Горное небо - для вас!

Как-то раз, весной 2025го, встретились на просторах всемирной паутины два астронома - Константин Беляков и я. Для второго встреча оказалась крайне продуктивной, ибо я сперва увидел, что "в интернете кто-то не прав" и гневно возмутился. А потом успокоился, подумал, порасспрашивал коллег и понял, что был не прав. Принёс свои извинения и ощутил счастье ибо мир мой немного расширился, я стал лучше понимать как работает телескоп.

Итак существует заблуждение, будто бы светосильные телескопы позволяют быстрее регистрировать картинку. Я тоже был в этом уверен, но потом понял, что это работает лишь для протяжённых объектов.

Доказательство очень простое. Прежде всего вспомним, что светосила зависит только от диаметра и фокуса телескопа. Если пренебречь атмосферой и приёмником, то яркость точечного источника на изображении определяется только апертурой и выдержкой. То есть в идеальных атмосферных условиях и при одинаковых камерах два телескопа одного диаметра, скажем F5 и F4 соберут в точку одинаковое количество фотонов. Естественно, юстировкой, комой и тп мы пока пренебрегаем.

Для неточечных источников, таких как туманности и галактики, или при сильном атмосферном размытии картина будет иной. Телескоп с меньшей светосилой (F5) создаст на приёмнике изображение протяженного объекта большего размера. А телескоп с большей светосилой (F4) - изображение меньшего размера. А поскольку количество фотонов, проходящее через апертуру у них одинаковое, то значит в первом случае оно распределится по большей площади приёмника, а во втором - по меньшей. Соответственно за одинаковое время накопления в первом случае картинка будет тусклее, а во втором - ярче.

Только нужно понимать, что физически яркость картинки становится выше не из-за "улучшения светосилы", а из-за изменения масштаба, вызванного в данном случае сокращением фокусного расстояния. А значит аналогичный эффект мы можем создать просто изменением размера пиксела, то есть просто применив другую камеру.

Если же мы теперь проанализируем ситуацию с фотообъективами, а не с телескопами, то обнаружим, что при изменении в настройках фотоаппарата или объектива светосилы у объектива закрывается диафрагма. Это действительно уменьшает поток света к приемнику, картинка становится более тёмной. Но не из-за уменьшения светосилы, а из-за уменьшения апертуры!

Резюмирую.

1. Профессиональные астрономы увеличивают светосилу тогда, когда нужно работать с протяженными источниками. И особенно при поисковых работах: короче фокус - больше поле. То есть гамма-всплески лучше искать на светосильных телескопах не потому, что там источник будет ярче, а потому, что такой телескоп даст шире поле с той же камерой.

2. Для любителей светосила тоже важна, например при съемке туманных объектов. Для звёзд разницы по яркости не будет. Для крупных рассеянных скоплений выигрыш получится только за счёт большего поля.

3. Помните, что эффективность работы с известными точечными источниками, например при астрометрии и фотометрии, будет определяться прежде всего диаметром.

Век живи - век учись!

Ваш Назаров Сергей

май 2025г