Hemelkwaliteit gids

De kwaliteit van de hemel is DE belangrijkste invloed op de kwaliteit van de sterren, planeten en deepsky objecten die je wilt observeren. Seeing en transparantie zijn de 2 belangrijkste factoren die bepalend zijn voor de kwaliteit van de nachthemel.

Zonsondergang Le Havre

De basis

Van belang voor het bepalen en begrijpen van de hemelkwaliteit is:

Wat: bewegende lucht in de atmosfeer kan je observaties behoorlijk verpesten, sterren flikkeren en dansen in je oculair.
Hoe: beoordeel en kwantificeer de beweging van de atmosfeer en de kwaliteit van de sterren in je oculair.
Waar: vind waarneem locaties met goede atmosferische omstandigheden.
Tips: methoden om de lucht rondom je telescoop zo stabiel als mogelijk te houden.

Het weer wordt in het algemeen als de grootste spelbreker van de astronomie beschouwd. Hoe groot is de kans dat de nacht dat je je nieuwe telescoop of apparatuur wilt gebruiken tevens de nacht is dat het weer omslaat? Helaas wil ook een heldere hemel niet altijd zeggen dat je aan de slag kunt. Ook schijnbaar goede nachten kunnen slechte nachten voor observatie zijn.

Seeing

Het probleem is seeing. In de astronomie wordt hier niet mee bedoeld hoe je na een object kijkt. De Engelstalige term seeing omschrijft de mate waarin hetgeen je ziet door je telescoop wordt verstoord door de atmosfeer boven je.

Op momenten met een goede seeing zul je scherpe en rustige beelden door je telescoop zien. Maar een slechte seeing zorgt voor een schokkende Maan, planeten en flikkerende sterren. Dit wordt veroorzaakt door bewegende luchtlagen tussen jou en het object wat je observeert. Dit turbulentie effect wordt nog eens versterkt door de vergroting van je telescoop. Gelukkig worden deepsky objecten zoals sterrenstelsels en nevels minder verstoord door slechte seeing.

Lucht van verschillende temperatuur beweegt constant in de atmosfeer. Licht beweegt met verschillende snelheden door warme of koude lucht en wordt constant afgebogen alvorens het wordt opgevangen door je telescoop (flikkerend en trillend). Soms zijn er echter zeldzame momenten van helderheid.
Een van de beste manieren om de toestand van de atmosfeer te beoordelen is de zonsondergang te observeren. Een zon met een kartelige rand wijst erop dat het zonlicht door turbulente lucht beweegt.

De Antoniadi schaal

Het is zinvol om de seeing te kwantificeren tijden het observeren. Veel astronomen gebruiken de Antoniadi schaal als een maat voor de toestand van de atmosfeer. De schaal is een 5-punten schaal die in Latijnse schrift wordt genoteerd. I betekent de beste condities terwijl V de slechtste omschrijft.

 IPerfecte seeing zonder trillingen of turbulentie.
 IILichte trillingen, momenten zonder trillingen voor enkele seconden.
 IIIMatige seeing, forse luchtbewegingen verstoren het beeld.
 IVSlechte beelden met constante en hinderlijke turbulentie.
 VZeer slechte observatie omstandigheden door forse golfbeweging.
Transparantie

De andere factor die de waarneem condities beïnvloedt is de transparantie van de nachthemel, hoe helder is de donkere hemel? Na een regenbui is de hemel compleet transparant omdat de regen smog en andere stofdeeltjes uit de lucht “wast”. Helaas gaat regen vaak gepaard met wind wat weer voor een slechte seeing zorgt. Vaak zie je op een heldere nacht na een regenbui toch flikkerende sterren.

Hoe diep kun je zien?

Atmosferische omstandigheden hebben een effect op de hoeveelheid sterren die je kunt observeren. Gebruik de onderstaande sterrenkaart om te zien hoeveel sterren je kunt zien in de Ursa Minor (Kleine Beer) om je magnitude limiet in te schatten. Je kunt alles over magnitudes lezen in het starry-night.nl artikel: inschatten ster magnitudes.

ursa-minor

Transparante condities zijn goed voor grotere en zwakkere objecten zoals nevels en sterrenstelsels. Die objecten profiteren duidelijk van een beter contrast. Slechte transparantie betekent in het algemeen dat de lucht stabiel is met een goede seeing (I of II). Deze condities zijn goed om naar de Maan en de sterren te kijken.

Een mooie analogie is om de hemel als een zwembad te zien met een munt op de bodem. Het water is onze atmosfeer en de munt de ster die je observeert. Door compleet stilstaand water (geen lucht turbulentie) ziet de munt kraakhelder uit. Als het water beweegt en golven zichtbaar zijn zal de munt trillend uitzien, de transparantie is nog steeds goed maar de seeing is slecht. Als je melk in het zwembad schudt (of plast) is de munt niet meer goed te zien. De transparantie is nu slecht.

De SQM meting en schaal

Een betere maatstaf voor hemelkwaliteit dan de magnitude limiet is de achtergrondhelderheid van de hemel, uitgedrukt in magnituden per vierkante boogminuut of boogseconde. Deze is objectief vast te stellen, door een SQM (Sky Quality Meter). Een SQM meter is een lichtmeter die de helderheid van de hemelachtergrond meet en kwantificeert middels een getal:

 <13Burgerlijke schemering.
 13-19,5Nautische schemering.
 >19,5Astronomische schemering.
 19,5-20,3Stedelijke hemel
 20,4-20,9Slechte landelijke hemel.
 21,0-21,3Goede landelijke hemel.
21,4-21,7Alpenhemel
>21,8Namibie– of La Palmahemel

Een SQM meting is nauwkeuriger dan de magnitude limiet methode en heeft een typische afwijking van +/- 0,1 magnitude. De hemelkwaliteit van bekende waarneemlocaties in o.a. de Benelux zijn terug te vinden middels de lichtvervuilingskaarten.

Verbeter je seeing

Je kunt niets doen aan atmosferische omstandigheden (high-level seeing) die de seeing negatief beïnvloeden maar de low-level seeing (stabiele luchtcondities rondom je telescoop) is wel te beïnvloeden:

  1. laat je telescoop een aantal uren voor het observeren buiten staan om je OTA (telescoopbuis) af te laten koelen (tot een evenwicht met de buitenlucht);
  2. observeer bijvoorkeur op gras i.p.v. stoeptegels of beton, beton absorbeert meer hitte van de Zon en straalt deze hitte langer uit;
  3. luchtstromen hebben de neiging laag bij de grond te blijven waardoor het handig is om je telescoop hoger te zetten;
  4. als je een observatorium wilt bouwen gebruik dan dunne materialen zoals hout deze koelen sneller af;
  5. de geografie van je waarneem locatie is mede bepalend hoe de lucht zich gedraagt, nabij de zee is de lucht rustiger dan in de nabijheid van heuvels waar de lucht omhoog wordt geduwd (de oorzaak van turbulentie).

Bovenstaande laat zien dat alle amateur astronomen volledig afhankelijk zijn van de atmosferische condities. Een moment van goede seeing en transparantie is een prachtig en zeldzaam moment.

Copyright © 2016 starry-night.nl

Leave a Reply