберанец же, как и вся хромосфера, светится в видимой части спектра только в четырех узких линиях водорода, из которых самая яркая На содержит примерно половину всей энергии излучения (рис. 146, а). Она самая яркая. Значит, если подобрать узкополосный светофильтр с полушириной пропускания, скажем, 1,0 нм, то яркость излучения протуберанца уменьшится вдвое, а ореола в 320,0 : 1,0=320 раз. Ореол ослабнет в 320 раз, а протуберанец только в 2 раза. Яркость протуберанца по отношению к ореолу возрастает в 160 раз. Видимая яркость протуберанца станет 5000 кд/м 2 , а ореола — 3000 кд/м 2 . Протуберанец будет хорошо заметен на фоне неба.

В дни с особо чистым небом ореол слабее, и можно применять фильтры с полушириной пропускания 10,0—15,0 нм. Если же полуширина полосы пропускания мала, как, например, у коронографа клуба им. Д. Д. Максутова 0,6 нм, то протуберанцы видны даже за кучевыми облаками, пока солнечный диск хоть немного просвечивает!

Простейшее устройство для наблюдений протуберанцев изображено на рис. 150, б. В фокусе окуляра устанавливается непрозрачный экран — искусственная луна.

Рис. 146. Протуберанец-телескоп по схеме коронографа Лио: а — спектры солнечного ореола, протуберанца и полоса пропускания интерференционного фильтра, б – окуляр для наблюдении протуберанцев, в—коронограф Лио; 1—объектив, 2 — диагональное зеркало, 3 — искусственная луна, 4 — линза поля, 5 — объектив переноса изображения, 6 — диафрагма, 7 — непрозрачный экранчик, 8 — интерференционный светофильтр, 9 — серый фильтр, 10 — черный бархат

Для того, чтобы поле зрения было освещено равномерно, нужно, чтобы изображение объектива телескопа, построенное полевой линзой, лежало в непосредственной близости от объектива переноса. Для этого фокусное расстояние полевой линзы должно быть равно

где f — фокусное расстояние объектива, а b — расстояние между полевой линзой и объективом переноса. С другой стороны, расстояние b определяется фокусным расстоянием объектива переноса и масштабом в эквивалентном фокусе,

f2 = m b / (m + 1) или b = (m + 1) f2 / m, где

где f2 — фокусное расстояние объектива переноса, а m — масштаб. Если он равен 1, то b вдвое больше фокусного расстояния.

Чтобы снизить отражение света от стенок трубы, устанавливается серия диафрагм. Стенки трубы желательно покрыть нетвердеющим вязким лаком. На него оседает пыль. Часто, чтобы сократить общую длину коронографа, сразу за полевой линзой устанавливают две призмы, которые поворачивают ход лучей на 180° (рис. 147).

Так как наблюдения с коронографом ведутся в монохроматическом свете, то главный объектив коронографа может быть одиночной линзой. Чтобы свести к минимуму сферическую аберрацию, желательно, чтобы линза была близка к плосковыпуклой. Выпуклая ее сторона должна быть обращена к небу. Для снижения комы и астигматизма важно, чтобы применялись линзы с малыми относительными отверстиями. Таким образом вполне возможно весь коронограф сделать из одиночных линз. Особое внимание нужно уделить чистоте поверхностей главного объектива. Малейшая пыль или царапины при наблюдении Солнца дают огромное количество рассеянного света, который засвечивает не очень яркое и малоконтрастное изображение протуберанцев. Такой же чистой должна быть полевая линза, хотя требования к точности ее поверхностей невысоки. Объектив переноса должен быть достаточно точным, но пыль и мелкие дефекты на его поверхностях не слишком мешают. В результате отражений на обеих поверхностях в центре объектива получается яркий блик, видимый со стороны окуляра и засвечивающий изображение. Поэтому в центре диафрагмы около объектива переноса устанавливают небольшой непрозрачный экран, который перекрывает изображение этого блика в выходном зрачке.

В заключение несколько подробностей. Чтобы в выходном зрачке не собиралось слишком много света, нужно, чтобы он был сравнительно большим. Для этого b выбирается от 1/4f до 1/2f. Край искусственной луны должен быть без зазубрин и других дефектов, которые будут перенесены вместе с изображением протуберанцев в эквивалентную фокальную плоскость.

Рис. 147. 80-миллиметровый коронограф, построенный в клубе им. Д, Д. Максутова. Основой коронографа служит 80-миллиметровый школьный рефрактор, эквивалентное фокусное расстояние инструмента 2400 мм. Слева виден окуляр Эрфле с фокусным расстоянием 27 мм, который дает увеличение 90х и поле 43' (коронограф установлен на трубе 315-миллиметрового рефлектора)

Читайте также: