Порівняння ефективності фільтрів для деяких поширених туманностей, частина 1

Переклад Гугул оригінальної статті Filter Performance Comparisons For Some Common Nebulae. By Dave Knisely розміщеної за адресою — https://www.prairieastronomyclub.org/filter-performance-comparisons-for-some-common-nebulae/

Фільтри для світлового забруднення та різні фільтри для «туманностей» з'явилися ще наприкінці 1970-х років і прихильники використовують їх відтоді, щоб виділити деталі (і навіть деякі об'єкти), які раніше було важко або неможливо побачити у разі невелика апертура. Коли я почав використовувати їх на початку 1980-х, конкретну інформацію про те, який фільтр може працювати з тим чи іншим об'єктом (або навіть про те, чи корисні взагалі ті чи інші фільтри), часто було важко знайти. Навіть ті звіти, які були доступні, часто містять неповну чи неточну інформацію. Досвід спостережень із лінійкою фільтрів Lumicon допоміг, але деякі питання все ще залишалися без відповіді. Мені було цікаво, як різні фільтри покажуть себе в середньому відносно один одного за великої кількості об'єктів і чи є «найкращий загалом» фільтр. Зокрема, мені також було цікаво, чи був часто критичний фільтр H-Beta корисний для більшої кількості об'єктів, ніж два-три об'єкти, найчастіше згадувані в публікацій. Влітку 1999 року я вирішив почати більш комплексні спостереження, щоб спробувати відповісти на ці питання та визначити, як найкраще використовувати ці фільтри загалом. Я розробив базовий огляд, що охоплює помірну кількість емісійних і планетарних туманностей, щоб отримати статистичні дані про ефективність фільтрів і спробувати відповісти на такі питання:

1. Як різні типи фільтрів співвідносяться з тим, що (у середньому) вони показують на певній туманності?

2. Чи є один «найкращий» фільтр для туманностей, який працюватиме з найбільшою кількістю об'єктів?

3. Чи є підгрупи туманних об'єктів, які реагують на певні типи фільтрів краще, ніж інші?

4. Чи є оптимальна потужність для використання фільтрів для туманностей?

5. Фільтр H-Beta корисний тільки для туманностей Кінська Голова, Кокон і Каліфорнія?

Я отримав багатофільтровий селектор Lumicon для швидшого порівняння та почав спостереження з моим 10-дюймовим об'єктивом Newtonian з діафрагмою f/5.6. Оскільки умови спостережень у місті та передмісті сильно розрізнялися, я вирішив проводити спостереження в місці з постійно темним небом, щоб подивитися, на що здатні фільтри за умов, близьких до оптимальних. Перший цикл був завершений у грудні того ж року, і було зроблено 55 первинних спостережень об'єктів. Перші результати були опубліковані 5 січня 2000 року в поштовому розсиланні AMASTRO і розміщені в декількох інтернет-архітах. Згодом додавалися нові об'єкти та проводилися розширені спостереження з іншими інструментами з ширшим полем зору. Проект і далі розвивається, періодично вносячи зміни та оновлення в надії, що ця серія може послугувати свого роду керівництвом для тих, хто хоче використовувати фільтри для спостереження за різними туманностями.

Нижче представлений оновлений (12 вересня 2007 р.) звіт про візуальні спостереження деяких дифузних емісійних і планетарних туманностей, що порівнює характеристики різних фільтрів, призначених для таких об'єктів. Використовувалися такі інструменти та збільшення:   10-дюймовий f/5.6 Newtonian ( 52x, 71x, 104x и 141x),   9,25-дюймовий f/10 SCT  (59x, 98x),  8-дюймовий f/5 Newtonian  (32x),   100-мм f/6 рефрактор  (15x, 22x). Також було проведено кілька спостережень незброєним оком з використанням фільтрів, що утримуються в руках і спрямованих вгору (для Розетки, Північної Америки, туманності Каліфорнія, комплексу Лямбда Оріона та Петлі Барнарда). Використовувалися фільтри  DEEP-SKY  (широкосмуговий),  UHC  (вузкосмуговий),  OIII  (лінійний) і  H-BETA  (лінійний) від Lumicon, і зазвичай всі вони монтувалися в модифікованому селекторі багатофільтрових фільтрів Lumicon. Це дало змогу робити швидкі та багаторазові порівняння між фільтрами, уникаючи в такий спосіб деяких проблем з оцінкою, викликаних часом, необхідним для зміни фільтрів, або звітами з несправжніх звітів з спостереженнях з одним фільтром. спостереження проводилися тільки в умовах ясного темного та оптимального неба (попередня зенітна величина для неозброєним оком 6,5 і слабкіше), тому  ці результати  не відбивають того, наскільки добре ці фільтри справляються з помірними та високими рівнями світлового забруднення . спостереження проводилися з декількох  ділянок темного неба в Небрасці  : озеро Рокфорд, озеро Біг-Індіан (оба з ZLM від 6,5 до 7,0) і водосховище Меритт ( Nebraska Star Party:  ZLM от 7,2 до 7,6). Тестові об'єкти спочатку були обрані з туманностей, нанесених на карту Беквара  ATLAS OF THE HEAVENS 1950  (Скалнате-Плесо) и  SKY ATLAS 2000.0  (В. Тіріон, 1-е видання), які були перевірені як принаймні виявлені за допомогою фільтра UHC або Deep-Sky у 10-дюймовому монотоновському телескопі. Список об'єктів пізніше був розширений завдяки ввімкненню деяких, нанесених на карту  URANOMETRIA 2000.0  (2-е видання) і програмного атласу  MEGASTAR 5.0 . Додаткові об'єкти, вельми ймовірно, будуть додані в майбутньому.   Докладні описи об'єктів див. у будь-якому з різних руковідвідів із спостереження. Деякі об'єкти були обстежені більш ніж один раз, позаяк початкові спостереження, зроблені за допомогою 10-дюймового телескопа (основного інструменту на ранніх етапах огляду), іноді не давали змогу визначити, який фільтр кращий, або маточили спостереженням за допомогою більш нових інструментів із ширшим полем зору, які стали доступними пізніше. Однак для підтримки хоч якоюсь узгодженості використовувався тільки початковий набір фільтрів Lumicon, хоча стали доступні й інші аналогічні фільтри, які могли б змінити результати.

Було використано два методи для приблизного вказівки того, наскільки добре кожен фільтр працював на цьому об'єкті. У першому методі кожному фільтру або кожному об'єкту, що спостерігається, присвоювався рейтинг продуктивності «Оцінка» від 0 до 5 балів; Приклад: OIII (4) означає, що OIII дав чимале поліпшення огляду, порівнюючи з використанням без фільтра, і додає 4 бали до його загальної сумі балів. Такі пункти, як загальна яскравість поверхні, що спостерігається зона туманності та контрастність деталей, використовувалися для оцінки того, наскільки добре фільтр покращив огляд.    Однак, оскільки ця візуальна оцінка містить деякі особисті переваги спостерігача, конкретні результати для кожного об'єкта можуть бути трохи суб'єктивною в довгостроковій перспективі.  Різні спостерігачі можуть мати кілька різних категорій різних фільтрів для різних об'єктів, тому ці результати не треба вважати строго остаточними. Проте оцінка має в середньому давати приблизне уявлення про те, які фільтри можуть виявитися корисними для цього об'єкта.

Легенда «підрахунку окулярів» (5):

Дуже велике поліпшення, як порівняти з тим, що немає фільтра.

(4): Чимале поліпшення, порівнюючи з браком фільтра.

(3): Помірне поліпшення, порівнюючи з браком фільтра.

(2): Незначне поліпшення, порівнюючи з браком фільтра.

(1): Незначне поліпшення або його відсутність, порівнюючи з тим, що немає фільтра.

(0): Набагато гірше, ніж у разі відсутності фільтра (об'єкт не видно або не помітний).

 *** ЗАГАЛЬНІ БАЛЕРИ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИХ НА СПРАВЖНІЙ МОМЕНТ ТУМАННОСТЕЙ **  (95 об'єктів становлення на 12 вересня 2007 р.)

UHC…… 334 бали, середній рейтинг 3,52

ОIII….. 302 бали, середня оцінка 3,18

DEEP-SKY. 207 балів, середня оцінка 2,18

H-BETA... 143 бали, середній рейтинг 1,51

Другий метод — це персональна рекомендація щодо вибору найкращого фільтра для цього об'єкта, що ґрунтується головним чином на загальному візуальному сприйняттю і, отже, ще більшою мірою є справою смаку та переваг. Яскравість туманності, загальна площа зображення, контрастність деталей і загальний вигляд розглядалися в сукупності, щоб дати висновок про те, який фільтр може підійти для того чи іншого об'єкта. Інші спостерігачі, безсумнівно, мали б кілька інших думок про рекомендації для конкретних об'єктів, що спостерігаються. Якщо об'єкти були краще помітні у двох фільтрах (тобто мали майже однакову або позитивну продуктивність), обом фільтрам використовувалася рекомендація для об'єкта, причому той, який дав найкраще загальне зображення, мав перший, а той, який був «майже другим» за якістю, — поруч із ним.

РЕЗЮМІ РЕЙТИНГА РЕКОМЕНДАЦІЙ

Найкращий результат UHC по 41 туманності, другий за величиною результат по 47 туманностях.

ОСОЩЕ 1-е і 2 РЕКОМЕНДАЦІЇ через UHC: 88 об'єктів.

OIII найкращий за 34 туманностями (з урахуванням увімкнення деяких планетарних туманностей),

майже друге місце по 22 туманностям. *НЕ* рекомендується по 6 туманностях.

ОСНОВЕ 1-е та 2 РЕКОМЕНДАЦІЇ за ОII: 56 об'єктів.

H-BETA найкраще підходить для 16 туманностей, другий найкращий — для 2 туманностей.

*НЕ* рекомендується для 39 туманностей!

ОГЛЯДУВА 1-Я і 2 РЕКОМЕНДАЦІЇ для H-Beta: 18 об'єктів.

DEEP-SKY найкращий результат на 7 туманностях, другий найкращий результат на 3 туманностях.

*Обезпечив щонайменше невелике поліпшення для *всих* досліджених туманностей.

ОГЛЯДУВА 1-Я і 2 РЕКОМЕНДАЦІЇ для DEEP-SKY: 10 об'єктів.

ОТРИМНІ ТЕНДЕНЦІЇ У РЕЗУЛЬТАТУХ

     До сих пір (за декількома помітними винятками) цифри показують, що UHC і OIII є фільтрами вибору для перегляду туманностей, і певною мірою підтримують загальну рекомендацію про те, що  якщо можна купити тільки один фільтр, це має бути UHC або аналогічний вузькосмуговий фільтр . Використовуючи різні потужності, було виявлено, що загалом вузькосмугові та лінійні фільтри, зазвичай, показують найкращі результати за значень від приблизно 3,6x на дюйм апертури (вихідний зірок 7 мм) до приблизно 9,9x на дюйм апертури (вихідний зірачок 2,6 мм) з трохи найкращою загальною продуктивністю, що часто спостерігається в нижній половині цього діапазону (особливо для фільтрів OIII та H-Beta). Однак цей діапазон  не слідує  вважати абсолютним, оскільки є деякі конкретні ситуації, коли кожен із цих фільтрів може бути успішно використаний у разі потужностей, набагато вищі, ніж зазначені вище. Однак загалом менша потужність, зазвичай, була трохи кращою, особливо для більших і більш розсіяних об'єктів.

Відносні характеристики якості зображення показують,  що фільтр UHC, зазвичай, виявляє дещо більшу і/або яскравішу зону туманності з великою кількістю емісійних туманностей, ніж фільтр OIII, тоді як фільтр OIII часто забезпечує дещо більшу контрастність і чіткішу передавання темних деталей на цьому об'єкті . Дійсно, є кілька туманностей, які, мабуть, демонструють особливо високий рівень контрастності з фільтром OIII, що робить його «фільтром вибору». Однак для деяких із цих «об'ємів OIII» деякі люди все ж можуть препочесть вузькосмуговий фільтр OIII за дещо яскравіше зображення, яке він може дати, особливо у разі збільшення у верхній половині діапазону 3,5x-9,9x на дюйм. Отже, вибір між двома фільтрами (вузкосмуговий або OIII) іноді може бути швидше особистим перевагам (тобто яскравість або контраст), ніж об'єктивним стандартом. Загалом, найбільше поліпшення в зображенні туманностей спостерігалося в найслабших деталях, тому правильна повна темнова адаптація і використання бічного зору виявилися вирішальними для максимально ефективного використання цих фільтрів.

Фільтр OIII, зазвичай, був трохи кращим для пошуку невеликих планетарних туманностей у багатих зоряних полях, використовуючи техніку «мигання», ніж UHC. Однак фільтр H-beta часто псував вигляд багатьох планетарних туманностей, за рідкісними винятками. Вмикання деяких планетарних туманностей, можливо, трохи посилило загальний бал фільтра OIII, оскільки загалом OII часто показує себе трохи краще на таких об'єктах. Крім того, для досягнення найкращих результатів OIII зазвичай вимагає кілька меншого діапазону збільшення, ніж UHC. Отже, для телескопів із великою фокусною відстанню, яким складно досягти дуже малих збільшень, UHC іноді може бути найкращим вибором. Однак фільтр OIII успішно використовувався під час огляду ряду емісійних туманностей як у 80-мм, так і в 100-мм апертурах RFT, тому «міф» про його марність в апертурах менш ніж 8 дюймів просто не відповідає дійсності. Фільтр DGM Optics NPB (ушкосний фільтр типу UHC) не використовувався в огляді, але іноді забезпечував майже такий самий контраст на деяких об'єктах, як фільтр OIII або навіть фільтр H-Beta. Отже, використання цього фільтра замість UHC безсумнівно змінило б деякі з представлених нижче оцінок.

Фільтр H-Beta, зазвичай, був найбільш корисний для більш обмеженої кількості об'єктів (приблизно 17% від 95 досліджених об'єктів), ніж фільтри UHC або OII. Це може бути пов'язано, принаймні, з тим, що багато так званих «об'єктів H-Beta» являють собою дуже слабкі туманності з низьким рівнем збудження, а отже, і перебувають поблизу або за межами видимості свого десятидюймового телескопа. Дійсно, більші апертури, ймовірно, змінили б деякі оцінки, одночасно збільшивши кількість об'єктів, які реагують на різні фільтри. Широкосмуговий фільтр Deep-Sky майже завжди надав хоча б трохи збільшення контрасту практично для кожного об'єкта, що спостерігається (особливо за наявності світіння неба), але рідко дає помітне поліпшення зображення. Однак для «змішаних» туманностей (тобто відбивних і емісійних об'єктів) Deep-Sky може бути найкращим фільтром. Широкосмуговий фільтр Deep-Sky, зазвичай, мав найширший діапазон застосовуваної потужності, досягаючи 22x на дюйм (вихідний зіниці 1,2 мм). Рейтинг фільтра (3) і вище має вказувати на те, що фільтр точно варто використовувати для цього об'єкта, навіть якщо він не отримав «перову» рекомендацію. Результати порівняння фільтрів для кожного з об'єктів, що розглядаються, представлені нижче, але іншим рекомендується трохи поекспериментувати й не давати цим результатам надмірно впливати на їхній вибір фільтра.

РЕЗУЛЬТАТИ КОНКРЕТНИХ ОБ'ЄКТОВ

Для кожного об'єкта вказаний інструмент (і) — інструмент(і), кратність збільшення й різні фільтри. У дужках вказана числова оцінка кожного фільтра (0, 1, 2, 3, 4, 5; див. попередні коментарі), за якими йдуть коментарі. Потім наводиться загальна рекомендація щодо вибору фільтра для конкретного об'єкта. У розділі «РЕКОМЕНДАЦІЇ» символ «/» між двома фільтрами означає, що *оба* фільтри добре працюватимуть з об'єктом, причому фільтр зліва від косої риси, можливо, буде трохи найкращим вибором: наприклад, «UHC/OIII» означає, що UHC може бути небагато краще загалом, але OII також буде дуже корисний.

M1 КРАБОВІНА ТУМАННІСТЬ (SNR у Тьці)

(10 дюймів f/5.6, 52x, 71x, 141x.)

DEEP-SKY: (3) Покращує контраст і виявляє тонкий дугоподібний виступ на східному кінці.

UHC: (4) Затемнює фон і виявляє невеликі натяки на рвані деталі по краях, водночас східний «виступ» тепер помітніший.

OII: (3) набагато темніший, ніж в UHC, має трохи менший і трохи кругліший вигляд, але з намоками на ниткоподібні деталі по краях і по всій туманності у разі збільшення 141x.

H-BETA: (0) ледь помітний.

РЕКОМЕНДАЦІЯ ДЛЯ M1: UHC/DEEP-SKY (H-beta *не* рекомендується).

ТУМАННІСТЬ ЛАГУНА M8 (дифузна туманність у Стрельця)

(10 дюймів f/5.6, 52x).

ГЛУБОКЕ ЗОБРАЖЕННЯ: (3) Декільке збільшення контрастності, водночас стає видно трохи більшу туманність, ніж без фільтра.

UHC: (5) чимале підвищення контрастності та видимості зовнішньої туманності. Туманність має набагато більший вигляд (майже градус завширшки) з деякими поліпшеннями деталізації, особливо в зовнішніх зонах.

OII: (5) Трохи тьмяніше, ніж в UHC, але трохи контрастніше та темніше, ніж в UHC. Деякі зовнішні туманності тьмяніють, але деталізація у внутрішніх зонах чудова. Можливо, є найкращим фільтром в умовах світлового забруднення.

H-BETA: (2) Неабияк затемнює туманність, і тільки кругла куля серпанку навколо туманності Пісочний годинник і зовнішня дуга залишаються добре помітними.

РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M8: UHC/OIII

M16 ТУМАННІСТЬ ОРЕЛ (дифузна туманність у сузір'ї Змії)

(10 дюймів f/5.6, 52x).

ДІП-СКАЙ: (2) Слабка дифузна туманність трохи легше побачити, ніж без фільтра. У туманності не так багато деталей.

UHC: (4) Чимле збільшення видимої туманності, що демонструє широкий розсіяний віял світла у формі літери «Т». Уздовж північної сторони стає помітним невелике темніше увімкнення.

OII: (4) Трохи слабкіший, ніж у UHC, з трохи слабкою зовнішньою туманністю, але показує більше контрасту та темних деталей усередині, включно з слабкими вузькими «пальцями» з південного боку в центр туманності за бічного зору.

H-BETA: (2) Неабияк затемнює туманність, але форма букви «Т» все ще злагоджена.

РЕКОМЕНДАЦІЯ ДЛЯ M16: UHC/OIII, але H-BETA псує огляд.

Туманність M17 Лебідь (Омега) (дифузна туманність у Стрежці)

(10 дюймів f/5.6, 52x).

ГЛУБОКОЕ НЕБО: (3) Деяке поліпшення контрастності та деталізації, водночас більш тьмяна петля туманності на північному сході тільки починає видно, утворюючи форму омеги.

UHC: (4) Помітне поліпшення контрастності та деталізації, водночас більша частина слабкої туманності на зовнішніх зонах і вздовж петлі «омега» стає досить легко помітною.

OII: (5) Трохи тьмяніше, ніж UHC, але контрастність також вища, з досить яскравою темною зоною, яка стає помітною уздовж західної сторони шиї лебедя. Темні деталі всередині основної смуги чіткіші, ніж у UHC.

H-BETA: (1) Об'єкт помітно затемнений проти інших фільтрів, що робить фільтр поганим вибором для використання на M17.

РЕКОМЕНДАЦІЯ ДЛЯ M17: OIII/UHC (H-BETA не рекомендується).

ТРЕХСЕКРЕТИВНА ТУМАННІСТЬ M20 (дифузна емісійно-відбивна туманність у Стрільці)

(10 дюймів f/5.6, 52x, 71x)

DEEP-SKY: (2) Невелика різниця між відфільтрованими та невідфільтрованими зображеннями з невеликим посиленням контрастності завдяки фільтру, але за наявності світлового забруднення фільтр може виявитися корисним.

UHC: (4) Туманність трохи тьмяніша, ніж із фільтром DEEP-SKY, з невеликим посиленням контрастності проти DEEP-SKY і великим посиленням контрастності, порівнюючи з нефільтрованими зображеннями.

OII: (3) Туманність слабкіша, ніж у UHC або DEEP-SKY, а основна трироздільна частина має трохи менший вигляд (затрагує північну відбивну туманність), але темні деталі у внутрішніх «смужках» видно трохи краще.

H-BETA: (4) Туманність кілька тьмяніших, ніж у UHC, але трироздільне переріз показує трохи більшу площу туманності, ніж в UHC. Це пригнічує відбивну туманність і знижує яскравість деталей навколо центральної зірки.

РЕКОМЕНДАЦИЯ ДЛЯ M20: UHC/H-BETA.

ТУМАННІСТЬ M27 ГАНЕЛЬ (планетарна туманність у Лисичку)

(10 дюймів f/5.6, 52x, 71x).

ГЛУБОКЕ НЕБО: (3) Деяке поліпшення видимості зовнішнього серпанку з боків гантелі, але об'єкт також трохи слабший.

UHC: (5) Чимале поліпшення контрастності та зовнішньої деталізації: великі «крила» світла з боків гантелі стали добре помітні. Усередині все здається яскравішим і більше, з цікавим зеленуватим світінням.

OIII: (4) Тускле, ніж у UHC, але всередині більше темних деталей і контрасту. «Крильці» з боків не такі великі, як у UHC, але все ще видно.

H-BETA: (1) Туманність сильно затемнена фільтром, що приховує дрібні зовнішні деталі та показує тільки внутрішню гантелеву форму.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ M27: UHC (OIII також корисний для зображення деяких внутрішніх деталей, але H-BETA НЕ рекомендується).

M42 ВЕЛИКА ТУМАННІСТЬ ОРІОНА (дифузна туманність)

(10 дюймів f/5.6, 52x, 71x).

ДІП-СКАЙ: (3) спостерігається помірне підвищення контрастності та помітно набагато більше зовнішніх туманностей. Цей фільтр добре підходить для широкої публіки, оскільки він, як і раніше, показує зірки, але водночас посилює видимість туманностей.

UHC: (5) спостерігається чимале збільшення контрастності, якщо немає фільтра. Зовнішня туманність досить легко помітна, а спідня петля легко помітна бічним зором. Синясті та зеленоваті відтінки досить легко помітні прямим зором.

OIII: (4) Деякі з найбільш зовнішніх зон туманності затемнені, але контрастність підвищилася, а деталізація світлих і темних ділянок неабияк поліпшилася, особливо у внутрішніх зонах. M43 кілька тьмяніших, ніж у фільтрі UHC, але вузька смуга пропускання OIII може зробити його найкращим фільтром за наявності світлового забруднення.

H-BETA: (3) Велика частина більш тьмяних зовнішніх зон туманності зникає, але віялоподібна основна частина і M43 залишаються, з цікавим контрастом і змінами в деталях, включно з яскравішою лінійною дугу в західній частині віяла. Деякі червонуваті відтінки також помітні в Lumicon H-beta.

РЕКОМЕНДАЦІЯ ДЛЯ M42: UHC/OIII (майже рівний)*

M43 (северна частина Великої туманності Оріона)

(10 дюймів f/5.6, 52x, 71x).

DEEP-SKY: (3) вища контрастність, ніж без фільтра, але не так багато поліпшення деталей, за винятком випадків світлового забруднення.

UHC: (3) дещо контрастніший, ніж у Deep-Sky, тепер легко помітна загальна форма «зап'ята».

OIII: (2) затемнює туманність, але загальна форма все ще добре помітна.

H-BETA: (4) Дійсно виділяє M43, з високим контрастом і деякими нерегулярними темними деталями в загальній туманності у формі коми.

РЕКОМЕНДАЦІЯ ДЛЯ M43: H-BETA (UHC і Deep-Sky також допомагають).

Продовження — https://zoreliub.com.ua/ua/a518620-sravnenie-effektivnosti-filtrov.html