Астрофотография
Астрофотогра́фия, метод астрономических наблюдений, основанный на получении изображений (фотографировании) небесных тел.
Астрофотография развивалась практически одновременно с обычной фотографией. Среди первых снимков Л. Дагера было изображение Луны, сделанное им по просьбе Д. Араго, который уже тогда предвидел широчайшее применение фотографии в астрономических исследованиях. В 1842 г. получено первое дагерротипное изображение Солнца. На нём были видны полутени солнечных пятен и потемнение диска к краю. В 1850 г. сделаны дагерротипные снимки звёзд – Веги и Кастора. Однако настоящий расцвет астрофотографии начался только после изобретения мокрого коллодионного процесса, благодаря которому существенно возросли чувствительность фотоматериалов и качество снимков.
Одна из первых фотографий (дагерротипов) Луны. Между 1857 и 1860. Фото: Джон Уиппл, Джеймс Блэк. Метрополитен-музей, Нью-Йорк.Первым объектом, систематические наблюдения которого велись средствами астрофотографии, было Солнце. Его регулярное фотографирование началось в конце 1850-х гг. Первый в России телескоп для фотографических наблюдений Солнца – фотогелиограф – был установлен в 1861 г. на Вильнюсской обсерватории. В 1857 г. сфотографированы первые звёзды, в 1858 г. получено изображение кометы, в 1879 г. сделан снимок Юпитера с различимыми деталями поверхности. В 1872 г. впервые сфотографирован спектр звезды с чётко видимыми линиями. Астрофотография стимулировала развитие астрономической техники, в первую очередь часовых механизмов, вращающих телескоп вслед за суточным вращением неба. В 1860–1870-х гг. начали появляться первые телескопы, специально предназначенные для фотографических наблюдений, – астрографы.
Негативное изображение Солнца, полученное с помощью фотогелиографа. 26 марта 1861. Фото: Уоррен де ла Рю. Музей науки, Лондон.В конце 19 в. астрофотография уже широко применялась для картографирования звёздного неба, астрофотометрии и астроспектроскопии. К этому времени она практически вытеснила визуальные наблюдения как в звёздной астрономии, так и в исследованиях Солнечной системы благодаря преимуществам, в числе которых: способность светоприёмника накапливать световую энергию, что позволяет наблюдать слабые небесные светила; возможность получать на снимке одновременно изображения многих объектов (например, звёзд в Млечном Пути) или одного объекта в деталях (например, солнечной короны); объективность и документальность.
Позитивное изображение рассеянных звёздных скоплений NGC 869 (справа) и NGC 884 (слева) в созвездии Персей. 13 января 1890. Фото: Айзек Робертс. Музей науки, Лондон.До последней четверти 20 в. основу астрофотографии составляло использование специализированных астрономических фотопластинок и фотоплёнки. Первые фотоэмульсии были чувствительны к лучам синей области спектра, впоследствии разработаны эмульсии с максимумом чувствительности в видимой и инфракрасной областях спектра. Для определения положений искусственных спутников Земли, быстро перемещающихся по небесной сфере, в 1950-х гг. созданы специальные инструменты для их фотографирования.
Сотрудник архива изучает фотопластинку, на которой запечатлён Сатурн. Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, Кембридж (штат Массачусетс, США).С середины 20 в. в астрономию начали внедряться электронные, в частности телевизионные, методы получения изображений. Современный уровень технологий изготовления твердотельных приёмников излучения, в частности приборов с зарядовой связью (ПЗС), позволил заменить фотографирование на эмульсию непосредственной цифровой регистрацией изображения с прямым вводом в компьютер.
ПЗС-матрица. Камеры на основе ПЗС-матриц или ПЗС-линеек, а также другие электронные приёмники, вытеснили обычную фотографию практически из всех областей астрономии за счёт таких очевидных преимуществ, как высокая квантовая эффективность (отношение числа регистрируемых фотонов к общему числу фотонов, попавших на детектор), жёсткий растр, быстрое сохранение изображения в компьютере и возможность обработки снимка в реальном времени.
Составное изображение туманности Ориона из серии фотографий, полученных с помощью ПЗС-камеры в декабре 2017 и январе 2018.В узком смысле астрофотографией называют раздел астрометрии, в котором изображения применяются к решению таких задач, как определение положений светил на небесной сфере, измерения их движений, расстояний до них, относительных перемещений звёзд в двойных и кратных системах или спутников вокруг планет и т. п. Большинство астрометрических задач решается путём измерения углов между направлениями на светила в определённые моменты времени. При применении методов астрофотографии это сводится к измерению прямоугольных координат изучаемого объекта (на снимке соответствующего участка неба), а также координат некоторого количества опорных звёзд с известными из каталогов экваториальными координатами.