فیلترهای کاهنده‌ی آلودگی نوری

همه ی کسانی که کمی جدی با آسمان و عکاسی از آسمان شب سروکار دارند در مورد این موضوع به اشتراک نظر رسیده اند که؛ فیلترها نقش بسزایی در تصحیح، بهبود و ارتقاء تصاویر دارند. به طور کلی وظایف فیلترها عبارت است از افزایش وضوح و کیفیت، تصحیح و مطلوب سازی رنگ و تنظیم روشنایی تصویر؛ بنابراین، کاملاً بدیهی به نظر می رسد که خلق تصاویر بدیع و کامل امروزی بدون استفاده از این ابزار امری غیر ممکن است.

امروزه تعداد زیادی از منجمان آماتور در تلسکوپ و دوربین های دوچشمی خود از این فیلترها کمک می‌گیرند.
به طور کلی هر فیلتر وظیفه یا وظایف متعددی را بر عهده دارد. تعدادی از فیلترها به تشدید ماهرانه و دقیق اطلاعات نامرئی سطح سیارات و در نهایت آشکار نمودن این اطلاعات نامرئی و یا پایین آوردن میزان تأثیر آلودگی نوری در تصویر و افزایش وضوح می پردازند. در حالی که دسته ای دیگر از فیلترها، نور اضافه و خطرساز خورشید را حذف کرده و تصویری زیبا و مطمئن از این جسم درخشان در اختیار رصدگر می گذارند.
بسته به سوژه ی رصدی و انتظارات رصدگر، طیف بسیار گسترده ای از فیلترهای گوناگون با امکانات و خروجی های متفاوت تعریف شده است. این فیلترها شما را در ایجاد تصویر مورد نظر یاری می کنند. اکنون قصد داریم در این سلسله مقاله‌ها بررسی تعدادی از این فیلترها و امکانات آن ها می پردازیم. در این مقاله فیلتر‌های آلودگی نوری بررسی می‌شوند:

فیلترهای کاهش آلودگی نوری
همه¬ی منجمان آماتور از موضوع ناراحت کننده ی آلودگی نوری و تأثیرات آن بر آسمان آگاهی دارند و به دنبال راهی برای رفع این مشکل هستند. متأسفانه در پهنه ی وسیعی از کره ی زمین، یعنی شهرها و اطراف آن ها این آلودگی نوری تا حد زیادی مشکل ساز شده است و می توان گفت راهی برای از بین بردن مستقیم این منابع ایجاد کننده ی آلودگی نوری هم وجود ندارد. در ابتدا با تعریفی مختصر در خصوص آلودگی نوری آشنا می شویم؛ آلودگی نوری در واقع روشنایی غیر عادی و غیر طبیعی آسمان شب است که به دلیل وجود تعداد بسیار زیادی از نورهای مصنوعی کوچک ایجاد می شود. آلودگی نوری دو نوع است؛ داخلی و عمومی.
آلودگی نوری داخلی؛ نوری است که مستقیماً در چشم رصدگر می تابد و علاوه بر روشن کردن مصنوعی آسمان منطقه، قطر مردمک چشم او را کاهش داده و متعاقباً توان گردآوری نورِ چشم رصدگر را کاهش می دهد. هیچ فیلتری برای رفع این مشکل وجود ندارد و تنها راه حل آن دوری از منابع نوری و استفاده از نور قرمز و خفیف برای نقشه خوانی و سایر فعالیت‌های رصدی است.
نوع دوم آلودگی نوری که با عنوان آلودگی نوری عمومی شناخته می شود نیز همان نوری مصنوعی است که آسمان را روشن می کند اما به طور مستقیم به چشم رصدگر نمی تابد. وظیفه ی فیلترهای آلودگی نوری کاهش تأثیرات همین نور و نزدیک کردن تصویر به وضعیت طبیعی (بدون نور مزاحم و مصنوعی) است. وظیفه ی دیگر فیلترها بر طرف کردن قرمزی آسمان است. قرمزی آسمان و حالت التهاب مانندی  که برای آسمان ایجاد می شود، مخرب ترین نوع آلودگی نوری محسوب می شود.

سوال اصلی در مورد فیلترها این است که فیلترهای کاهنده‌ی آلودگی نوری دقیقاً چه کاری انجام می دهند؟ یکی از معروف ترین تصورات غلط این است که به وسیله ی فیلترهای کاهش آلودگی نوری اجرام تیره و کمرنگ، روشن تر به نظر می رسند(نمودار ۱-۱) ، یا به عبارت دیگر اجرام کمرنگ به کمک این فیلترها روشن تر می شوند؛ اما این تصور صحیح نیست. فیلترهای LPR شامل؛ قطعات کوچکی از شیشه های اپتیکی با اندود چند لایه هستند. روی این شیشه-های کوچک و باریک را لایه هایی میکروسکوپی از مواد خاص و ویژه ی اپتیکی پر کرده است. همان طور که می دانید این فیلترها به منظور متوقف ساختن آن دسته از طول موج‌های غیرضروری و عبور دادن  طول موج های مفید طراحی شده اند. تنها کافیست رصدگر این فیلتر را به تلسکوپ خود متصل کند (فیلترها معمولاً پشت چشمی قرار می گیرند البته به جز فیلترهای رصد خورشید که مقدار نور خورشید را قبل از رسیدن به تلسکوپ تنظیم می‌کند و بنابراین باید بین خورشید و تلسکوپ قرار بگیرند) نتیجه ی نهایی افزایش تضاد نوریِ بین سوژه ی رصدی و زمینه ی تصویر است. درخشندگی بسیاری از اجرام عمقی آسمان نیز در گستره ای کوچک از طیف امواج الکترومغناطیس؛ یعنی، هیدروژن-آلفا (۶۵۶ نانومتر) نمایان می شود، در حالی که پهنه ی اصلی این تابش در محدوده ی خارج از طیف رنگی قرار گرفته است. به همین دلیل بخش اعظم این اجرام در حالت عادی دیده نخواهد شد یا به صورت مبهم و تاریک قابل رؤیت است. بهترین فیلترهای آلودگی نوری این نورها را به خوبی عبور می دهند تا عکاسان آسمان شب تصویری زیبا، با جزئیات بیشتر از چشم و با تضادنوری بالاتر ثبت کنند. فیلترهای کاهش آلودگی نوری به نام فیلتر سحابی نیز شناخته می شوند.
فیلترهای کاهنده‌ی آلودگی نوری عموماً در سه دسته قرار می گیرند که این سه دسته عبارتند از:
۱٫    فیلترهای خطی
۲٫    فیلترهای نازک-باند
۳٫    فیلترهای پهن-باند
عمده ترین تفاوت این سه فیلترها در کاربرد آن ها است.

همان طور که در نمودار ۱-۱ دیده می شود؛ فیلترهای پهن-باند نوار بسیار پهنی را از طیف مرئی امواج الکترومغناطیس از خود عبور می دهند (تقریباً ۴۳۰ تا ۵۵۰ نانومتر). فیلترهای نازک-باند نیز طول موج های بین ۴۸۰ تا ۵۲۰ نانومتر را رد می کنند. وظیفه ی فیلترهای خطی این است که تنها به گستره ای بسیار باریک از طول موج های امواج الکترومغناطیس اجازه ی عبور دهند. این نوع از فیلترها (خطی) حداکثر به یک یا دو طول موج خاص اجازه¬ی عبور می‌دهند. ممکن است این سؤال برای شما پیش بیاید که کدام یک از این فیلترها بهتر است و برای همه ی کارها مناسب است؟ در پاسخ به شما می گوئیم: هیچ کدام!
انتخاب فیلتر دقیقاً مانند انتخاب تلسکوپ، مستقیماً به کاربردی که شما از وسیله می خواهید وابسته است. هر یک از این فیلترها برای کاربردهای خاص خود بهترین محسوب می شوند اما به طور جامع و کلی نمی توان گفت یک نوع فیلتر انتظارات هر منجم را برآورده خواهد کرد. به این نکته نیز توجه کنید که انتخاب نادرست فیلتر ممکن است به کم رنگ شدن یا ناپدید شدن سوژه ی رصدی شما شود. امروزه انتخاب بهترین فیلتر یکی از داغ ترین موضوعات مورد بحث منجمان آماتور است. جدول ۱-۱ در این راه کمک شایانی به شما خواهد کرد؛ درجه ی یک به منزله ی ضعیف ترین و درجه ی چهار به معنای بهترین فیلتر است.

بسیاری از منجمان آماتور، احتمالاً تا به حال به فکر خرید یک فیلتر مناسب با توجه به نیاز و شرایط خود افتاده اند. اگر شما یکی از رصدگران یا عکاس های اجرام عمقی آسمان هستید و از فیلتر مناسب استفاده نمی کنید، لطفاً هر چه سریع تر اقدام کنید! به هر حال شما به فیلتر نیاز دارید و پاسخ دادن به این سؤال که نسبت به نیاز و شرایط شما کدام فیلتر مناسب است، آسان نیست. برای پاسخ به این سؤال در وهله¬ی اول لازم است بدانید کجا رصد می کنید. اگر در شهر به رصد می پردازید، بهتر است به فکر یک فیلتر پهن-باند باشید. این فیلترها این امکان را برای شما فراهم می کنند که حتی در شهرهای بزرگ، تصاویر زیباتری با کنتراست بالاتر داشته باشید. اطلاعات موجود در جدول ۱-۱ تا حدی به هم نزدیک هستند. اما اگر از ما بپرسید کدام را انتخاب کنم؟ فیلتر  SkyGlowاز کمپانی اوریون را به شما پیشنهاد می‌کنیم. البته با توجه به شرایط شما مدل های دیگر هم تا حدی کارآمد هستند. مثلاً Meade 908B و Celestron LPR از نظر کارایی تقریباً مثل هم هستند اما با قیمت متفاوت. از این جا به بعد انتخاب مدل دلخواه را به شما وگذار می‌کنیم تا به کمک جدول و لحاظ کردن شرایط خودتان، بهترین گزینه ی ممکن را انتخاب کنید.
به رصدگرانی که بدون در نظر گرفتن مکان رصد، علاقه مند به مشاهده و تشخیص اطلاعات و جزئیات بیشتری از سحابی های نشری و سیاره نما با خرید یک فیلتر بهتر هستند نیز، یکی از دو نوع نازک-باند و یا خطی را پیشنهاد می‌کنیم. هر یک از فیلترها تصویر را به خوبی یک فیلتر پهن-باند ارتقاع می بخشد. فیلترهای نازک-باند همچنین نمای مشتری و مریخ را بهبود می دهند و آن ها را واقعی تر و وزیباتر به تصویر می¬کشند. پس فیلتر نازک-باند یک فیلتر چند منظوره است که علاوه بر این که وظایف فیلتر پهن-باند را انجام می دهد به رصدگر امکانات دیگری نیز می دهد. در این مورد هم سعی می کنیم با ارائه ی اطلاعات در جدول ۱-۱ دست شما را برای انتخاب باز بگذاریم ولی اگر در این مورد از ما راهنمایی بخواهید، Orion UltraBlock و Lumicon UHC را در ردیف اول انتخاب ها قرار داده و Thousand Oaks LP-2 را به عنوان انتخاب دوم پیشنهاد می کنیم.
به دارندگان ابزارهای رصدی متوسط و بزرگِ دقیق که به فعالیت های جدی تر می پردازند، پیشنهاد می کنیم حتماً به فکر تهیه ی یک فیلتر اکسیژن ۳ (O-III) باشند. این فیلترها در مشخص کردن عوارض و بقایای دسته ای از سحابی ها که در طیف نامرئی قرار دارند بسیار دقیق و ماهرانه عمل می کنند. فیلترهای اکسیژن ۳ برای بسیاری از سحابی های نشری نسبتاً روشن آسمان خوب عمل می کنند و تنها اشکالی که می توان از کار آن ها گرفت این است که این فیلترها زمینه ی تصویر آسمان را بیش از حد تیره می کنند.
فیلترهای اکسیژن ۳ که در جدول ۱-۱ نیز معرفی شده اند در برخی موارد مفید واقع می شوند. مثلاً استفاده از این فیلترها برای سحابی های سر اسب یا سحابی کالیفرنیا تا حد قابل ملاحظه ای کارساز است اما توجه کنید که این موضوع در مورد بیش تر سحابی های آسمان صدق نمی کند و حتی نتیجه ی عکس خواهد داد.

فیلترهای کاهش آلودگی نوری یکی از شگفت انگیز ترین وسایلی هستند که هر منجم آماتور حداقل باید یک بار هم که شده استفاده از آن ها را تجربه کند. در حال حاظر منجمان آماتور به کمک این فیلترها قادر هستند به دسته ای از اجرام غیر ستاره ای نگاه کند که پیدا کردن و دیدن آن ها تا قبل از پیدایش این فیلترها غیر ممکن بوده است.
در پایان اما همیشه به یاد داشته باشید هیچ یک از فیلترهای کاهش آلودگی نوری نمی توانند تصاویری به زیبایی آسمانی به شما بدهند که واقعاً عاری از آلودگی نوری است.

معین پناهنده

منبع:

 www.nightsky.irمجله آسمان شب

Star ware