Fotografie hvězdných drah

Zdá se, že všechny hvězdy na noční obloze krouží kolem nebeského pólu (na této fotografii jižní pól). Během několika hodin tento zdánlivý pohyb zanechává na snímku zachycené hvězdné dráhy.^[1]

Polárka s cirkumpolárními hvězdami pořízená velmi dlouhým časem několika hodin (více než 7 hod). Hvězdy poblíž nebeského pólu zanechávají kratší stopu. Severní Karolína.

Fotografie hvězdných drah (anglicky Star Trails photography) je specializovaný druh astrofotografie, který se zaměřuje na tvorbu snímků astronomických objektů na noční obloze. Hvězdy v důsledku otáčení Země a dlouhého expozičního času vytvářejí světelné dráhy. Tím jak se Země otáčí, nezůstávají hvězdy na svém místě, ale pomalu se posouvají více či méně k západu. Hvězdy se objeví a otáčejí se okolo severního i jižního pólu, z nichž pozorovatel vidí pouze jeden. Hvězdy ležící na obloze blízko severu se pohybují velmi pomalu, zatímco hvězdy blíže k rovníku „cestují“ poměrně rychle. Termín se používá pro podobné fotografie zachycené jinde, například na palubě Mezinárodní vesmírné stanice nebo na Marsu.^[2][3]

Typické expoziční časy pro tento typ fotografie se pohybují od patnácti minut do několika hodin, což na fotoaparátu vyžaduje nastavení „Bulb“, aby se závěrka otevřela na dobu delší než je obvyklé. Praktičtější technikou je však spojení více snímků dohromady a vytvořit tak konečný snímek hvězdných drah.^[4]

Fotografie hvězdných drah byly používány profesionálními astronomy k měření kvality pozorovacích míst pro velké dalekohledy.

Technika

Fotografie hvězdných drah jsou pořizovány umístěním fotoaparátu na stativ, namířením objektivu na noční oblohu a ponecháním závěrky otevřené po dlouhou dobu.^[5] Tento typ fotografie je považován pro amatérské astrofotografy za relativně snadný.^[6] Fotografové obvykle pořizují tyto snímky pomocí digitální zrcadlovky nebo bezzrcadlovky se zaostřením objektivu nastaveným na nekonečno. Kabelová spoušť nebo intervalometr umožňuje fotografovi udržet závěrku otevřenou po požadovanou dobu. Typické expoziční časy se pohybují od patnícti minut do mnoha hodin v závislosti na požadované délce oblouků hvězdných drah na snímku.^[7] I když snímky hvězdných drah vznikají za špatných světelných podmínek, dlouhé expoziční časy umožňují filmy s citlivostí, jako je ISO 200 a ISO 400.^[6] Wide-apertures, such as f/5.6 and f/4, are recommended for star trails.^[5][8]

Vzhledem k tomu, že expoziční časy pro fotografie hvězdných drah mohou být dlouhé i několik hodin, může dojít k snadnému vybití baterie fotoaparátu. Mechanické fotoaparáty, které k otevření a zavření závěrky nevyžadují baterii, mají výhodu oproti modernějším kinofilmovým a digitálním fotoaparátům, které spoléhají na bateriové napájení. U těchto fotoaparátů nastavení expozice Bulb nebo B udržuje závěrku otevřenou.^[9] Dalším problémem, se kterým se digitální fotoaparáty setkávají, je nárůst elektronického šumu s prodlužující se dobou expozice.^[5] Tomu se lze vyhnout použitím kratších expozičních časů, které jsou pak poskládány v postprodukčním grafickém softwaru. Tím se zabrání možnému hromadění tepla nebo digitálního šumu způsobenému jedinou dlouhou expozicí.

Donald Pettit: Dráhy hvězd vyfotografované z Mezinárodní vesmírné stanice na nízké oběžné dráze Země pod úhlem, díky kterému ne jsou kruhové, ale téměř svislé

Americký astronaut Donald Pettit zaznamenal hvězdné dráhy digitálním fotoaparátem z Mezinárodní vesmírné stanice na oběžné dráze Země mezi dubnem a červnem 2012. Pettit svou techniku popsal takto: „Moje snímky hvězdných drah jsou pořízeny časovou expozicí asi 10 až 15 minut. U moderních digitálních fotoaparátů je však 30 sekund asi nejdelší možná expozice, protože šum elektronického detektoru obraz znehodnocuje. Pro dosažení delších expozic dělám to, co mnoho amatérských astronomů. Udělám několik 30sekundových expozic a poté je „naskládám“ pomocí grafického editoru, čímž vytvořím delší expozici.“^[10][2]

Snímky hvězdných drah byly také pořízeny na Marsu.^[11] Vozítko Spirit je vyprodukovalo při hledání meteorů.^[11] Protože byla expozice fotoaparátu omezena na 60 sekund, stopy se zobrazují jako přerušované čáry.^[11]

Rotace Země

Fotografie hvězdných drah jsou umožněné díky rotaci Země kolem své osy. Zdánlivý pohyb hvězd je na filmu nebo digitálním snímači zaznamenán jako většinou zakřivené pruhy.^[5] Pro pozorovatele na severní polokouli vytvoří namíření kamery na sever obraz se soustřednými kruhovými oblouky se středem na severním nebeském pólu (velmi blízko Polárky).^[6] U lidí na jižní polokouli je stejného efektu dosaženo namířením kamery na jih. V tomto případě jsou obloukové pruhy soustředěny na jižním nebeském pólu (poblíž Sigma Octantis ). Zamíření kamery na východ nebo západ ukazuje rovné pruhy na nebeském rovníku, který je nakloněn pod úhlem vzhledem k horizontu. Úhlová míra tohoto náklonu závisí na fotografově zeměpisné šířce^[5] (L) a je rovna 90° − L.

Astronomické testování lokality

Fotografie hvězdných drah mohou astronomové použít k určení kvality lokality pro pozorování dalekohledem. Pozorování hvězdné stopy Polárky byla použita k měření kvality vidění v atmosféře a vibrací v montážních systémech dalekohledů.^[12] První zaznamenaný návrh této techniky pochází z knihy E. S. Skinnera z roku 1931 A Manual of Celestial Photography.^[13]

Galerie

• 
  Hvězdné dráhy u slaného jezera v poušti Lut v Íránu
• 
  Fotografie hvězdných drah složená ze čtrnácti snímků (dvouminutové expozice) směrem na severozápad
• 
  Hvězdy zachycené 136 minut dlouhou expozicí, Eleebana, NSW, Austrálie, 3. března 2019
• 
  Hvězdná obloha v horách Alamutu, Qazvin, Írán
• 
  Hvězdné dráhy nad teleskopem ESO 3.6 m^[14]
• 
  Fotografie hvězdných drah ukazující zdánlivý pohyb hvězd kolem severního nebeského pólu, Polárka je jasná hvězda poblíž pólu
• 
  Souhvězdí Cassiopeia nad bouřkou.^[15]
• 
  Noční obloha zachycená dlouhým časem, Waterworks Prairie Park, Iowa
• 
  Hvězdné dráhy ve Fajjúmu, Egypt
• 
  45minutová expozice pořízená za tmavé jasné noci na observatoři Paranal
• 
  Observatoř La Silla v Chile
• 
  Ehrenbürg (Walberla), doba osvitu: 45 min, klasický barevný film, ohnisko 50 mm

Odkazy

Reference

1. All In A Spin [online]. [cit. 2016-08-01]. Dostupné online. (anglicky) 
2. ISS photos:
   • Creating Star Trails Aboard the International Space Station [online]. dpmag.com, April 5, 2016 [cit. 2021-05-02]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-05-02. (anglicky) 
   • Camille Mann. Star Trails: Long-exposure photos from space [online]. CBS News, 5. 2. 2013 [cit. 2021-05-02]. Dostupné online. (anglicky) 
   • Kyle Almond. Shooting the stars – A NASA astronaut shares awe-inspiring photos from the International Space Station [online]. CNN, June 2018 [cit. 2021-05-02]. Dostupné online. (anglicky) 
3. JPL: Photojournal – PIA03613: Meteor Search by Spirit, Sol 643 [online]. nasa.gov, 5. 12. 2005 [cit. 2021-05-02]. Dostupné online. (anglicky) 
4. BUCKLEY, Drew. Star Trails: How to Take Captivating Night Sky Photos [online]. 2015-04-22 [cit. 2019-07-14]. Dostupné online. (anglicky) 
5. MALIN, David. Focal Encyclopedia of Photography: Digital Imaging, Theory and Applications, History, and Science. Night-Time and Twilight Photography. Redakce Michael R. Peres. 4th. vyd. Amsterdam: Elsevier, 2007. S. 577–580. Je zde použita šablona {{Cite encyclopedia}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
6. LANDOLFI, Larry. Come-as-you-are Astrophotography. Astronomy. February 1996, roč. 24, čís. 2, s. 74–79. Bibcode 1996Ast....24...74K. (anglicky) 
7. BURIAN, Peter K.; CAPUTO, Robert. National Geographic photographic field guide: secrets to making great pictures. Washington, D.C.: National Geographic, 1999. ISBN 079225676X. Kapitola A world of subjects: evening and night, s. 276. 
8. MANNING, Jack. Shooting pictures that the eye cannot see. The New York Times. 1981-04-05, s. ARTS 38. (anglicky) 
9. FROST, Lee. The Complete Guide to Night & Low-Light Photography. New York, New York: Amphoto Books, 2000. Dostupné online. ISBN 0817450416. Kapitola The sky at night, s. 156–157. 
10. NASA Johnson Space Center. ISS Star Trails [online]. May–June 2012. Dostupné online. (anglicky) 
11. PIA03613: Meteor Search by Spirit, Sol 643 [online]. NASA, 5. 12. 2005 [cit. 2021-05-03]. Dostupné online. (anglicky) 
12. HARLAN, E.A.; Merle F. Walker. A Star-Trail Telescope for Astronomical Site-Testing. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. August 1965, roč. 77, čís. 457, s. 246–252. DOI 10.1086/128210. Bibcode 1965PASP...77..246H. (anglicky) 
13. KING, Edward Skinner. A Manual of Celestial Photography. Boston, Massachusetts: Eastern Science Supply Co., 1931. Dostupné online. S. 37. 
14. Venus Transit Seen Reflected from the Moon. ESO Announcement. Dostupné online [cit. 14. 12. 2012]. (anglicky) 
15. The constellation of Cassiopeia over a thunderstorm [online]. European Southern Observatory [cit. 2015-03-21]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články

• Cirkumpolární hvězda

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Fotografie hvězdných drah na Wikimedia Commons
• Star trail photography
• 4 Steps To Creating Star Trails Photos Using Stacking Software

Portály: Fotografie | Astronomie