ทำไมรูปภาพของ Sun ปกติถึงไม่แสดงอาการโหนกหรือระเบิด?

ฉันแค่ดูรูปนี้:

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

และสงสัยว่าทำไมไม่มีโคโรนาหรือร่องรอยการระเบิดเล็กน้อยบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ ...

ดวงอาทิตย์ควรถ่ายภาพอย่างไรเพื่อดูรายละเอียดเหล่านั้นบนพื้นผิวของมัน?

เป็นเพราะภาพนั้นจับเฉพาะสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ภาพส่วนใหญ่ที่คุณเห็นจากดวงอาทิตย์กำลังจับคลื่นอุลตร้าไวโอเล็ตซึ่งคุณจะได้เห็นการระเบิดที่น่าประทับใจและการกดปุ่มเวียนของหลอดเลือด:

_{(ที่มา: caltech.edu )}

ภาพนั้นถ่ายจากอวกาศด้วยกล้องวิทยาศาสตร์ที่มีความเชี่ยวชาญสูง แต่คุณสามารถจับรายละเอียดบางอย่างรวมถึงจุดเด่นโดยใช้ DSLR ร่วมกับตัวกรองที่เหมาะสม:

ภาพ (c) Kevin Lewis, แหล่งที่มา: http://www.photosbykev.com/wordpress/photography/pst-solar-imaging/

ตัวกรองที่ใช้ในกรณีนี้คือตัวกรองHαซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ผ่านความถี่ของแสงที่เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนเปลี่ยนสถานะพลังงาน . โปรดทราบว่านี่เป็นภาพที่มีการรับแสงหลายภาพโดยมีหนึ่งการเปิดรับแสงสำหรับแผ่นดิสก์หลักและการเปิดรับแสงแยกต่างหากสำหรับจุดเด่น (เปลวไฟออกมาจากดวงอาทิตย์)

นี่เป็นปัญหาเรื่องการเปิดรับแสงที่ง่ายและมีหลายแง่มุม

ภาพที่น่าทึ่งซึ่งแสดงให้เห็นถึงพลังงานแสงอาทิตย์และเส้นใยจะถูกถ่ายโดยใช้กล้องโทรทรรศน์แคบพิเศษ (หรือตัวกรอง) ซึ่งอนุญาตให้แสงผ่านความยาวคลื่นไฮโดรเจนอัลฟาผ่านเท่านั้น ไฮโดรเจนอัลฟาเป็นความยาวคลื่นที่โดดเด่นในซีรี่ส์ Ballmer ( https://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series ) ที่มีความยาวคลื่น 656.28 นาโนเมตร แสงที่มองเห็นได้คือความยาวคลื่นระหว่าง 400nm และ 700nm 656nm นั้นอยู่ในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้

หาก 656nm อยู่ในช่วงคลื่นที่มองเห็นแล้วทำไมมันไม่แสดงในภาพที่ถ่ายผ่านเลนส์กล้องหรือกล้องโทรทรรศน์ที่ไม่มีการกรองโดยใช้กล้องแบบดั้งเดิม

ปรากฎว่าเป็น ... ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม:

ภาพด้านบนเป็นหนึ่งในหลาย ๆ ภาพที่ฉันถ่ายในช่วงวันที่ 21 สิงหาคม 2017 สุริยุปราคาเต็มดวงในสหรัฐอเมริกา ฉันใช้ Canon 5D Mk III ติดอยู่กับ TeleVue NP101is ผู้หักเหแสง เมื่อมาถึงจุดนี้ในช่วงสุริยุปราคากล้องโทรทรรศน์จะไม่มีการกรอง นี่ไม่ใช่รูปภาพที่แก้ไขหรือแก้ไข (นอกเหนือจากการครอบตัด) นี่คือ ISO 200 @ 1/500 วินาทีผ่านกล้อง f / 5.4 พร้อม 2x TeleVue PowerMate (อัตราส่วนโฟกัสที่มีประสิทธิภาพคือ f / 11 พร้อม 2x PowerMate ที่แนบมา (PowerMate เป็นตัวคูณความยาวโฟกัสทางโทรคมนาคม)

เหตุผลที่คุณเห็นความโดดเด่นที่นี่ แต่โดยปกติไม่เห็นความสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเปิดรับแสง

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดรังสีสีดำ ( https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation ) เปล่งคลื่นความยาวคลื่นในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ทั้งหมด - และอื่น ๆ แต่จุดเด่นคือไฮโดรเจนอัลฟา ... ความยาวคลื่นหนึ่งโดยเฉพาะ หากมองเห็นดวงอาทิตย์ทั้งดวงและความยาวคลื่นทั้งหมดได้รับอนุญาตก็จะมีแสงจำนวนมากในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ซึ่งการเปิดรับแสงที่ต้องการนั้นไม่นานพอที่จะมองเห็นองค์ประกอบของอัลฟาไฮโดรเจน เมื่อการเปิดรับแสงนานพอความยาวคลื่นที่เหลือในสเปกตรัมที่มองเห็นได้จะทำให้เซ็นเซอร์สั่นสะเทือนจนหมดและคุณจะได้ภาพที่น่าประทับใจ

ความแตกต่างก็คือกล้องแบบดั้งเดิมจะถูกกรองภายในสเปกตรัมที่มองเห็นได้เพื่อเลียนแบบความไวของสายตามนุษย์ ที่ความยาวคลื่น 656nm ดวงตาไม่ไวเป็นพิเศษ โดยทั่วไปแล้วกล้องแบบดั้งเดิมอนุญาตให้ประมาณ 20-25% ของแสงผ่านไปที่ความยาวคลื่นนี้ ตัวกรองฮาที่ใช้ในกล้องโทรทรรศน์พลังงานแสงอาทิตย์ทำให้ความยาวคลื่น 656nm เกือบทั้งหมดผ่านได้

คุณสามารถได้รับภาพประเภทเหล่านี้ในระหว่างสุริยุปราคาทั้งหมด ... แต่เนื่องจากสุริยุปราคาไม่เกิดขึ้นบ่อยพอที่จะสะดวกจึงจำเป็นต้องใช้วิธีการอื่นในการถ่ายภาพคุณสมบัติเหล่านี้

Prominences และ filaments เป็นคุณสมบัติของ chromosphere ของ Sun นี่คือชั้นบรรยากาศที่สูงกว่าของดวงอาทิตย์เหนือโฟโตสเฟียร์ โฟโตสเฟียร์เป็นส่วนหนึ่งของดวงอาทิตย์ที่เรามักคิดว่าเป็น "พื้นผิว" - แม้ว่าเมื่อดวงอาทิตย์เป็นก๊าซที่ร้อนจัด คุณสามารถถ่ายภาพโฟโตสเฟียร์หากคุณมีตัวกรอง "แสงสีขาว" แสงอาทิตย์ที่ปลอดภัยติดกับด้านหน้าของเลนส์หรือกล้องโทรทรรศน์

ในการรับภาพคุณสมบัติเหล่านี้สามารถมองเห็นได้ในแสงอัลฟาไฮโดรเจนคุณต้องมีตัวกรองแคบ

ข้อควรระวัง: พลังงานของดวงอาทิตย์สามารถทำลายอุปกรณ์เช่นกล้องเลนส์หรือกล้องโทรทรรศน์ได้อย่างง่ายดาย ฉันไม่แนะนำให้ทำเช่นนี้หากไม่มีการวิจัยเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าคุณใช้ทั้งอุปกรณ์และเทคนิคที่จะไม่ทำให้อุปกรณ์ของคุณเสียหาย

ภาพโคโรนาที่ถ่ายโดยนักโหราศาสตร์แสงอาทิตย์สมัครเล่นมักใช้กล้องโทรทรรศน์อัลฟาแสงอาทิตย์โดยเฉพาะเช่นที่ทำโดย Lunt Solar Systems, โคโรนาโด (ส่วนหนึ่งของมี้ด) หรือบางครั้งใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ไม่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ติดตั้งกับไฮโดรเจนอัลฟา หรือ Daystar กล้องโทรทรรศน์พลังงานแสงอาทิตย์ฮาโดยเฉพาะนั้นมีความปลอดภัย - กล้องโทรทรรศน์ได้รับการออกแบบมาโดยสมบูรณ์เพื่อจุดประสงค์

เกียร์นี้บล็อกสเปกตรัมทั้งหมดที่มองเห็นได้ยกเว้นวงแคบ ๆ ใกล้กับความถี่ฮา แม้จะมีความซับซ้อนเล็กน้อยเพราะตัวกรองจะอนุญาตให้ใช้ bandpass เฉพาะซึ่ง bandpass ที่แคบลงจะให้รายละเอียดและคอนทราสต์บนพื้นผิวได้มากขึ้น แต่คุณสมบัติที่โดดเด่นที่ขาจะอ่อนแอกว่า bandpasses ที่กว้างขึ้นเล็กน้อยจะจับรายละเอียดได้มากกว่าที่ขา แต่ความคมชัดของพื้นผิวลดลง ในการถ่ายภาพด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเรื่องปกติที่จะถ่ายภาพข้อมูลสำหรับพื้นผิวและสำหรับแขนขาแยกจากนั้นรวมทั้งสองเข้าด้วยกัน

มักจะไม่ใช้กล้องแบบดั้งเดิม แต่กล้อง CMOS ความเร็วสูงพร้อมชัตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ระดับโลก (ชัตเตอร์ทั่วโลกสามารถอ่านเซ็นเซอร์ทั้งหมดในแบบขนาน ... กล้องส่วนใหญ่มีชัตเตอร์กลิ้งแบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์อ่านออกแบบแถวต่อแถว) สิ่งนี้ช่วยให้การถ่ายภาพความเร็วสูงค่อนข้างจับภาพวิดีโอที่ไม่มีการบีบอัดสองสามวินาทีที่จะรวมและประมวลผลเป็นภาพที่เสร็จสมบูรณ์ (ในขณะที่กล้องรุ่นที่โปรดปรานเปลี่ยนไปตามกาลเวลาปัจจุบันสิ่งที่โปรดปรานสำหรับงานประเภทนี้คือกล้อง ZWO ASI174MM)

หากคุณมีความสนใจในการถ่ายภาพประเภทนี้ฉันขอแนะนำให้หยิบหนังสือบทเรียนจากอาจารย์ที่แก้ไขโดย Robert Geller และอ่านบทที่ชื่อว่าCatching Sunlightโดย Alan Friedman

Martin Wise ผลิตภาพจากดวงอาทิตย์จำนวนมากและมีวิดีโอ YouTube ที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการของเขา คุณสามารถค้นหาได้ที่นี่: https://www.youtube.com/watch?v=G-41RMTCdTE

หมายเหตุ: ดวงอาทิตย์อยู่ในช่วงเวลาที่เงียบ (พลังงานแสงอาทิตย์ต่ำสุด) ในรอบกิจกรรม 11 ปี คุณลักษณะที่คุณสนใจนั้นมีไม่บ่อยนัก (วันหรือเดือนอาจผ่านไปโดยไม่มีกิจกรรมมาก) กิจกรรมจะเริ่มดีขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าและน่าจะมีการใช้งานสูงในอีกประมาณห้าปี

ฉันจะบอกว่ามันเล็กเกินไป - เมื่อเทียบกับขนาดของดวงอาทิตย์ คุณไม่สามารถมองเห็นภูเขาจากสถานีอวกาศนานาชาติบนโลกได้เช่นกัน

แต่ฉันอาจจะผิด ....