Încă de la începutul timpurilor, omenirea a fost fascinata de imagini. Fie că vorbim de picturi pe pereții unor caverne, de hieroglife, de desenele de pe pereții templelor, de lucrările marilor pictori ai istoriei, de diagramele oamenilor de stiinta sau de simplele desene ale copiilor, cu toții am încercat sa reproducem sau sa documentam ceea ce vedem în jurul nostru.
Nu a fost excepție nici în cazul astronomiei: încă din începuturile acestui domeniu, astronomii timpului au desenat si schitat ce au văzut pe cerul nopții și prin telescoapele lor. Avem exemple de schițe și desene ale cerului nopții și constelatiile de pe el încă din timpuri străvechi, scheme cu fazele lunii, documentarea orbitelor satelitilor jovieni in jurul lui Jupiter, inelele lui Saturn.
Recent, în lungul curs al istoriei omenirii, a apărut o nouă metoda de a captura aceste imagini: Fotografia. Acest nou proces a deschis nenumărate posibilități pentru omenire de a reproduce și documenta lumea în jurul lor, de la simple fotografii ale peisajelor, sau fotografii cu cei dragi, pana la documentarea evenimentelor istorice sau descoperirilor științifice.
Încă de pe la finalul secolului al 19-lea, astronomii au adoptat cu plăcere și mare succes aceste noi metode de a captura minunatiile cerului nopții.
Incepand cu daguerrotipo, un proces fotografic inventant de Louis Jacques Mandé Daguerre, realizate pe plăci de argint lustruit, tratat cu substanțe sensibile la lumina, astronomii amatori sau oamenii de stiinta au reușit sa captureze Luna, eclipse solare sau obiecte de cer profund, prin expunerea lungă a acestor plăci la lumina transmisa de telescoape.
Pe parcursul anilor, astronomii au perfecționat procedurile și au reușit sa obțină astrofotografii mai detaliate, reușind sa descopere structuri și detalii invizibile un ochiul liber în obiectele de cer profund.
Una din fotografii realizate de Andrew Ainslie Common in 1883, în urma realizării unei expuneri de 60 de minute. Aceasta poza a fost prima care a dezvăluit stele și detalii în nebuloase care nu mai fusesera vazute pana acum, fiind imposibil de văzut cu ochiul liber.
Primul proiect fotografic ce a avut ca scop cartografierea întregului cer a fost început în 1887 și s-a numit Catalogul astrografic și hartile cerului (Astrographic Catalogue and Cartes du Ciel). În cadrul acestui proiect au participat 20 de observatoare, folosind astrografe (telescoape special construite pentru realizarea fotografiilor) cu tapeturi de 330mm și distanțe focale de 3.4 metri, construite special pentru a realiza imagini la o scara uniforma pe placi fotografice, cu o rezolutie de aproximativ 60 arcsecunde / milimetru, reușind sa acopere o suprafață a cerului de 2 x 2 grade. Proiectul urmărea să cartografieze cerul pana la magnitudinea 14, dar nu a fost niciodată finalizat.
Unul din telescoapele utilizate pentru realizarea acestui proiect, localizat în Sydney.
La începutul secolului 20, peste tot în lume au fost realizate proiecte de construcție a telescoapelor refractoare, precum și telescoape reflectoare sofisticate de aperturi foarte mari, construite special pentru fotografie, cum ar fi telescopul Hale, cu apertura de 5.1 metri diametru, sau telescopul Samuel Oschin, un model Schmidt-Cassegrain cu apertura de 1.2m, localizate la observatorul Palomar din California. Acest telescoape au atins și redefinit limitele fotografiei pe film din timpul lor.
Deși, de-a lungul timpului au fost aduse noi îmbunătățiri procesului de astrofotografie, cum ar fi racirea criogenica sau amplificarea luminii cu dispozitive electronice, incepand din anul 1970, plăcile sau filmele fotografice au fost gradual inlocuite de senzori fotografici de tip CCD (Charged Coupled Devices).
Acești senzori sunt mult mai sensibili la lumina, nu-si pierd sensibilitatea pe parcursul expunerii, cum se intampla cu filmul și sunt capabile sa captureze o gama mai larga de lungimi de undă. Telescoapele științifice folosesc matrite de senzori CCD, specializate pentru diferite spectre ale radiatiei electromagnetice, matrite echivalente cu senzori de 100 MP, capabile sa acopere tot planul focal al telescoapelor ce au folosit, in trecut, plăci fotografice de dimensiuni între 24 si 36 cm.
Pe parcursul anilor, au apărut, de asemenea, noi telescoape ce se folosesc de mai multe oglinzi sau oglinde segmentate pentru a putea obține o apertură și mai mare. Prin ajustarea micrometrica a fiecărui segment de oglinda (optica activa), se pot executa corect pentru a nega efectele gravitației, a vantului sau a schimbarilor de temperatura, rezultatul fiind o imagine cat mai clara pe tot parcursul sesiunii de observații.
Atmosfera este una din cele mai greu de depasit limitări pentru astrofotografi și cercetători. Pe langa faptul ca atmosfera flirteaza o buna parte din spectrul radiatiilor electromagnetice, scintilatia atmosferei a fost întotdeauna un factor care împiedica obținerea detaliilor fine din obiecte. Optica adaptiva se foloseste de ajustari nanometrice realizate foarte rapid ale unei oglinzi flexibile pentru a contracara efectele atmosferei.
Pentru a elimina efectele atmosferei, a fost nevoie ca astrogramele sa ajungă la ultima frontieră: spatiul. Deși nu a fost primul telescop lansat în spațiu, în 1990, am asistat la punerea pe orbită a telescopului spațial Hubble iar, în 1993 la o misiune menită sa corecteze aberatiile de sfericitate induse din cauza construcției incorecte a opticii.
Mulțumită oglinzii principale de 2.4 metri în diametru, lungimii focale de 57.6 metri și multitudinii de senzori și filtre, Hubble ne-a uimit cu fotografiile si descoperirile realizate, putand sa captureze obiectele deja cunoscute în mult mai mult detaliu și, nefiind limitat de efectele de filtrare ale atmosferei, în alte lungimi de undă decât cele vizibile (Ultraviolet sau Infrarosu).
Cu ajutorul telescopului Hubble, au fost descoperite nenumărate noi obiecte de cer profund, cum ar fi galaxiile îndepărtate din celebrele poze Deep Field. Folosindu-se de senzorii sensibili la lumina infrarosie, Hubble a putut privi mult mai departe înapoi în timp fata de cat poate privi un telescop terestru; acest lucru a ajutat oamenii de stiinta sa-nteleaga mai bine varsta și procesul de expansiune al universului.
De-a lungul anilor, au fost lansate și alte telescoape spațiale, ce dispun de senzori specializati pentru detectarea anumitor lungimi de undă, printre ele numarandu-se telescoapele Spitzer, Kepler, Gaia si, mai recent, James Webb.
Pe masura ce tehnologia a avansat, senzorii fotografici au devenit din ce in ce mai uzuali, iar accesul amatorilor la acești senzori a devenit mult mai facil. Primele camere dedicate astrofotografiei au fost dotate cu senzori CCD, mai apoi, acești senzori fiind inlocuiti, in mare parte, de senzor CMOS, un alt tip de senzor ce se folosește de o tehnologie mai recentă.
Datorită acestor avansuri tehnologice, în ziua de astăzi, ne putem bucura atat de fotografii realizate de oamenii de știință, utilizând telescoape terestre cu aperturi foarte mari, sau telescoape spațiale, cât și de o mulțime de fotografii realizate de astronomi amatori, cu echipamente ce pot fi ușor dobândite. Astrofotografia poate fi realizată, în ziua de astăzi, cam cu orice echipament, de la un simplu telefon (cu rezultate pe măsură), la un aparat foto de buzunar, DSLR sau mirrorless, până la telescoape și camere dedicate astrofotografiei.
Mai mult, astronomii amatori contribuie continuu la procesul științific, trimițând date despre anumite obiecte de interes, date capturate cu propriile echipamente. Am putut observa descoperiri făcute de astronomii amatori, cum ar fi arcul de Oxigen de lângă galaxia Andromeda, ce nu mai fusese capturat în fotografii până atunci.
Arc de Oxigen în preajma galaxiei Andromeda, descoperire realizata în Ianuarie 2023, de catre Xavier STROTTNER, Marcel DRECHSLER si Yann SAINTY https://app.astrobin.com/i/1d8ivk
