Pada bulan Juni 1889, sekitar satu tahun sebelum kematiannya yang terlalu cepat, Vincent Van Gogh, seorang post-impresionis Belanda yang brilian, menyelesaikan dengan marah. Malam berbintang saat tinggal di Biara Saint-Paul de Mausole, rumah sakit jiwa yang terletak di Prancis Selatan. Lukisan itu menggambarkan sebuah desa sederhana yang terletak di antara ketenangan biru perbukitan yang bergelombang dan langit magis yang dipenuhi awan berbentuk komet dan bintang-bintang jungkir balik seukuran kincir raksasa. Meskipun Van Gogh hanya menjual satu lukisan selama masa hidupnya, karya seni yang tak ternilai ini telah menjadi ikon. Di dalamnya ia menangkap keajaiban kekanak-kanakan yang dapat dikenali oleh orang dewasa yang belum berdiri di luar dan diayunkan oleh bintang-bintang yang berkelap-kelip yang merayakan overhead. Gambar luar angkasa yang indah dapat menimbulkan kegembiraan serupa dari para penggemar astronomi. Namun, para fotografer yang memproduksinya lebih tertarik pada bintang ketika mereka damai.
Malam berbintang (1889) bukan satu-satunya lukisan yang dibuat oleh Van Gogh yang menggambarkan cakrawala malam. Faktanya, kanvas ini bukan favoritnya karena itu tidak realistis seperti yang dia bayangkan sebelumnya. Sebagai contoh, satu tahun sebelumnya dia menghasilkan The Starry Night over the Rhone (1888) dan Cafe Terrace at Night (1888). Keduanya memiliki elemen yang sama tetapi masing-masing juga unik-versi sebelumnya termasuk orang-orang dan bintang-bintang mengambil peran berkurang, misalnya. Namun demikian, ketiga karya ini telah memikat jutaan dan setiap hari ratusan pecinta seni berkerumun di sekitar mereka, di museum masing-masing, membuat interpretasi pribadi untuk diri mereka sendiri dan orang lain yang akan mendengarkan.
Menariknya, apa yang membuat seni yang berkesan juga dapat menyebabkan gambar astronomi yang terlupakan. Lebih khusus lagi, kembang api yang mempesona di masing-masing lukisan Van Gogh mewakili bintang yang berkilauan dan berkelap-kelip.
Kita hidup di dasar lautan gas terutama terdiri dari Nitrogen (78%), Oksigen (21%), dan Argon (1%) ditambah sejumlah komponen lainnya termasuk air (0 - 7%), gas "rumah kaca" atau Ozon (0 - 0,01%) dan Karbon Dioksida (0,01-0,1%). Itu memanjang ke atas dari permukaan bumi ke ketinggian sekitar 560 mil. Dilihat dari orbit Bumi, atmosfer kita tampak seperti cahaya biru lembut tepat di atas cakrawala planet kita. Setiap hal yang kita amati yang ada di luar planet kita - Matahari, Bulan, planet-planet terdekat, bintang-bintang, dan lainnya, dilihat melalui media yang kita kenal sebagai atmosfer.
Selalu bergerak, mengubah kepadatan dan komposisi. Kepadatan atmosfer meningkat saat mendekati permukaan Bumi, meskipun ini sama sekali tidak seragam. Itu juga bertindak seperti prisma ketika cahaya melintang. Misalnya, sinar cahaya melengkung ketika melewati daerah dengan temperatur berbeda, membungkuk ke arah udara yang lebih dingin karena lebih padat. Karena udara hangat naik dan udara dingin turun, udara tetap bergolak dan dengan demikian cahaya dari arah ruang berubah secara konstan. Kami melihat perubahan ini sebagai bintang berkelap-kelip.
Lebih dekat ke tanah, angin yang lebih dingin atau lebih hangat bertiup secara horizontal juga dapat menciptakan perubahan kepadatan udara yang cepat yang secara acak mengubah jalur yang diambil cahaya. Dengan demikian, angin yang bertiup dari keempat sudut juga turut menyebabkan goncangan bintang. Tapi, udara juga dapat menyebabkan bintang-bintang cepat mengalihkan fokus sehingga menyebabkan mereka tiba-tiba redup, mencerahkan, atau berubah warna. Efek ini disebut kilau.
Menariknya, udara bisa bergerak walaupun kita tidak bisa merasakan anginnya yang berhembus kencang - kekuatan angin yang tinggi di atas kepala kita juga dapat menyebabkan bintang-bintang bergetar. Sebagai contoh, aliran jet, sebuah band yang relatif sempit mengangkangi arus dunia yang terletak sekitar enam hingga sembilan mil ke atas, terus-menerus mengubah lokasinya. Ini umumnya berhembus dari barat ke timur, tetapi posisi utara-selatan relatif tetap dalam keadaan revisi konstan. Ini dapat menghasilkan kondisi atmosfer yang sangat tidak stabil yang tidak dapat dirasakan di tanah, namun aliran jet akan menghasilkan langit yang dipenuhi twinkler jika mengalir di atas lokasi Anda!
Karena planet lebih dekat daripada bintang, ukurannya dapat dilihat sebagai piringan yang lebih besar dari pergeseran bias yang disebabkan oleh turbulensi angin. Karena itu, mereka jarang berkelap-kelip atau melakukannya hanya di bawah kondisi ekstrim. Sebagai contoh, baik bintang dan planet dilihat melalui lapisan atmosfer yang lebih tebal ketika mereka berada di dekat cakrawala daripada ketika mereka berada di atas kepala. Oleh karena itu, keduanya akan berkilauan dan menari ketika mereka naik atau terbenam karena cahayanya melewati jumlah udara yang jauh lebih padat. Efek serupa terjadi ketika melihat lampu-lampu kota yang jauh.
Sekejap yang kita lihat pada malam bertabur bintang diperbesar ratusan kali oleh teleskop. Bahkan, kelap-kelip dapat sangat mengurangi efektivitas instrumen ini karena semua yang dapat diamati tidak fokus, secara acak menggerakkan gumpalan cahaya. Pertimbangkan bahwa sebagian besar foto astronomi dibuat dengan memegang rana kamera terbuka selama beberapa menit atau jam. Sama seperti Anda perlu mengingatkan subjek Anda untuk diam saat mengambil gambar mereka, para astronom ingin bintang-bintang tetap tidak bergerak atau foto-foto mereka juga dioleskan. Salah satu alasan observatorium terletak di puncak gunung adalah untuk mengurangi jumlah udara yang harus ditembus oleh teleskop mereka.
Para astronom menyebut efek turbulensi atmosfer sebagai melihat. Mereka dapat mengukur efeknya pada pandangan mereka tentang ruang dengan menghitung diameter bintang fotografi. Misalnya, jika gambar bintang dapat diambil dengan eksposur seketika, bintang tersebut akan, secara teoritis, muncul sebagai titik cahaya tunggal karena sampai saat ini, tidak ada teleskop yang dapat menyelesaikan cakram sebenarnya dari sebuah bintang. Tetapi, mengambil gambar bintang membutuhkan eksposur yang lama dan ketika rana kamera terbuka, kelap-kelip dan kilau akan menyebabkan bintang menari-nari plus bergerak masuk dan keluar dari fokus. Karena perputarannya acak, bintang akan cenderung membuat pola bundar yang simetris di semua sisi lokasi sebenarnya di tengah.
Anda dapat menunjukkan ini sendiri jika Anda punya waktu dan ingin tahu. Misalnya, jika Anda mengambil pensil atau spidol yang diikat dengan tali pendek ke pin yang tertancap di selembar kertas karton atau kertas yang sangat tebal, maka teguk alat tulis tanpa melepas pin, lama kelamaan Anda akan menciptakan sesuatu yang terlihat kira-kira seperti lingkaran. Coretan lingkaran Anda akan dihasilkan karena string membatasi jarak maksimum Anda dari pin pusat. Semakin panjang string, semakin besar lingkarannya. Bintang berperilaku seperti ini karena cahayanya direkam pada foto pajanan yang panjang. Penglihatan yang baik menciptakan string optik pendek (penglihatan yang buruk membuat string lebih panjang), lokasi sebenarnya bintang menjadi pin pusat dan bintang berperilaku seperti alat tulis yang cahayanya meninggalkan tanda pada chip pencitraan kamera. Dengan demikian, semakin miskin penglihatan dan semakin banyak dansa yang terjadi selama eksposur, semakin besar disk yang muncul pada gambar akhir.
Jadi, penglihatan yang buruk akan menyebabkan ukuran bintang tampak lebih besar di foto daripada yang diambil selama penglihatan yang baik. Melihat pengukuran disebut Full Width Half Maximum atau FWHM. Ini adalah referensi ke resolusi sudut terbaik yang dapat dicapai oleh instrumen optik dalam gambar paparan panjang dan sesuai dengan diameter ukuran bintang. Penglihatan terbaik akan memberikan diameter FWHM sekitar titik-empat (0,4) detik busur. Tetapi Anda harus ditempatkan di observatorium ketinggian tinggi atau di sebuah pulau kecil, seperti Hawaii atau La Palma, untuk mendapatkan ini. Bahkan lokasi ini jarang memiliki jenis kualitas penglihatan yang sangat tinggi.
Astronom amatir juga khawatir tentang melihat. Biasanya, amatir harus mentolerir kondisi penglihatan yang ratusan kali lebih buruk daripada yang terbaik diamati dari instalasi astronomi jarak jauh. Ini seperti membandingkan kacang polong dengan bola baseball dalam keadaan paling ekstrem. Inilah sebabnya mengapa foto-foto amatir dari surga memiliki bintang-bintang yang diameternya jauh lebih besar daripada foto-foto dari observatorium profesional terutama ketika para astronom halaman belakang menggunakan teleskop dengan panjang fokus panjang. Itu juga dapat dikenali dalam bidang lebar, panjang fokus pendek, gambar non-profesional ketika diperbesar atau dipelajari dengan kaca pembesar.
Amatir dapat mengambil langkah-langkah untuk meningkatkan penglihatan mereka dengan menghilangkan perbedaan suhu antara sumber panas lokal dan udara di atas teleskop mereka. Sebagai contoh, amatir sering menyiapkan instrumen mereka di luar setelah matahari terbenam dan membiarkan gelas, plastik dan logam di dalamnya menjadi suhu yang sama dengan udara di sekitarnya. Studi terbaru juga menunjukkan bahwa banyak masalah penglihatan dimulai tepat di atas cermin utama teleskop. Aliran udara konstan dan lembut yang melewati cermin utama telah ditunjukkan untuk secara signifikan meningkatkan penglihatan teleskopik. Mencegah panas tubuh naik di depan teleskop juga membantu dan menempatkan instrumen di lokasi yang ramah panas, seperti lapangan rumput terbuka, dapat memberikan hasil yang mengejutkan. Teleskop sisi-terbuka juga lebih unggul daripada yang memiliki cermin utama di bagian bawah tabung.
Astronom profesional juga telah melihat strategi peningkatan. Tetapi solusi mereka cenderung sangat mahal dan mendorong teknologi modern. Misalnya, karena atmosfir tak terhindarkan menghasilkan penglihatan yang buruk, maka tidak lagi sulit untuk mempertimbangkan menempatkan teleskop di atasnya dalam orbit Bumi. Itulah sebabnya Teleskop Luar Angkasa Hubble dibangun dan diluncurkan dari Cape Canaveral di atas pesawat ulang-alik Penantang pada April 1990. Meskipun cermin utamanya berdiameter hanya sekitar seratus inci, cermin ini menghasilkan gambar yang lebih tajam bahwa teleskop apa pun berada di Bumi, terlepas dari ukurannya. Bahkan, gambar Teleskop Luar Angkasa Hubble adalah tolok ukur yang dengannya semua gambar teleskopik lainnya diukur. Mengapa mereka begitu tajam? Gambar Hubble tidak terpengaruh oleh penglihatan.
Teknologi telah meningkat secara signifikan sejak Teleskop Luar Angkasa Hubble dioperasikan. Selama tahun-tahun intervensi sejak diluncurkan, pemerintah AS telah mendefinisiasikan metode mereka untuk mempertajam pandangan satelit mata-mata yang mengawasi Bumi. Ini disebut optik adaptif dan telah menciptakan revolusi dalam pencitraan astronomi.
Pada dasarnya, efek penglihatan dapat dinegasikan jika Anda mendorong teleskop atau mengubah fokusnya ke arah yang berlawanan persis dengan nasties yang disebabkan oleh atmosfer. Ini membutuhkan komputer kecepatan tinggi, motor servo halus dan optik yang fleksibel. Semua ini menjadi mungkin selama tahun 1990-an. Ada dua strategi profesional dasar untuk mengurangi efek penglihatan yang buruk. Satu mengubah kurva cermin utama dan yang lainnya menggerakkan jalur cahaya yang mencapai kamera. Keduanya mengandalkan pemantauan bintang referensi di dekat posisi yang diamati astronom dan dengan mencatat bagaimana referensi dipengaruhi oleh penglihatan, komputer dan servomotor yang cepat dapat memperkenalkan perubahan optik pada teleskop utama. Generasi baru teleskop besar sedang dalam desain atau konstruksi yang akan memungkinkan instrumen berbasis darat untuk mengambil gambar ruang yang menyaingi teleskop Hubble.
Satu metode menampilkan ratusan piston mekanis kecil yang diposisikan di bawah dan menyebar melintasi bagian belakang cermin primer yang relatif tipis. Setiap batang piston mendorong bagian belakang cermin sedikit sehingga bentuknya berubah cukup untuk membawa bintang yang diamati kembali ke pusat mati dan dalam fokus yang sempurna. Pendekatan lain yang digunakan dengan teleskop profesional sedikit kurang rumit. Ini memperkenalkan cermin fleksibel kecil atau lensa yang terletak dekat dengan kamera di mana kerucut cahaya relatif kecil dan terkonsentrasi. Dengan memiringkan atau memiringkan cermin kecil atau lensa berbarengan dengan bintang yang berkedip-kedip, masalah penglihatan dapat dihilangkan. Penyesuaian optik yang dilakukan oleh setiap solusi dilakukan secara konstan selama sesi pengamatan dan setiap perubahan terjadi dalam sepersekian detik. Karena keberhasilan teknologi ini, teleskop berbasis darat yang sangat besar sekarang dianggap mungkin. Astronom dan insinyur sedang membayangkan teleskop dengan permukaan pengumpul cahaya sebesar lapangan sepak bola!
Menariknya, para astronom amatir juga memiliki akses ke optik adaptif sederhana. Satu perusahaan, yang berkantor pusat di Santa Barbara, California, memelopori pengembangan unit yang dapat mengurangi efek penglihatan yang buruk atau pemasangan teleskop yang tidak sejajar. Perangkat optik adaptif perusahaan bekerja bersama dengan kamera astronomisnya dan menggunakan cermin atau lensa kecil untuk menggeser cahaya mencapai chip pencitraan.
Astronom Frank Barnes III juga prihatin melihat ketika ia menghasilkan gambar yang mencolok dari gugus bintang dan nebula yang terletak di rasi bintang Cassiopeia. Ini adalah sebagian kecil dari Nebula Jiwa, yang ditunjuk sebagai IC 1848 di J.L.E. Katalog Indeks (IC) kedua tengara Dreyer (diterbitkan pada tahun 1908 sebagai tambahan untuk kompilasi Indeks Umum dan Indeks Baru pertama).
Frank melaporkan bahwa penglihatannya menguntungkan dan menghasilkan ukuran bintang dengan FWHM antara 1,7 hingga 2,3 ″ untuk masing-masing paparannya yang tigapuluh satu, tiga puluh menit. Perhatikan ukuran bintang-bintang dalam gambar ini - mereka sangat kecil dan ketat. Ini adalah konfirmasi penglihatan yang cukup baik!
Omong-omong, warna dalam gambar ini adalah buatan. Seperti banyak astronom yang terkena polusi cahaya malam hari, Frank mengekspos fotonya melalui filter khusus yang hanya memungkinkan cahaya yang dipancarkan oleh elemen tertentu untuk mencapai detektor kameranya. Dalam contoh ini, merah mewakili Natrium, hijau mengidentifikasi Hidrogen, dan biru mengungkapkan keberadaan Oksigen. Singkatnya, gambar ini tidak hanya menunjukkan seperti apa daerah ini di ruang angkasa, tetapi terbuat dari apa.
Patut dicatat juga bahwa Frank menghasilkan gambar yang luar biasa ini menggunakan kamera astronomis 6,3 mega-pixel dan teleskop Ritchey-Chretien 16 inci antara 2 hingga 4 Oktober 2006.
Apakah Anda memiliki foto yang ingin Anda bagikan? Posting mereka ke forum astrophotography Space Magazine atau email mereka, dan kami mungkin menampilkan satu di Space Magazine.
Ditulis oleh R. Jay GaBany
