Введение
Хобби наблюдения за небом и звездами
Любительская астрономия – это хобби, в котором участники получают удовольствие от наблюдения или фотографирования небесных объектов в небе невооруженным глазом, с помощью бинокля или телескопа. Хотя научные исследования не являются их основной целью, некоторые астрономы-любители вносят вклад в науку граждан, например, путем мониторинга переменных звезд, двойных звезд, солнечных пятен или затмений звезд Луной или астероидами, галактических новых или сверхновых в других галактиках. Астрономы-любители не используют астрономию в качестве основного источника дохода или средств к существованию и, как правило, не имеют профессионального образования в области астрофизики или углубленной академической подготовки по этому предмету. Большинство любителей – это энтузиасты, в то время как другие обладают значительным опытом в астрономии и часто помогают и работают вместе с профессиональными астрономами. Многие астрономы на протяжении истории изучали небо в рамках любительского подхода; однако с начала двадцатого века профессиональная астрономия стала деятельностью, четко отличающейся от любительской астрономии и связанных с ней видов деятельности. Астрономы-любители обычно наблюдают небо ночью, когда видны большинство небесных объектов и астрономических явлений, но другие наблюдают днем, изучая Солнце и солнечные затмения. Некоторые довольствуются наблюдением невооруженным глазом или с помощью бинокля, но более увлеченные любители часто используют портативные телескопы или телескопы, установленные в их частных или клубных обсерваториях. Любители также вступают в любительские астрономические общества, которые могут давать советы, обучать или направлять их в поиске и наблюдении небесных объектов. Они также популяризируют астрономию среди широкой общественности.
Цели
В совокупности астрономы-любители наблюдают за разнообразными небесными объектами и явлениями. К числу наиболее распространенных объектов наблюдений астрономов-любителей относятся Солнце, Луна, планеты, звезды, кометы, метеорные потоки и различные объекты глубокого космоса, такие как звездные скопления, галактики и туманности. Многие любители предпочитают специализироваться на наблюдении конкретных объектов, типов объектов или событий, представляющих для них интерес. Одной из областей астрономии любителей является любительская астрофотография, которая включает в себя получение снимков ночного неба. Астрофотография стала более популярной благодаря появлению гораздо более простого в использовании оборудования, включая цифровые камеры, зеркально-рефлекторные камеры и относительно сложные, специально разработанные высококачественные ПЗС (CCD) и КМОП (CMOS) камеры. Большинство астрономов-любителей работают в видимом диапазоне длин волн, однако небольшая часть экспериментирует с длинами волн за пределами видимого спектра. Одним из пионеров радиоастрономии был Грот Ребер, астроном-любитель, который в конце 1930-х годов построил первый специально созданный радиотелескоп для дальнейшего изучения открытия радиоизлучения из космоса, сделанного Карлом Янским. Невизуальная астрономия любителей включает в себя использование инфракрасных фильтров на обычных телескопах, а также использование радиотелескопов. Некоторые астрономы-любители используют самодельные радиотелескопы, в то время как другие используют радиотелескопы, которые изначально строились для астрономических исследований, но впоследствии стали доступны для использования любителями. Телескоп One Mile является одним из таких примеров.
Общие инструменты
Астрономы-любители используют широкий спектр инструментов для изучения неба, в зависимости от сочетания их интересов и возможностей. Методы включают в себя простое наблюдение ночного неба невооруженным глазом, использование биноклей и различных оптических телескопов разной мощности и качества, а также дополнительное сложное оборудование, такое как камеры, для изучения света от небесных объектов как в видимой, так и в невидимой частях спектра. Для улучшения изучения видимой и невидимой частей спектра астрономы-любители выезжают в сельскую местность, чтобы избежать светового загрязнения. Коммерческие телескопы доступны как новые, так и бывшие в употреблении, но также распространена практика, когда астрономы-любители самостоятельно строят (или заказывают изготовление) собственные телескопы. Некоторые люди даже сосредотачиваются на создании любительских телескопов как на основном увлечении в рамках любительской астрономии. Хотя опытные и специализированные астрономы-любители, как правило, со временем приобретают более специализированное и мощное оборудование, для определенных задач часто предпочитают относительно простое оборудование. Например, бинокли, хотя обычно имеют меньшую мощность, чем большинство телескопов, также обеспечивают более широкое поле зрения, что предпочтительнее для наблюдения за некоторыми объектами на ночном небе. В последних моделях iPhone также появилась опция "ночной режим" при съемке фотографий, позволяющая увеличить экспозицию – время, в течение которого делается снимок. Это оптимизирует фокусировку на свете в кадре, поэтому режим используется преимущественно ночью. Астрономы-любители также используют звездные карты, которые, в зависимости от опыта и целей, могут варьироваться от простых планисфер до подробных карт конкретных областей ночного неба. Существует широкий спектр астрономического программного обеспечения, используемого астрономами-любителями, включая программы для создания карт неба, программы для помощи в астрофотографии, программы для планирования наблюдений и программы для выполнения различных расчетов, связанных с астрономическими явлениями. Астрономы-любители часто ведут записи своих наблюдений, обычно в виде журнала наблюдений. В журналах наблюдений обычно указываются детали о том, какие объекты наблюдались и когда, а также описываются увиденные детали. В журналах иногда используются зарисовки, а в последнее время также и фотографические записи наблюдений. Собранная информация используется для обмена опытом и проведения исследований между астрономами-любителями на ежегодных встречах. Хотя эта информация не является профессиональной или достоверной, она позволяет любителям делиться своими новыми открытиями и впечатлениями. Популярность астрофотографии среди любителей привела к появлению большого количества веб-сайтов, созданных отдельными людьми для демонстрации своих изображений и оборудования. Большая часть общения между астрономами-любителями происходит в списках рассылки или дискуссионных группах. Серверы дискуссионных групп содержат множество астрономических списков. Значительная часть торговли оборудованием для любительской астрономии, то есть покупка и продажа оборудования, осуществляется в Интернете. Многие любители используют онлайн-инструменты для планирования своих ночных наблюдений, такие как Clear Sky Chart.
Общие методы
Хотя ряд интересных небесных объектов легко идентифицируется невооруженным глазом, иногда с помощью звездной карты, многие другие настолько слабые или малозаметные, что для их поиска требуются технические средства. Несмотря на то, что в любительской астрономии используется множество методов, большинство из них являются вариациями нескольких основных техник.
Звездный прыжок
Звездный скачок — это метод, часто используемый астрономами-любителями с простым оборудованием, таким как бинокль или телескоп с ручным наведением. Он заключается в использовании карт (или памяти) для поиска известных ориентировочных звезд и последовательном "переходе" между ними, часто с помощью искателя. Благодаря своей простоте, звездный скачок является распространенным способом поиска объектов, расположенных вблизи звезд, видимых невооруженным глазом. К более продвинутым методам поиска объектов на небе относятся телескопы с градуированными кругами, которые помогают наводить телескоп на координаты известных объектов, и телескопы GOTO — полностью автоматизированные телескопы, способные находить объекты по запросу (после предварительной калибровки).
Мобильные приложения
Появление мобильных приложений для смартфонов привело к созданию множества специализированных приложений. Эти приложения позволяют любому пользователю легко находить интересующие небесные объекты, просто направив смартфон в соответствующую точку на небе. Они используют встроенное оборудование телефона, такое как GPS и гироскоп. Для быстрого доступа предоставляется полезная информация об объекте, на который направлено устройство, например, небесные координаты, название объекта и его созвездие. В некоторых платных версиях доступна более подробная информация. Эти приложения все чаще используются при наблюдениях, в том числе для настройки и ориентации телескопов.
Установка кругов
Установочные круги – это угловые шкалы, которые могут быть установлены на двух основных осях вращения некоторых телескопов. С момента широкого распространения цифровых установочных кругов, любой классический гравированный установочный круг теперь конкретно определяется как "аналоговый установочный круг" (ASC). Зная координаты объекта (обычно заданные в экваториальных координатах), пользователь телескопа может использовать установочный круг для наведения (то есть, направления) телескопа в нужном направлении перед просмотром в окуляр. Компьютеризированный установочный круг называется "цифровым установочным кругом" (DSC). Хотя цифровые установочные круги могут использоваться для отображения координат прямого восхождения (RA) и склонения (Dec) телескопа, они не являются просто цифровым отображением показаний аналоговых установочных кругов телескопа. Как и в телескопах с автоматическим наведением, компьютеры цифровых установочных кругов (коммерческие названия включают Argo Navis, Sky Commander и NGC Max) содержат базы данных, включающие десятки тысяч небесных объектов и прогнозы положений планет. Чтобы найти небесный объект в телескопе, оснащенном компьютером DSC, не нужно искать конкретные координаты RA и Dec в книге или другом источнике, а затем устанавливать телескоп на эти числовые значения. Вместо этого объект выбирается из электронной базы данных, что приводит к появлению на дисплее значений расстояния и указателей направления, показывающих расстояние и направление, в котором нужно переместить телескоп. Телескоп перемещается до тех пор, пока оба значения углового расстояния не достигнут нуля, что указывает на правильное наведение телескопа. Когда обе оси – RA и Dec – таким образом "обнулены", объект должен быть виден в окуляре. Многие DSC, как и системы автоматического наведения, также могут работать в сочетании с программами для ноутбуков. Компьютеризированные системы предоставляют дополнительное преимущество вычисления прецессии координат. Традиционные печатные источники снабжены указанием года эпохи, которое относится к положению небесных объектов в определенный момент времени с точностью до года (например, J2005, J2007). Большинство таких печатных источников обновляются лишь раз в приблизительно пятьдесят лет (например, J1900, J1950, J2000). Компьютеризированные источники, напротив, способны вычислять прямое восхождение и склонение для "эпохи даты" с точностью до момента наблюдения.
Телескопы GoTo
Телескопы GOTO стали более популярными с 1980-х годов по мере развития технологий и снижения цен. В этих телескопах с компьютерным управлением пользователь обычно вводит название интересующего объекта, а механика телескопа автоматически наводит его на этот объект. Они обладают рядом значительных преимуществ для астрономов-любителей, занимающихся исследованиями. Например, телескопы GOTO, как правило, быстрее находят интересующие объекты, чем при методе звёздных перескоков, что позволяет больше времени посвятить изучению объекта. GOTO также позволяет производителям добавлять экваториальное слежение к механически более простым монтировкам альт-азимутального типа, что позволяет им производить более доступный по цене продукт. Телескопы GOTO обычно требуют калибровки с использованием звёзд для выравнивания, чтобы обеспечить точное слежение и позиционирование. Однако несколько производителей телескопов недавно разработали системы, которые калибруются с помощью встроенного GPS, сокращая время, необходимое для подготовки телескопа к началу наблюдательной сессии.
Телескопы с дистанционным управлением
С развитием высокоскоростного Интернета в конце 20-го века, а также с усовершенствованием компьютерного управления телескопами и применением ПЗС-камер, астрономия с использованием "удалённых телескопов" стала доступным способом для астрономов-любителей, не имеющих доступа к крупным обсерваториям, участвовать в исследованиях и получать изображения объектов глубокого космоса. Это позволяет любому управлять телескопом, находящимся на значительном расстоянии в месте с темным небом. Наблюдатель может получать изображения через телескоп, используя ПЗС-камеры. Собранные телескопом цифровые данные затем передаются и отображаются пользователю по Интернету. Примером работы удалённого телескопа для публичного использования через Интернет является обсерватория Барекет, а также существуют телескопы, расположенные в Нью-Мексико, Австралии и Атакаме (Чили).
Методы визуализации
Астрономы-любители используют множество методов получения изображений, включая плёночную астрофотографию, астрофотографию с использованием зеркальных фотоаппаратов (DSLR), LRGB и ПЗС-астрофотографию. Благодаря линейности ПЗС-матриц, обработка изображений позволяет устранять влияние светового загрязнения, что повысило популярность астрофотографии в городах. Для уменьшения светового загрязнения также применяются узкополосные фильтры.
Научные исследования
Научные исследования чаще всего не являются основной целью для многих астрономов-любителей, в отличие от профессиональных астрономов. Однако выполнение работы, имеющей научную ценность, возможно, и многие любители успешно вносят вклад в базу знаний профессиональных астрономов. Астрономия иногда преподносится как одна из немногих оставшихся наук, в которой любители всё ещё могут предоставлять полезные данные. В знак признания этого, Астрономическое общество Тихого океана ежегодно вручает награды "За достижения любителей" за значительный вклад в астрономию, сделанный любителями. Большинство научных вкладов астрономов-любителей относятся к области сбора данных. Особенно это актуально в тех случаях, когда большое количество астрономов-любителей с небольшими телескопами оказывается более эффективным, чем относительно небольшое число крупных телескопов, доступных профессиональным астрономам. Существуют несколько организаций, таких как Американская ассоциация наблюдателей переменных звёзд и Британская астрономическая ассоциация, которые помогают координировать эти усилия. Астрономы-любители часто участвуют в таких мероприятиях, как мониторинг изменений яркости переменных звёзд и сверхновых, помощь в отслеживании астероидов и наблюдение оккультаций для определения формы астероидов и рельефа на видимом краю Луны с Земли. Используя более современное, но всё ещё относительно недорогое по сравнению с профессиональным оборудованием, астрономы-любители могут измерять спектр света, излучаемого астрономическими объектами, что позволяет получать высококачественные научные данные при условии аккуратного проведения измерений. Относительно новой областью деятельности для астрономов-любителей является поиск упущенных явлений (например, комет группы Кройца) в обширных библиотеках цифровых изображений и других данных, полученных наземными и космическими обсерваториями, большая часть которых доступна в Интернете. В прошлом и настоящем астрономы-любители играли важную роль в открытии новых комет. Однако в последнее время финансирование таких проектов, как Lincoln Near-Earth Asteroid Research и Near-Earth Asteroid Tracking, привело к тому, что большинство комет теперь обнаруживаются автоматизированными системами задолго до того, как их смогут увидеть любители.
Общества
Во всем мире существует множество любительских астрономических обществ, которые служат местом встреч для интересующихся астрономией. В их рядах – от активных наблюдателей, имеющих собственное оборудование, до "астрономов-теоретиков", просто увлекающихся этой темой. Цели и деятельность обществ сильно различаются и могут зависеть от множества факторов, таких как географическое положение, местные условия, размер и состав. Например, небольшое местное общество, расположенное вдали от городского освещения, может сосредоточиться на практических наблюдениях и астрономических вечеринках, в то время как крупное общество в большом городе может объединять множество участников, но быть ограниченным световым загрязнением и поэтому проводить регулярные собрания в помещении с приглашенными лекторами. Крупные национальные и международные общества обычно издают собственные журналы или информационные бюллетени, а некоторые организуют многодневные мероприятия, напоминающие научные конференции или конвенции. Они также могут иметь секции, посвященные конкретным направлениям, таким как наблюдения Луны или изготовление телескопов своими руками.
Известные астрономы-любители
Джордж Алкок открыл несколько комет и новых звезд. Томас Бопп разделил открытие кометы Хейла — Боппа в 1995 году с безработным физиком-теоретиком Аланом Хейлом. Роберт Бернхэм-младший (1931–1993) — автор «Небесного справочника». Эндрю Эйнсли Коммон (1841–1903) построил собственный очень большой рефлектор и продемонстрировал, что фотография способна регистрировать астрономические детали, невидимые невооруженным глазом. Роберт Э. Кокс (1917–1989) в течение 21 года вел колонку «Полезные мелочи для любителей астрономии» в журнале Sky & Telescope. Джон Добсон (1915–2014), чьё имя связано с телескопом Добсона. Роберт Оуэн Эванс (1937–2022) — астроном-любитель, который в настоящее время удерживает рекорд по количеству визуальных открытий сверхновых. Клинтон Б. Форд (1913–1992), специализировавшийся на наблюдении переменных звезд. Джон Эллард Гор (1845–1910), специализировавшийся на наблюдении переменных звезд. Эдвард Халбах (1909–2011), специализировавшийся на наблюдении переменных звезд. Уилл Хей, знаменитый комик и актер, обнаруживший белое пятно на Сатурне. Уолтер Скотт Хьюстон (1912–1993), автор колонки «Чудеса дальнего космоса» в журнале Sky & Telescope на протяжении почти 50 лет. Альберт Г. Ингаллс (1888–1958) — редактор книг «Создание любительских телескопов», тома 1–3, и «Ученый-любитель». Питер Яловичзор (род. 1966) открыл четыре экзопланеты. Дэвид Х. Леви открыл или со-открыл 22 кометы, включая комету Шумейкера — Леви 9, что является рекордом для одного человека. Терри Лавджой открыл пять комет в XXI веке и разработал модификации для зеркальных фотоаппаратов, используемых в астрофотографии. Сэр Патрик Мур (1923–2012) — ведущий долгоживущей программы BBC «Звездное небо» и автор множества книг по астрономии. Лесли Пелтиер (1900–1980) — плодовитый открыватель комет и известный наблюдатель переменных звезд. Джон М. Пирс (1886–1958) был одним из основателей Springfield Telescope Makers. Рассел В. Портер (1871–1949) основал Stellafane и считается его основателем. Грот Ребер (1911–2002) — пионер радиоастрономии, построивший первый специально созданный радиотелескоп и проведший первое радиоастрономическое обследование неба. Исаак Робертс (1829–1904) — ранний экспериментатор в области астрономической фотографии.
Открытия, в которых большой вклад внесли астрономы-любители
Лебедь А (1939) – радиогалактика и один из самых сильных радиоисточников на небе. Резкое уменьшение периода T Ursae Minoris на основе наблюдений AAVSO (1995). Туманность Макнила (2004) – переменная туманность. XO 1b (2006) – экзопланета. Приливные потоки вокруг NGC 5907 (2008). Voorwerpjes (2009) – это тип квазарного эха ионизации. Галактики горошины (2009) – тип галактики. Последняя (2010) вспышка U Scorpii. Кронбергер 61 (2011) – планетарная туманность. Speca (2011) – спиральная галактика, содержащая DRAGNs (двойной радиоисточник, связанный с галактическим ядром). 2011 HM102 (2013) – троянский спутник Нептуна. PH1b (2013) – экзопланета на циркумбинарной орбите в системе из четырех звезд. PH2b (2013) – экзопланета-газовый гигант, расположенная в обитаемой зоне своей звезды. J1649+2635 (2014) – спиральная галактика, содержащая DRAGNs (двойной радиоисточник, связанный с галактическим ядром). Yellowballs (2015) – это тип компактных областей звездообразования. 9Spitch (2015) – далекая галактика с гравитационным линзированием и высокой скоростью звездообразования. NGC 253 dw2 (2016) – кандидат в карликовые сфероидальные (dSph) галактики, испытывающие приливные разрушения вблизи галактики NGC 253. Галактика была открыта астрономом-любителем с помощью небольшого любительского телескопа. KIC 8462852 (2016) – звезда типа F, демонстрирующая необычные события затемнения. HD 74389 (2016) содержит пылевой диск. Это первый пылевой диск, обнаруженный вокруг звезды с белым карликом-компаньоном. AWI0005x3s (2016) – старейший карлик типа М с пылевым диском, обнаруженный в движущейся группе на момент открытия. PSR J1913+1102 (2016) – двойная нейтронная звезда с наибольшей общей массой на момент открытия. Donatiello I (2016) – близлежащая сфероидальная карликовая галактика, открытая итальянским астрономом-любителем Джузеппе Донатиелло. Это также первая галактика, названная в честь астронома-любителя. Транзитные экзокометы (2017) – кометы в экзосолнечной системе, блокирующие часть звездного света при прохождении перед экзосолнечной звездой. K2 138 (2018) – планетарная система с пятью подтвержденными планетами в непрерывной цепи резонанса 3:2. Сверхновая 2016gkg (2018) была замечена астрономом-любителем вскоре после начала вспышки. PSR J1744−7619 (2018) – первый пульсар, обнаруженный только в гамма-лучах, а не в радиоволнах. STEVE (2018) – атмосферное явление. K2 288Bb (2019) – экзопланета в обитаемой зоне вокруг звезды M, которая входит в двойную систему. LSPM J0207+3331 (2019) – старый белый карлик, содержащий пылевой диск с двумя компонентами. Межзвездная комета 2I/Borisov (2019) – первая межзвездная комета. Kojima 1Lb (подтверждена в 2019 году) – экзопланета размером с Нептун, открытая астрономом-любителем методом микролинзирования. Kojima 1 – самый яркий из обнаруженных объектов микролинзирования. WISE2150 7520AB (2019/2020) – пара коричневых карликов с самой низкой энергией связи при общей массе менее 0,1 солнечной массы, не связанных с молодым скоплением. GJ 3470 c (2020) – первый кандидат на экзопланету, полностью открытый любителями. В отличие от Питера Яловичкора, Kojima 1Lb и XO 1b, GJ 3470 c был полностью открыт любительским проектом под руководством астрономов-любителей. Рыбы VII/Триангуляр IIII (Psc VIII/Tri III) – сверхслабая карликовая галактика в системе Мессье 31, возможный спутник Мессье 33. Это второе открытие, приписываемое итальянскому астроному-любителю Джузеппе Донатиелло, уже открывшему карликовую галактику Donatiello I. Донатиелло II, Донатиелло III и Донатиелло IV – три новых спутника близлежащей галактики NGC 253, открытые в 2021 году итальянским астрономом-любителем Джузеппе Донатиелло. С этими тремя новыми карликовыми галактиками, Донатиелло I и Рыбы VII, его общие открытия в этой области составляют пять. Пегас V/Андромеда XXXIV (Peg V/And XXXIV) – сверхслабый карлик в созвездии Пегаса, расположенный на расстоянии около 260 кпк от Мессье 31 (галактика Андромеды) на окраине его гало. Peg V был первоначально идентифицирован в DESI Legacy Imaging Surveys итальянским астрономом-любителем Джузеппе Донатиелло.
Donatiello II, Donatiello III and Donatiello IV, three new satellites of the nearby galaxy NGC 253, discovered in 2021 by the Italian amateur astronomer Giuseppe Donatiello. With these three new dwarf galaxies, Donatiello I and Pisces VII, his total discoveries in this topic are five. Pegasus V/Andromeda XXXIV (Peg V/And XXXIV) an ultrafaint dwarf in the constellation of Pegasus located ~260 kpc from Messier 31 (Andromeda Galaxy) in the outskirts of its halo. Peg V was initially identified in the DESI Legacy Imaging Surveys by the Italian amateur astronomer Giuseppe Donatiello.