Сравнение эффективности фильтров для некоторых распространенных туманностей, часть 1
Перевод Гугул оригинальной статьи Filter Performance Comparisons For Some Common Nebulae. By Dave Knisely размещенной по адресу - https://www.prairieastronomyclub.org/filter-performance-comparisons-for-some-common-nebulae/
Фильтры для светового загрязнения и различные фильтры для «туманностей» появились ещё в конце 1970-х годов, и любители используют их с тех пор, чтобы выделить детали (и даже некоторые объекты), которые раньше было трудно или невозможно увидеть при небольшой апертуре. Когда я начал использовать их в начале 1980-х, конкретную информацию о том, какой фильтр может работать с тем или иным объектом (или даже о том, полезны ли вообще те или иные фильтры), часто было трудно найти. Даже те отчёты, которые были доступны, часто содержали неполную или неточную информацию. Опыт наблюдений с линейкой фильтров Lumicon помог, но некоторые вопросы всё ещё оставались без ответа. Мне было интересно, как различные фильтры покажут себя в среднем относительно друг друга при большом количестве объектов, и существует ли «лучший в целом» фильтр. В частности, мне также было интересно, был ли часто критикуемый фильтр H-Beta полезен для большего количества объектов, чем два-три объекта, чаще всего упоминаемые в публикациях. Летом 1999 года я решил начать более комплексные наблюдения, чтобы попытаться ответить на эти вопросы и определить, как наилучшим образом использовать эти фильтры в целом. Я разработал базовый обзор, охватывающий умеренное количество эмиссионных и планетарных туманностей, чтобы получить статистические данные об эффективности фильтров и попытаться ответить на следующие вопросы:
1. Как различные типы фильтров соотносятся с тем, что (в среднем) они показывают на определенной туманности?
2. Существует ли один «лучший» фильтр для туманностей, который будет работать с наибольшим количеством объектов?
3. Существуют ли подгруппы туманных объектов, которые реагируют на определенные типы фильтров лучше, чем другие?
4. Существует ли оптимальная мощность для использования фильтров для туманностей?
5. Фильтр H-Beta полезен только для туманностей Конская Голова, Кокон и Калифорния?
Я приобрёл многофильтровый селектор Lumicon для более быстрого сравнения и начал наблюдения с моим 10-дюймовым объективом Newtonian с диафрагмой f/5.6. Поскольку условия наблюдений в городе и пригороде сильно различались, я решил проводить наблюдения в месте с постоянно тёмным небом, чтобы посмотреть, на что способны фильтры при условиях, близких к оптимальным. Первый цикл был завершён в декабре того же года, и было сделано 55 первоначальных наблюдений объектов. Первые результаты были опубликованы 5 января 2000 года в почтовой рассылке AMASTRO и размещены в нескольких интернет-архивах. Со временем добавлялись новые объекты и проводились расширенные наблюдения с другими инструментами с более широким полем зрения. Проект продолжает развиваться, периодически внося изменения и обновления в надежде, что эта статья может послужить своего рода руководством для тех, кто хочет использовать фильтры для наблюдения за различными туманностями.
Ниже представлен обновлённый (12 сентября 2007 г.) отчёт о визуальных наблюдениях некоторых диффузных эмиссионных и планетарных туманностей, сравнивающий характеристики различных фильтров, предназначенных для таких объектов. Использовались следующие инструменты и увеличения: 10-дюймовый f/5.6 Newtonian ( 52x, 71x, 104x и 141x), 9,25-дюймовый f/10 SCT (59x, 98x), 8-дюймовый f/5 Newtonian (32x), 100-мм f/6 рефрактор (15x, 22x). Также было проведено несколько наблюдений невооружённым глазом с использованием фильтров, удерживаемых в руках и направленных вверх (для Розетты, Северной Америки, туманности Калифорния, комплекса Лямбда Ориона и Петли Барнарда). Использовались фильтры DEEP-SKY (широкополосный), UHC (узкополосный), OIII (линейный) и H-BETA (линейный) от Lumicon, и обычно все они монтировались в модифицированном селекторе многофильтровых фильтров Lumicon. Это позволяло проводить быстрые и многократные сравнения между фильтрами, избегая тем самым некоторых проблем с оценкой, вызванных временем, необходимым для смены фильтров, или отчетами из несравнительных отчетов по наблюдениям с одним фильтром. Наблюдения проводились только в условиях ясного темного и оптимального неба (предельная зенитная величина для невооруженного глаза 6,5 и слабее), поэтому эти результаты не отражают того, насколько хорошо эти фильтры справляются с умеренными и высокими уровнями светового загрязнения . Наблюдения проводились с нескольких участков темного неба в Небраске : озеро Рокфорд, озеро Биг-Индиан (оба с ZLM от 6,5 до 7,0) и водохранилище Мерритт ( Nebraska Star Party: ZLM от 7,2 до 7,6). Тестовые объекты изначально были выбраны из туманностей, нанесенных на карту Беквара ATLAS OF THE HEAVENS 1950 (Скалнате-Плесо) и SKY ATLAS 2000.0 (В. Тирион, 1-е издание), которые были проверены как по крайней мере обнаруживаемые с помощью фильтра UHC или Deep-Sky в 10-дюймовом ньютоновском телескопе. Список объектов позже был расширен за счет включения некоторых, нанесенных на карту URANOMETRIA 2000.0 (2-е издание) и программного атласа MEGASTAR 5.0 . Дополнительные объекты, весьма вероятно, будут добавлены в будущем. Подробные описания объектов см. в любом из различных руководств по наблюдениям. Некоторые объекты были обследованы более одного раза, так как первоначальные наблюдения, сделанные с помощью 10-дюймового телескопа (основного инструмента на ранних этапах обзора), иногда не позволяли определить, какой фильтр лучше, или противоречили наблюдениям с помощью более новых инструментов с более широким полем зрения, которые стали доступны позже. Однако для поддержания хоть какой-то согласованности использовался только первоначальный набор фильтров Lumicon, хотя стали доступны и другие аналогичные фильтры, которые могли бы изменить результаты.
Были использованы два метода для приблизительного указания того, насколько хорошо каждый фильтр работал на данном объекте. В первом методе каждому фильтру или каждому наблюдаемому объекту присваивался рейтинг производительности «Оценка» от 0 до 5 баллов; Пример: OIII (4) означает, что OIII дал значительное улучшение обзора по сравнению с использованием без фильтра и добавляет 4 балла к его общей сумме баллов. Такие пункты, как общая яркость поверхности, наблюдаемая область туманности и контрастность деталей, использовались для оценки того, насколько хорошо фильтр улучшил обзор. Однако, поскольку эта визуальная оценка содержит некоторые личные предпочтения наблюдателя, конкретные результаты для каждого объекта могут быть немного субъективными в долгосрочной перспективе. Разные наблюдатели могут иметь несколько разную оценку различных фильтров для разных объектов, поэтому эти результаты не следует считать строго окончательными. Тем не менее, оценка должна в среднем давать приблизительное представление о том, какие фильтры могут оказаться полезными для данного объекта.
Легенда «подсчета очков»(5):
Очень большое улучшение по сравнению с отсутствием фильтра.
(4): Значительное улучшение по сравнению с отсутствием фильтра.
(3): Умеренное улучшение по сравнению с отсутствием фильтра.
(2): Незначительное улучшение по сравнению с отсутствием фильтра.
(1): Незначительное улучшение или его отсутствие по сравнению с отсутствием фильтра.
(0): Гораздо хуже, чем при отсутствии фильтра (объект не виден или не различим).
*** ОБЩИЕ БАЛЛЫ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАННЫХ НА НАСТОЯЩИЙ МОМЕНТ ТУМАННОСТЕЙ *** (95 объектов по состоянию на 12 сентября 2007 г.)
UHC…… 334 балла, средний рейтинг 3,52
ОIII….. 302 балла, средняя оценка 3,18
DEEP-SKY. 207 баллов, средняя оценка 2,18
H-BETA… 143 балла, средний рейтинг 1,51
Второй метод – это персональная рекомендация по выбору наилучшего фильтра для данного объекта, основанная главным образом на общем визуальном восприятии и, таким образом, в ещё большей степени являющаяся делом вкуса и предпочтений. Яркость туманности, общая площадь изображения, контрастность деталей и общий вид рассматривались в совокупности, чтобы дать заключение о том, какой фильтр может подойти для того или иного объекта. Другие наблюдатели, несомненно, имели бы несколько иные мнения о рекомендациях для конкретных наблюдаемых объектов. Если объекты были лучше видны в двух фильтрах (т.е. имели почти одинаковую или положительную производительность), обоим фильтрам давалась рекомендация для объекта, причём тот, который давал лучшее общее изображение, указывался первым, а тот, который был «почти вторым» по качеству, – рядом с ним.
РЕЗЮМЕ РЕЙТИНГА РЕКОМЕНДАЦИЙ
Лучший результат UHC по 41 туманности, второй по величине результат по 47 туманностям.
ОБЩЕЕ 1-е и 2-е РЕКОМЕНДАЦИИ по UHC: 88 объектов.
OIII лучший по 34 туманностям (с учетом включения некоторых планетарных туманностей),
почти второе место по 22 туманностям. *НЕ* рекомендуется по 6 туманностям.
ОБЩЕЕ 1-е и 2-е РЕКОМЕНДАЦИИ по ОIII: 56 объектов.
H-BETA лучше всего подходит для 16 туманностей, второй лучший — для 2 туманностей.
*НЕ* рекомендуется для 39 туманностей!
ОБЩАЯ 1-я и 2-я РЕКОМЕНДАЦИИ для H-Beta: 18 объектов.
DEEP-SKY лучший результат на 7 туманностях, второй лучший результат на 3 туманностях.
*Обеспечил по крайней мере небольшое улучшение для *всех* исследованных туманностей.
ОБЩАЯ 1-я и 2-я РЕКОМЕНДАЦИИ для DEEP-SKY: 10 объектов.
ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ В РЕЗУЛЬТАТАХ
До сих пор (за несколькими заметными исключениями) цифры показывают, что UHC и OIII являются фильтрами выбора для просмотра туманностей, и в некоторой степени поддерживают общую рекомендацию о том, что если можно купить только один фильтр, это должен быть UHC или аналогичный узкополосный фильтр . Используя различные мощности, было обнаружено, что в целом узкополосные и линейные фильтры, как правило, показывают наилучшие результаты при значениях от примерно 3,6x на дюйм апертуры (выходной зрачок 7 мм) до примерно 9,9x на дюйм апертуры (выходной зрачок 2,6 мм) с немного лучшей общей производительностью, часто наблюдаемой в нижней половине этого диапазона (особенно для фильтров OIII и H-Beta). Однако этот диапазон не следует считать абсолютным, поскольку существуют некоторые конкретные ситуации, когда каждый из этих фильтров может быть успешно использован при мощностях, значительно более высоких, чем указанные выше. Однако в целом, меньшая мощность, как правило, была несколько лучше, особенно для более крупных и более рассеянных объектов.
Относительные характеристики качества изображения показывают, что фильтр UHC, как правило, выявляет несколько большую и/или более яркую область туманности с большим количеством эмиссионных туманностей, чем фильтр OIII, в то время как фильтр OIII часто обеспечивает несколько большую контрастность и более чёткую передачу тёмных деталей на данном объекте . Действительно, существует несколько туманностей, которые, по-видимому, демонстрируют особенно высокий уровень контрастности с фильтром OIII, что делает его «фильтром выбора». Однако для некоторых из этих «объектов OIII» некоторые люди всё же могут предпочесть узкополосный фильтр OIII за несколько более яркое изображение, которое он может дать, особенно при увеличении в верхней половине диапазона 3,5x–9,9x на дюйм. Таким образом, выбор между двумя фильтрами (узкополосный или OIII) иногда может быть скорее личным предпочтением (т.е. яркость или контраст), чем объективным стандартом. В целом, наибольшее улучшение в изображении туманностей наблюдалось в самых слабых деталях, поэтому правильная полная темновая адаптация и использование бокового зрения оказались решающими для максимально эффективного использования этих фильтров.
Фильтр OIII, как правило, был немного лучше для поиска небольших планетарных туманностей в богатых звёздных полях, используя технику «мигания», чем UHC. Однако фильтр H-beta часто портил вид многих планетарных туманностей, за редкими исключениями. Включение некоторых планетарных туманностей, возможно, немного завысило общий балл фильтра OIII, поскольку в целом OIII часто показывает себя немного лучше на таких объектах. Кроме того, для достижения наилучших результатов OIII, как правило, требует несколько меньшего диапазона увеличения, чем UHC. Таким образом, для телескопов с большим фокусным расстоянием, которым сложно достичь очень малых увеличений, UHC иногда может быть лучшим выбором. Однако фильтр OIII успешно использовался при обзоре ряда эмиссионных туманностей как в 80-мм, так и в 100-мм апертурах RFT, поэтому «миф» о его бесполезности в апертурах менее 8 дюймов просто не соответствует действительности. Недавно появившийся фильтр DGM Optics NPB (узкополосный фильтр типа UHC) не использовался в обзоре, но иногда обеспечивал почти такой же контраст на некоторых объектах, как фильтр OIII или даже фильтр H-Beta. Таким образом, использование этого фильтра вместо UHC, несомненно, изменило бы некоторые из представленных ниже оценок.
Фильтр H-Beta, как правило, был наиболее полезен для более ограниченного числа объектов (около 17% от 95 исследованных объектов), чем фильтры UHC или OIII. Это может быть связано, по крайней мере, отчасти с тем, что многие из так называемых «объектов H-Beta» представляют собой очень слабые туманности с низким уровнем возбуждения и, следовательно, находятся вблизи или за пределами видимости моего десятидюймового телескопа. Действительно, более крупные апертуры, вероятно, изменили бы некоторые оценки, одновременно увеличив количество объектов, реагирующих на различные фильтры. Широкополосный фильтр Deep-Sky почти всегда давал хотя бы некоторое увеличение контраста практически для каждого наблюдаемого объекта (особенно при наличии свечения неба), но редко давал заметное улучшение изображения. Однако для «смешанных» туманностей (т.е. отражательных и эмиссионных объектов) Deep-Sky может быть предпочтительным фильтром. Широкополосный фильтр Deep-Sky, как правило, имел самый широкий диапазон применимой мощности, достигая 22x на дюйм (выходной зрачок 1,2 мм). Рейтинг фильтра (3) и выше должен указывать на то, что фильтр определённо стоит использовать для данного объекта, даже если он не получил «первую» рекомендацию. Результаты сравнения фильтров для каждого из рассматриваемых объектов представлены ниже, но другим рекомендуется немного поэкспериментировать и не позволять этим результатам чрезмерно влиять на их выбор фильтра.
РЕЗУЛЬТАТЫ КОНКРЕТНЫХ ОБЪЕКТОВ
Для каждого объекта указан используемый(е) инструмент(ы), кратность увеличения и различные фильтры. В скобках указана числовая оценка каждого фильтра (0, 1, 2, 3, 4, 5; см. предыдущие комментарии), за которой следуют комментарии. Затем приводится общая рекомендация по выбору фильтра для конкретного объекта. В разделе «РЕКОМЕНДАЦИИ» символ «/» между двумя фильтрами означает, что *оба* фильтра будут хорошо работать с объектом, причём фильтр слева от косой черты, возможно, будет немного лучшим выбором: например, «UHC/OIII» означает, что UHC может быть немного лучше в целом, но OIII также будет весьма полезен.
M1 КРАБОВИНАЯ ТУМАННОСТЬ (SNR в Тельце)
(10 дюймов f/5.6, 52x, 71x, 141x.)
DEEP-SKY: (3) Улучшает контраст и выявляет тонкий дугообразный выступ на восточном конце.
UHC: (4) Затемняет фон и выявляет небольшие намеки на рваные детали по краям, при этом восточный «выступ» теперь более заметен.
OIII: (3) Гораздо темнее, чем в UHC, выглядит немного меньше и немного круглее, но с намёками на нитевидные детали по краям и по всей туманности при увеличении 141x.
H-BETA: (0) едва заметен.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M1: UHC/DEEP-SKY (H-beta *не* рекомендуется).
ТУМАННОСТЬ ЛАГУНА M8 (диффузная туманность в Стрельце)
(10 дюймов f/5.6, 52x).
ГЛУБОКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ: (3) Некоторое увеличение контрастности, при этом становится видна немного большая туманность, чем без фильтра.
UHC: (5) Значительное повышение контрастности и видимости внешней туманности. Туманность выглядит значительно крупнее (почти градус в ширину) с некоторым улучшением детализации, особенно во внешних областях.
OIII: (5) Немного тусклее, чем в UHC, но немного контрастнее и тёмнее, чем в UHC. Некоторые внешние туманности тускнеют, но детализация во внутренних областях замечательная. Возможно, является лучшим фильтром в условиях светового загрязнения.
H-BETA: (2) Значительно затемняет туманность, и только круглый шар дымки вокруг туманности Песочные часы и внешняя дуга остаются хорошо различимыми.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M8: UHC/OIII
M16 ТУМАННОСТЬ ОРЕЛ (диффузная туманность в созвездии Змеи)
(10 дюймов f/5.6, 52x).
ДИП-СКАЙ: (2) Слабую диффузную туманность немного легче увидеть, чем без фильтра. В туманности не так много деталей.
UHC: (4) Значительное увеличение видимой туманности, демонстрирующее широкий рассеянный веер света в форме буквы «Т». Вдоль северной стороны становится заметным небольшое более тёмное включение.
OIII: (4) Немного слабее, чем у UHC, с немного менее слабой внешней туманностью, но показывает больше контраста и темных деталей внутри, включая слабые узкие «пальцы» с южной стороны в центр туманности при боковом зрении.
H-BETA: (2) Значительно затемняет туманность, но форма буквы «Т» все еще смутно видна.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M16: UHC/OIII, но H-BETA портит обзор.
Туманность M17 Лебедь (Омега) (диффузная туманность в Стрельце)
(10 дюймов f/5.6, 52x).
ГЛУБОКОЕ НЕБО: (3) Некоторое улучшение контрастности и детализации, при этом более тусклая петля туманности на северо-востоке только начинает видна, образуя форму омеги.
UHC: (4) Заметное улучшение контрастности и детализации, при этом большая часть слабой туманности на внешних областях и вдоль петли «омега» становится довольно легко различимой.
OIII: (5) Немного тусклее, чем UHC, но контрастность также выше, с довольно яркой тёмной областью, которая становится заметной вдоль западной стороны шеи лебедя. Тёмные детали внутри основной полосы чётче, чем у UHC.
H-BETA: (1) Объект заметно затемнен по сравнению с другими фильтрами, что делает фильтр плохим выбором для использования на M17.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M17: OIII/UHC (H-BETA не рекомендуется).
ТРЕХСЕКРЕТИВНАЯ ТУМАННОСТЬ M20 (диффузная эмиссионно-отражательная туманность в Стрельце)
(10 дюймов f/5.6, 52x, 71x)
DEEP-SKY: (2) Небольшая разница между отфильтрованными и неотфильтрованными изображениями с небольшим усилением контрастности за счет фильтра, но при наличии светового загрязнения фильтр может оказаться более полезным.
UHC: (4) Туманность немного тусклее, чем с фильтром DEEP-SKY, с небольшим усилением контрастности по сравнению с DEEP-SKY и большим усилением контрастности по сравнению с нефильтрованными изображениями.
OIII: (3) Туманность слабее, чем у UHC или DEEP-SKY, а основная трехраздельная часть выглядит немного меньше (затрагивает северную отражательную туманность), но темные детали во внутренних «полосах» видны немного лучше.
H-BETA: (4) Туманность несколько тусклее, чем в UHC, но трёхраздельное сечение показывает немного большую площадь туманности, чем в UHC. Это подавляет отражательную туманность и снижает яркость деталей вокруг центральной звезды.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M20: UHC/H-BETA.
ТУМАННОСТЬ M27 ГАНТЕЛЬ (планетарная туманность в Лисичке)
(10 дюймов f/5.6, 52x, 71x).
ГЛУБОКОЕ НЕБО: (3) Некоторое улучшение видимости внешней дымки по бокам гантели, но объект также немного слабее.
UHC: (5) Значительное улучшение контрастности и внешней детализации: большие «крылья» света по бокам гантели стали хорошо видны. Внутри всё кажется ярче и больше, с интересным зеленоватым свечением.
OIII: (4) Тусклее, чем у UHC, но внутри больше тёмных деталей и контраста. «Крылья» по бокам не такие обширные, как у UHC, но всё ещё видны.
H-BETA: (1) Туманность сильно затемнена фильтром, скрывающим мелкие внешние детали и показывающим только внутреннюю гантелеобразную форму.
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ M27: UHC (OIII также полезен для отображения некоторых внутренних деталей, но H-BETA НЕ рекомендуется).
M42 БОЛЬШАЯ ТУМАННОСТЬ ОРИОНА (диффузная туманность)
(10 дюймов f/5.6, 52x, 71x).
ДИП-СКАЙ: (3) Наблюдается умеренное повышение контрастности, и заметно гораздо больше внешних туманностей. Этот фильтр хорошо подходит для широкой публики, поскольку он по-прежнему показывает звёзды, но при этом усиливает видимость туманностей.
UHC: (5) Наблюдается значительное увеличение контрастности при отсутствии фильтра. Внешняя туманность довольно легко различима, а южная петля легко различима боковым зрением. Синеватые и зеленоватые оттенки довольно легко различимы прямым зрением.
OIII: (4) Некоторые из самых внешних областей туманности затемнены, но контрастность повысилась, а детализация светлых и тёмных участков значительно улучшилась, особенно во внутренних областях. M43 несколько тусклее, чем в фильтре UHC, но узкая полоса пропускания OIII может сделать его предпочтительным фильтром при наличии светового загрязнения.
H-BETA: (3) Значительная часть более тусклых внешних областей туманности исчезает, но веерообразная основная часть и M43 остаются, с интересным контрастом и изменениями в деталях, включая более яркую линейную дугу в западной части веера. Некоторые красноватые оттенки также видны в Lumicon H-beta.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M42: UHC/OIII (почти равный)*
M43 (северная часть Большой туманности Ориона)
(10 дюймов f/5.6, 52x, 71x).
DEEP-SKY: (3) более высокая контрастность, чем без фильтра, но не так много улучшения деталей, за исключением случаев светового загрязнения.
UHC: (3) несколько более контрастный, чем у Deep-Sky, теперь легко различима общая форма «запятой».
OIII: (2) затемняет туманность, но общая форма все еще хорошо различима.
H-BETA: (4) Действительно выделяет M43, с высоким контрастом и некоторыми нерегулярными темными деталями в общей туманности в форме запятой.
РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M43: H-BETA (UHC и Deep-Sky также помогают).
Продолжение - https://zoreliub.com.ua/ua/a518620-sravnenie-effektivnosti-filtrov.html
