Wyznaczanie Jasności Granicznej (lato – jesień)

Czym jest jasność graniczna i po co ją wyznaczać?

Jasność graniczna to jasność najsłabszych gwiazd, które możesz zobaczyć na niebie. Im ciemniejsze niebo, tym słabsze gwiazdy można dostrzec. Jeśli określimy, jakie najsłabsze gwiazdy widzimy, to oszacujemy jak ciemne jest niebo nocne. Jasność nocnego nieba silnie zależy od poziomu zanieczyszczenia świtałem. Wyznaczenie jasności granicznej jest zatem dobrą wielkością, za pomocą której możemy oszacować poziom tego zanieczyszczenia w miejscu wykonywania obserwacji.

Jak oszacować jasność graniczną?

Można to zrobić szukając najsłabszej gwiazdy, którą widzą nasze oczy. Ale ta metoda nie jest wygodna. Trudno jest np. porównać, która z dwóch gwiazd jest słabsza, jeśli znajdują się one na niebie daleko od siebie. Znacznie wygodniejsza jest metoda zaproponowana przez Międzynarodową Organizację Meteorową. Metoda opiera się na zliczeniu gwiazd w pewnych obszarach nieba. Obszary te ograniczone są przez trzy lub cztery jasne gwiazdy i jest ich 30. Przy ciemniejszym niebie widać w każdym z tych obszarów więcej gwiazd. Wystarczy, więc:

wybrać jeden lub kilka z 30 dostępnych obszarów,
policzyć, ile gwiazd widzimy w danym obszarze,
dodać do tego gwiazdy, które wyznaczają granice obszaru,
a następnie przeliczyć ilość gwiazd na jasność graniczną korzystając ze specjalnych tabel.

Wykonanie pomiaru

Aby wykonać pomiar jasności granicznej musimy wykonać następujące kroki.

Wybierz obszary do pomiarów jasności granicznej
Do pomiarów latem i jesienią dobre są trzy następujące obszary. Jeden znajduje się w gwiazdozbiorze Pegaza i Andromedy, drugi – Cefeusza, trzeci – Łabędzia. Dokładne położenie tych obszarów pokazuje mapka zamieszczona w raporcie obserwacyjnym. Policzcie, ile gwiazd widzicie w każdym z tych pól, a następnie wyznaczcie jasność graniczną korzystając z podanych tabel. Mapa i tabele oraz numeracja obszarów pochodzą z Handbook for Visual Meteor Observers wydanego przez Międzynarodową Organizację Meteorową.
Poczekaj aż zapadnie noc
Aby rozpocząć liczenie gwiazd musisz poczekać, aż niebo zrobi się tak ciemne jak tylko może być w miejscu, w którym jesteś. Dlatego obserwacje możesz prowadzić nie wcześniej niż 2 godziny po zachodzie Słońca, ale nie później niż 2 godziny przed jego wschodem. Nie wykonuj również obserwacji, jeśli na nocnym niebie obecny jest Księżyc.
Oszacuj zachmurzenie nieba
Gdy zrobi się ciemno, wyjdź na zewnątrz zabierając ze sobą wydrukowany raport obserwacyjny. Oceń mniej więcej, jaką część nieba przesłaniają chmury. Wynik zapisz w raporcie. Jeśli chmury przesłaniają więcej niż 50% nieba, wybierz inną, bardziej pogodną noc do prowadzenia obserwacji. Uwaga – w obszarach zliczania gwiazd nie mogą być widoczne jakiekolwiek chmury. Jeśli są, poczekaj, aż przejdą.
Znajdź miejsce obserwacji
Znajdź miejsce z dala od jasnych źródeł światła, np. lamp ulicznych. Najlepiej, aby wybrane miejsce było osłonięte od świateł, które mogą świecić wprost do twoich oczu. Zanim zaczniesz liczyć, pozwól, aby twój wzrok przystosował się do ciemności. Potrzeba na to około 10 – 15 minut. Dzięki temu twoje oczy będą bardziej czułe i zobaczysz więcej gwiazd. Zapisując wyniki, użyj słabego światła czerwonego do oświetlenia kartki z raportem obserwacyjnym. Takie światło nie będzie cię razić i nie zmniejszy czułości twojego wzroku. Jeśli nie posiadasz źródła takiego światła, poproś kogoś o zapisywanie twoich wyników w raporcie. Uwaga, jeśli okolica, w której chcesz liczyć gwiazdy jest bardzo ciemna, szukając odpowiedniego miejsca użyj latarki, aby uniknąć wypadku. Wybrane przez ciebie obszary na niebie nie mogą być nawet częściowo przesłonięte budynkami, drzewami, itp.
Zapisz datę i miejsce obserwacji
W raporcie obserwacyjnym, który znajdziesz na ostatniej stronie tego opisu, zapisz datę oraz miejsce wykonania obserwacji. Możesz podać współrzędne geograficzne i wysokość nad poziomem morza lub dokładną nazwę miejsca/miejscowości, w której obserwujesz. Do znalezienia współrzędnych i wysokości możesz użyć mapy, odbiornika GPS, programu typu Google Earth lub skorzystać z tej strony www.
Znajdź wybrane obszary na niebie i policz gwiazdy
Kiedy już twój wzrok przystosuje się do ciemności, możesz zacząć obserwacje. Korzystając z mapy obrotowej nieba lub programu do symulacji wyglądu nocnego nieba (np. Stellarium), znajdź wybrane do pomiaru jasności granicznej obszary. Następnie policz, ile gwiazd widzisz każdym z nich a wynik zapisz w raporcie.
Oszacuj, ile gwiazd widzisz na niebie
Korzystając z tabel podanych w raporcie przelicz ilość gwiazd na jasność graniczną. Zapisz wynik. Zastanów się, jakie czynniki, oprócz zanieczyszczenia światłem, mogą wpłynąć na otrzymaną wartość jasności granicznej.

Wyjaśnienia

Oznaczenia występujące w raporcie obserwacyjnym przy opisie obszarów, np. α And to oznaczenia gwiazd tworzących dany obszar. And to skrót od Andromeda, α to pierwsza litera greckiego alfabetu. α And znaczy więc pierwszą (najjaśniejszą) gwiazdę w gwiazdozbiorze Andromedy.

W tabelach N oznacza ilość gwiazd widocznych w danym obszarze łącznie z gwiazdami wyznaczającymi obszar. LM (limiting magnitude) to odpowiadająca N jasność graniczna. Jasność ta wyrażona jest w wielkościach gwiazdowych (magnitudo, mag.), czyli jednostce jasności używanej w astronomii. Jednostka ta ma ciekawą własność – im większa liczba, tym słabsza jest gwiazda. Dla przykładu Wega (najjaśniejsza gwiazda w gwiazdozbiorze Lutni) ma jasność 0 mag. Jest ona jaśniejsza od Gwiazdy Polarnej mającej jasność 2 mag.

Dodatkowe zadanie obserwacyjne

Narysuj obszary użyte do wyznaczenia jasności granicznej, zaznaczając gwiazdy tworzące dany obszar oraz te, które widzisz w nim. Porównaj swój rysunek z mapą nieba i sprawdź jasność najsłabszej gwiazdy, która była widoczna w danym obszarze. Do sprawdzenia wykorzystaj atlas nieba lub programu do symulacji wyglądu nocnego nieba. Porównaj otrzymaną jasność z jasnością graniczną odczytaną z tabel na podstawie ilości widocznych gwiazd.