Püsivus loeb. Tony Flanders on Cambridges, USAs, vaadeldnud linna pargis oma 7 tollise teleskoobiga kõiki Messier kataloogi objekte. Hoolimata selja taga asuvast heledalt valgustatud ostukeskusest oli rohkem kui saja täheparve, udukogu ja galaktika leidmine võimalik tänu heale vaatlusmeetodile. Pilt on pärit Sky&Telescope veebist

Niih, lõpuks oled päris kindel, et teleskoop on ihaldatud objektile suunatud. Otsija niitrist osutab taevas täpselt sellese kohta, kus tähekaardi järgi peaks "komm" olema. Millist vaatepilti oodata?

Tõenäoliselt oluliselt nigelamat kui loodetud. Samas rohkem, kui esimene pettumust valmistav mulje uskuda laseb.

Kui vaadeldav objekt on täht, siis on see silmaga nähtav ja ilus. Kuid ei mingeid detaile! Läbi teleskoobi paistab täht pisikese valgustäpina - praktiliselt samasugusena nagu palja silmaga vaadates, ainult heledamana. Palju huvitavamad (kuid enamasti märksa raskemini nähtavad) on niinimetatud süvataeva objektid: udukogud, täheparved ja galaktikad. Isegi tagasihoidliku teleskoobiga võib näha sadu viirastuslikke helendusi ning uduseid plärakaid.

Oletame, et sihtmärk on 55 miljoni valgusaasta kaugusel asuv Messier 87 (M87), hiiglaslik elliptiline galaktika kevadises õhtutaevas. Okulaaris näed mõne punktikujulise tähe vahel väikest, vormitut ning väga nõrka halli laiku. Kui otsimise lõpetades võiks tunda rahuldust, siis paljud algajad on pettunud: "Kas see ongi kõik, kuidas galaktika välja näeb?!? See pole raamatupiltidele sarnanegi!"

Orioni Udukogu (M42) saab vaadelda ka läbi tugeva valgusreostuse (vasakul), kuid pimedas, ilma Kuuta taevas võib eristada kaugelt rohkem detaile (paremal). M42 on punaselt helendav laik foto alumise serva lähedal. Pilt on pärit Sky&Telescope veebist

Sa puutusid just kokku tõsiasjaga, et inimese silm ei tööta pimeduses kuigi hästi. Nõrga valguse korral toimib see kaugeltki mitte nii efektiivselt, kui kaamera. Inimesed on päevase eluviisiga loomad, kes on arenenud heleda päikesepaiste all ning nende silmad on sellise keskkonnaga kohanenud. Silmas tekkinud pilt mingist galaktikast ei vasta iialgi suurejoonelistele fotodele, mida võib harilikult raamatutes ja ajakirjades näha. Kuid selles peitubki väljakutse. Paljud süvataeva objektid paistavad üllatavalt detailirikkad, kui neid pikalt ja hoolega uurida - isegi neid ebatäiuslikke, kaasasündinud silmi kasutades.

Erinevalt Kuu, planeetide ja maiste objektide vaatlemisest täidab teleskoop süvataeva objektide korral teistsugust funktsiooni. Esimestel juhtudel on peamine eesmärk suurendada kaugeid detaile. Süvataeva objektide korral on teleskoobi ülesanne kõike muud kui tundliku silma jaoks palju valgust koguda. Põhiline takistus süvataeva objektide ilma optikata nägemisel ei ole mitte see, et nad on liiga väikesed. Nad on hoopis liiga nõrgad! (See ongi põhjuseks, miks tehakse järjest suuremaid teleskoope - ikka selleks, et näha nõrgemaid tähti ja süvataeva objekte. Suurendusega ei ole siin midagi pistmist)

Seetõttu nõuavad süvataeva objektid spetsiaalseid vaatlusmeetodeid. Kõik on suunatud sellele, et aidata silmal näha peaaegu täielikus pimeduses. Nüüd kõigest lähemalt.

1. Taeva heledus

Kõige olulisem tegur süvataeva vaatlemise juures on valgusreostus. Valgusreostuse efekt tuleb kõige rängemalt välja just nõrkade ja ulatuslike objektide puhul - seega just meid huvitavate galaktikate ja udude juures. Pime taevas loeb palju rohkem, kui teleskoobi suurus. Väike instrument maal näitab nõrku udusid ja galaktikaid paremini, kui suur teleskoop linnas.

Kuid isegi vaadeldes tugeva valgusreostusega piirkonnas, on võimalik nautida seda, mida saab vaadelda läbi taeva kuma. Näiteks on üks New Yorgi astronoomiahuviline oma Manhattanil asuvalt katuselt vaadelnud peaaegu kõiki Messier kataloogi objekte! Peamine on meeles pidada, et kehvana tunduvates tulemustes ei tasu süüdistada end ega teleskoopi. Selle asemel võiks teleskoobi maale viia..

"Veekeerise" galaktika (M51) Jahipenides. Skitseeritud Roger N. Clarki poolt, kasutades 20 cm Cassegraini teleskoopi ideaalselt pimeda taeva all. Paremal olev pilt on tehtud CCD kaameraga 90 cm teleskoobi küljes Kitt Peaki observatooriumis. Veekeeris oli esimene taevane udulaik, millel avastati spiraalstruktuur. Foto saadud Sky&Telescope veebist.

2. Pimedusega kohanemine

Peale veerand tundi täielikus pimeduses veetmist võiks arvata, et öine nägemine on täielikult saavutatud. Tegelikult suureneb järgmise 15 minuti jooksul silma tundlikkus veel kahe tähesuuruse võrra - see on kuus korda! Pärastpoole paraneb silma tundlikkus vaid natukene. Seega ei ole mõtet loota, et nõrgad objektid oleksid täies hiilguses näha vaatluse esimese poole tunni (või pisut pikema aja) jooksul.

Praktikas ei ole täielikku pimedust võimalik saavutada. Kõrvalist valgust on vaja kasvõi nägemaks, millega sa tegeled. Astronoomid on kaua aega kasutanud nõrku punaseid taskulampe, sest punane valgus mõjutab öist nägemist kõige vähem. Peaaegu täielikus pimeduses näeb inimene võrkkestal paiknevate nn. kepikestega, mis on punase valguse suhtes pimedad. Kui nähakse punast valgust, siis töötavad silmas nn. kolvikesed - need vastutavad tavalise päevase värvilise nägemise eest (tegelikult on kolme tüüpi kolvikesi - punased,rohelised ja sinised - kuid ainult ühte tüüpi kepikesi, ja need punasele valgusele ei reageeri). Kaartide lugemiseks ja teleskoobiga majandamiseks tuleb kasutada kolvikesi, samal ajal kaitstes kepikesi kõrvalise valguse eest, et okulaarist sisse vaadata.

Nõrga ja hajusa punase valguse saamiseks võib taskulambile kummiga punase paberitüki ette kinnitada. Samuti võib kahe patareiga taskulambis kasutada pirni, mis on ette nähtud kolme või nelja patareiga kasutamiseks. Kuid palju parem on kasutada punase valgusdioodiga (LED) taskulampi. Selle puhtam ja punasem valgus eristab palju paremini kolvikeste ja kepikeste kasutamist. Samuti tarvitavad valgusdioodid väga vähe voolu ning patareid kestavad mitmeid aastaid. Selliseid taskulampe võib osta ja ka ise teha. Otsides Googlest lause "how to build led flashlight" järgi, sain vastuseks näiteks Ehita Isiklik Punane LED Taskulamp.

Teine kaval trikk öise nägemise säilitamiseks on vaatlemine ühe ja kaartide lugemine teise silmaga. Silma võib kinni panna või katta silmaklapiga ("Aarete Saart" on vist kõik lugenud?), kui see hetkel kasutuses pole. Kogenud vaatlejad eelistavad silmaklappe, kuna sel juhul ei pea silma kinni pigistades pingutama (see halvendab natukene lahti oleva silma tundlikkust).

3. Külgnägemine

Et seda efekti tegelikkuses järgi proovida, vaata otse võrdlemisi nõrga tähe poole. Täht kaob. Kui silma pisut liigutada, ilmub täht jälle nähtavale.

Krabi udu (M1) Sõnnis. Vasakul: pildistatud Kitt Peaki 4m teleskoobiga ning skitseeritud Roger N. Clarki poolt, vaadeldes ideaalselt pimeda taevaga kohas 20 cm teleskoobiga. Foto saadud Sky&Telescope veebist.

Harjuta tähelepanu kontsentreerimist asjadele, mis jäävad vaatesuunast ühele poole kõrvale. Seda nimetataksegi külgnägemiseks (inglise keeles averted vision), mida läheb süvataeva objektide vaatlemisel kogu aeg vaja.

Nagu on välja tulnud, on silm nõrgale valgusele kõige tundlikum, kui objekt asub 8-16 kraadi vaatevälja keskpunktist nina suunas. Peaaegu sama asend on 6-12 kraadi vaatevälja keskpunkti kohal. Hoiduda tuleks objekti väga vaatevälja kõrva poolsesse serva paigutamisest, sest kujutis võib langeda võrkkesta pimetähnile ja kaduda hoopis.

Kui palju kujutist vaatevälja keskpunktist eemale nihutada, saab praktikas kindlaks määrata vaid katse-eksituse meetodil. Umbes nii - mitte piisavalt ja ei saa täit efekti, liiga palju ning kaotad detailide eralduse võime.

Nägemine vaatevälja servapoolsete aladega on liikumisele väga tundlik. Mõnel juhul põhjustab teleskoobi liigutamine nõrga galaktika või udu "hüppamise" vaatevälja. Kui liigutamine lõpeb, kaob ka objekt taeva tausta ebamäärasusse.

Mõnel teisel juhul töötab hoopis vastupidine tehnika, eriti just objektide korral, mis on nõrgad ja ka väikesed. Mõned uuringud viitavad, et silm võib tekitada kujutist aja jooksul justkui film, kui kujutist hoitakse perfektselt paigal. Heledas valguses on silma integreerimisaeg (nn. "säriaeg) umbes 1/10 sekundit. Pimedas on lugu teine. Nõrk kujutis võib "kasvada" nähtavuse poole kuni kuus sekundit, kui objekti suudetakse võrkkestal täpselt samas paigas hoida. Selline vaatamine on instinktidega vastuolus. Kui fikseerida heledas valguses pilk mingile asjale, siis kipub see aja jooksul halvemini näha olema.

Pika "säriaja" kasutamise oskus võib olla üheks põhjuseks, miks kogenud vaatleja näeb süvataeva objekte, mida algajad ei märka. Võibolla aitab see efekt ka seletada, miks füüsiline mugavus on nõrkade objektide nägemiseks oluline. Väsimus ja lihaspinge suurendavad silma liikumist.

4. Suurte suurenduste kasutamine

Moodsa, kõrge kvaliteediga zoomokulaari (nagu pildil olev 8-24mm Orion Telescopes & Binoculars'i oma) abil saab kasutada mingi konkreetse täheparve, galaktika või udu kujutise jaoks optimaalset suurendust. Foto saadud Sky&Telescope veebist.

Erinevalt fotoaparaadist või mõnest teisest puhtalt mehaanilisest läätsede süsteemist kaotab silm nõrgas valguses lahutusvõimet. See on põhjuseks, miks öösel ei saa ajalehte lugeda isegi siis, kui lehte ennast on näha. Öösel peaks suurem silma ava andma ka parema lahutusvõime kui päeval. Uuringud on näidanud, et silm võib heledas valguses eristada peaaegu 1 kaareminuti suurusi detaile. Öise valgustuse korral tekib probleeme juba 20-30 korda suuremata detailidega. See on peaaegu palja silmaga nähtav Kuu suurus! Seega väga nõrkade objektide detaile suudetakse eristada vaid siis, kui objekti läbimõõt on kümneid kaareminuteid. Paljudel juhtudel nõuab see väga suure suurenduse kasutamist!

Miks silm nii töötab? Seletus seisab selles, kuidas visuaalne süsteem öösel toime tuleb. Fotofilm salvestab valgust passiivselt, kuid võrkkesta närvisüsteem sisaldab ohtralt arvutusvõimsust. Nõrgas valguses võrreldakse signaale lähedastest piirkondadest võrkkestal. Vaid pisikest ala kattev nõrk valgusallikas - nagu pisikene galaktika okulaaris - võib olla täiesti nähtamatu . Seda galaktikat registreeritakse võrkkestal, mida tõestab fakt, et sama väikese pindheledusega, kuid suurema läbimõõduga galaktika on kergesti nähtav. Kui kepikesed "näevad" kahtlast valgussignaali, "küsivad" nad kõrval asuvatelt kepikestelt, kas need ka näevad. Kui vastus on "jah", siis jõuab signaal edasi ajju. Negatiivse vastuse korral jäetakse signaal lihtsalt kõrvale.

Kui kujutis on tugevalt suurendatud, siis muutub pindheledus loomulikult väiksemaks. Kuid silma jõudvate footonite (valguse osakeste) hulk jääb samaks. Katsed on näidanud, et enamus inimesi suudab veel detekteerida valgust, kui silma langeb sekundis 50-150 footonit. Sel ei ole tegelikult tähtsust, et need footonid on jaotunud suurele pinnale - võrkkesta kujutise töötlemise süsteem saab hakkama. Vähemalt kindlate piirideni. Tuleb leida kompromiss suurenduse ja nõrgale valgusele tundlikkuse vahel: küllaldane objekti nurkläbimõõt, kuid mitte liiga tugev pindheleduse vähenemine.

Mida see süvataeva objektide vaatlejale tähendab? Lihtsalt seda, et suvalise objekti vaatlemiseks on kaval kasutada väga erinevaid suurendusi. Suur abi on hästi valitud ja hea kvaliteediga zoom-okulaarist. Võib üllatuda, kui palju rohkem näeb ühe või teise suurendusega.

Üks vihje veel: usutakse, et nõrkadest objektidest annab puhtama ja suurema kontrastiga pildi pika fookusega (ehk väikese suhtelise avaga) teleskoop, lühikese fookuskaugusega instrumendiga saab aga kehvema kujutise. Fookuskaugus ei ole põhjus! Pika fookusega teleskoopi kasutatakse lihtsalt sagedamini suure suurenduse saamiseks. Lisaks on on väikese suhtelise ava korral suurem tõenäosus saada kõrge kvaliteediga optikat, sest nn. "aeglaseid" peegleid ja läätsi on lihtsam kvaliteetselt toota.

Oleme harjunud Orioni udust (M42) tehtud kenade värvipiltidega (vasakul), kuid enamus süvataeva objektid on okulaaris nähtavad halltoonides (paremal). Foto saadud Sky&Telescope veebist.

5. Värvi tabamine

Et näha värvi, peab süvataeva objekt olema piisavalt suure pindheledusega, stimuleerimaks võrkkesta kolvikesi. Selliste objektide nimekiri ei ole just pikk. Orioni udu (M42) heledaimad osad kuuluvad sinna nimekirja, samuti mõned kõrge pindheledusega pisikesed planetaarudud. Värvide nägemise võime pimedas on inimestel väga erinev - seetõttu võib ka üllatusi ette tulla.

Külgnägemisega ei maksa värve otsida. Kolvikesed on kõige tihedamalt fovea piirkonnas - seepärast jõllita otse objekti poole. Sellisel juhul sobib kõige paremini kõige madalam mõistlik suurendus (objektiivi diameeter(mm)/7(mm)). Eriti palju on värviliste süvataeva objektide nägemisel abi suure objektiiviga teleskoobist.

6. Muud kasulikud nõuanded

Püsivus loeb: Kasutades ainult 4 tollist teleskoopi (ehkki küll tippkvaliteediga TeleVue "Genesist"), on Stephen James O'Meara Havai saartel vaadelnud sadu süvataeva objekte. Tema skitseering Põhja-Ameerika udust (NGC 7000) viitab heale tehnikale ja ideaalsele vaatluskohale. Foto saadud Sky&Telescope veebist.

Öist nägemist kahjustavad ka alkohol, nikotiin ja madal veresuhkru tase. Seetõttu ei tasu süvataeva vaatluste käigus juua alkoholi, suitsetada ega nälgida. Viimase vastu aitavad näiteks küpsised. Samuti tekib probleeme A-vitamiini puudus ja ülehulk, kuid tänapäeval ei tohiks puudust küll esineda.

Pikaajaline heleda päikesevalguse käes viibimine vähendab pimedaga kohanemise võimet mitmeks päevaks, seetõttu soovitatakse päeval väljas olles kasutada tumedaid prille. Prillid peaksid kinni pidama ka ultraviolettkiirguse (nii UVA kui UVB). Aastate jooksul võrkkest vananeb päevase ultraviolettkiirguse (ja võibolla isegi heleda nähtava valguse) tõttu ning tema tundlikkus väheneb. Samas kasvab igasuguste silmahädade tekkimise tõenäosus. Isegi tavalisi prille kandvatel inimestel soovitatakse valida prilliklaasid, millel on UV kaitse. Niimoodi vähendatakse elu jooksul silma jõudva ultraviolettkiirguse hulka tohutult.

Kõige olulisem - kannatlikkus. Kui esmapilgul ei paista õiges kohas mingit täheparve, udukogu või galaktikat, jätka vaatamist. Seejärel vaata veel. See üllatab, kui palju detaile ilmub kestva täpse vaatlemise käigus nähtavale - üks nõrk täheke siin ja teine seal.. ja võibolla ühel hetkel ka otsitav objekt. "Saagi" kord-paar vilksatamise järel hakkab too üha sagedamini nähtavale ilmuma. Mõne minuti pärast võib seda peaaegu pidevalt näha. Ja seda seal, kus esimesel pilgul ei paistnud midagi peale tühja taeva.

Võid olla kindel, et praktika käigus vaatlusoskused paranevad. Jõuda oma nägemisega piirini on anne, mida saab õppida vaid aja jooksul. 18. sajandi kuulus vaatleja William Herschel, keda sageli peetakse moodse astronoomia rajajaks, on kirjutanud: "Ei tohi oodata, et näed kohe. Nägemine on mingis suhtes kunst, mida peab õppima. Ma olen nägemist harjutanud palju öid ja oleks imelik, kui ma poleks sellise pideva harjutamisega saavutanud teatud osavust."

Jutt on kirjutatud astronoomia-ajakirjas Sky&Telescope ilmunud artikli põhjal. Sama artikkel on kätte saadav internetist