29.09.2023

Снимки, получившие награду «Лучший астрономический фотограф года», присуждаемую Королевской обсерваторией в Гринвиче (2023)

Шон Уокер (Sean Walker), 15 сентября, 2023.

Фотографы-победители

Марсель Дрехслер, Ксавье Стротнер и Янн Сайнти стали победителями конкурса «Астрономический фотограф года 2023» за загадочную фотографию из глубокого космоса «Неожиданная Андромеда».

Почему «Неожиданная»? Это связано с туманным голубым облаком, которое можно увидеть в левом нижнем углу снимка.

Неожиданная Андромеда, снятая Марселем Дрехслером (Marcel Drechsler), Ксавье Строттнером (Xavier Strottner) и Янном Сайнти (Yann Sainty).

Многочасовая кропотливая работа этих увлеченных фотолюбителей принесла им главный приз в конкурсе Astronomy Photographer of the Year 2023, крупнейшем в мире конкурсе космической фотографии.

Галактика Андромеды - ближайшая к нашему Млечному Пути спиральная галактика и один из самых фотографируемых объектов глубокого неба. Однако именно на этом снимке, сделанном международным трио астрономов-любителей, обнаружилась невиданная ранее особенность: огромная плазменная дуга, протянувшаяся через весь космос прямо рядом с галактикой Андромеды.

«Сейчас ученые исследуют вновь обнаруженный гигант в рамках транснационального сотрудничества», - поясняют фотографы. «Возможно, это самая крупная из ближайших к нам структур во Вселенной».

Новое открытие подчеркивает, что даже самые «знакомые» части Вселенной по-прежнему таят в себе бесчисленные загадки. А судья конкурса Ласло Франчич (László Francsics) подчеркивает важность астрофотографии для современной космической науки.

«Как выглядит снимок открытия? Чаще всего это размытое черно-белое изображение, на котором запечатлена почти невидимая слабая точка или непонятный для нас спектр», - говорит он. «Однако на этот раз все обстоит иначе. Это астрофото столь же эффектно, сколь и ценно. Оно не только по-новому представляет Андромеду, но и поднимает качество астрофотографии на новый уровень».

Что обнаружила команда?

Галактика Андромеды (известная также как M31) - ближайшая к нам крупная галактика, удаленная от нас на расстояние около 2,5 млн. световых лет.

Самая ранняя из известных фотографий Андромеды была сделана более 130 лет назад в 1888 г. Исааком Робертсом, и с тех пор она пользуется огромной популярностью у астрофотографов.

Однако в 2022 году три астронома и астрофотографа обнаружили в ее окрестностях «огромную плазменную дугу», узнаваемую как слегка изогнутое голубое облако слева от спиральной галактики Андромеды, Неожиданной.

Во-первых, что такое плазма? Плазма имеет некоторое сходство с газами, состоящими из свободно движущихся атомов, которые под действием высокой температуры или излучения отделились от некоторых или всех составляющих их электронов. В результате получается суп из электронов и частично ионизированных ядер, что придает им некоторые странные свойства.

99% видимой Вселенной состоит из плазмы; мы можем наблюдать ее в виде звезд, туманностей, солнечного ветра, хвостов комет, авроры и т.д.

Работа Джеральда Реманна «Разноцветный треугольник» вошла в шорт-лист конкурса «Астрономический фотограф года 2023» в категории «Планеты, кометы и астероиды». Кометы имеют два хвоста: один состоит из плазмы, другой - из пыли. Часть хвоста, которая образует прямую линию от головы кометы, состоит из плазмы, а слегка изогнутая часть - это пылевой хвост. Плазменный хвост ионизируется под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

«То, что вы видите, - это гигантская голубая дуга из ионизированного кислородного газа, которая никогда ранее не наблюдалась», - объясняет астроном-любитель и астрофотограф Марсель.

Дуга представляет собой «эмиссионную туманность» - облако ионизированного газа, излучающего собственный свет на оптической длине волны (ультрафиолетовый, видимый или инфракрасный). Протянувшись на 1,5 градуса по небосводу, оно, по-видимому, почти вдвое меньше галактики Андромеды.

В результате она может оказаться самой крупной и самой близкой к нам структурой во Вселенной", - пишет команда в своей заявке на конкурс "Астрономический фотограф года 2023".

Теперь дуга получила название Strottner-Drechsler-Sainty Object 1 (SDSO-1). Ученые со всего мира сотрудничают с целью дальнейшего изучения дуги, включая ее возможную связь с соседней галактикой.

Почему это не было замечено раньше?

«За 100 лет никто не видел дугу, потому что она очень слабая и видна только в кислороде 3 (OIII)», - объясняет Марсель.

При перегреве таких газов, как водород, сера и кислород, они светятся разными цветами, причем кислород дает голубой цвет.

Узкополосные фильтры телескопа позволяют астрономам наблюдать за светом определенных газов. Наиболее распространенными фильтрами являются Водород Альфа, Водород Бета, Сера 2 и Кислород 3.

Поскольку три четверти газа во Вселенной составляет водород, астрофотографы обычно делают снимки с использованием фильтра Hydrogen Alpha (Hα), чтобы увидеть этот тип света.

Кислород, напротив, составляет всего 1% газа во Вселенной и является очень слабым, что затрудняет его наблюдение.

Фотографии, сделанные с использованием фильтра Oxygen 3, также подвержены искажениям из-за таких факторов, как световое загрязнение, поэтому астрофотографы реже прибегают к его использованию.

Однако тех, кто готов потратить длительное время экспозиции, необходимое для фотографирования в Oxygen 3, ожидает множество открытий.

«Дугу запечатлеть не очень просто. Нужно быть амбициозным астрофотографом, чтобы поймать эту дугу», - говорит Марсель.

Яркие кислородные облака уже были обнаружены в других туманностях, например, в туманности Вуаль, где кислородный газ нагревается, ионизируется и светится голубым светом.

Летучая мышь в туманности Восточная - или это сова? Работа Брендана Кинча, вошедшая в шорт-лист конкурса «Астрономический фотограф года 2023» в категории «Звезды и туманности». Это небольшой участок туманности Вуаль - облака нагретого и ионизированного газа и пыли в созвездии Лебедь, снятый с использованием фильтров Sulfur 2, Hydrogen Alpha и Oxygen 3.

Неожиданное открытие

Как же команда нашла его? Марсель объясняет: «Это была абсолютная случайность. Никто не ожидал его увидеть, и поэтому он называется "Неожиданная Андромеда", потому что мы хотели сделать красивое изображение галактики Андромеды. И вот мы посмотрели на первые данные и заметили это туманное пятно на краю изображения».

Изначально астрофотографы решили, что это пятно может быть «артефактом» - аномалией или искажением, которое появляется на снимках из-за помех, таких как световое загрязнение, следы спутников и рассеянный свет.

Однако после долгих обсуждений «мы пришли к выводу, что нет, это не артефакт. Это реальность. Это новое открытие», - говорит Марсель.

Но почему же ни одна из сложнейших камер в космосе не заметила этого? В сущности, хотя космические телескопы и делают чрезвычайно ценные фотографии, их возможности ограничены.

«Мы, астрономы-любители, можем запечатлеть то, что не под силу Хабблу и космическому телескопу Джеймса Уэбба, поскольку они захватывают лишь крошечную часть неба», - объясняет Марсель. «С помощью наших небольших и не очень дорогих телескопов мы можем получить изображение ночного неба в широком поле».

«Мы быстрее, чем Хаббл, у нас шире поле, чем у Хаббла, и мы можем делать большее время экспозиции, чем Хаббл. Когда у вас есть очень маленькая, яркая туманность, вы зовете Хаббл, но когда у вас есть очень тусклый большой объект в Млечном Пути, вы зовете нас, астрономов-любителей».

Он объясняет, что благодаря все более совершенному оборудованию любители могут выступать в роли глаз и ушей профессиональных астрономов благодаря своей страсти, преданности делу и времени.

Составное изображение галактики Андромеды, полученное космическим телескопом «Хаббл», - одно из самых больших изображений, когда-либо собранных «Хабблом». Даже после сборки многих изображений на снимке видна лишь часть полной спиральной галактики | NASA, ESA, J. Dalcanton, B.F. Williams и L.C. Johnson (Вашингтонский университет), команда Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) и R. Gendler

Как они сделали фотографию?

Каждый из членов команды привнес свои особенности в работу над созданием «Неожиданной Андромеды».

Марсель объясняет: «Ксавье - очень хороший исследователь и аналитик, а Ян отлично справляется со сбором данных. Моя часть работы заключается в редактировании изображений; я беру исходные данные и делаю из них красивое изображение».

По словам астрофотографа-любителя Янна, «это обмен знаниями, в результате которого каждый узнает что-то новое».

Сначала Марсель и астроном-любитель Ксавье обнаружили потенциальную планетарную туманность, и они поручили Янну снять данные.

Ян хотел поэкспериментировать и снимал Андромеду со специальным фильтром, надеясь обнаружить планетарную туманность. Но то, что Марсель и Ксавье обнаружили в полученных данных, превзошло их ожидания.

Янн сфотографировал Андромеду с использованием различных фильтров. Передав полученные данные Марселю и Ксавье, они заметили что-то очень слабое, что заслуживало дальнейшего изучения.

В результате за 22 ночи Ян старательно отснял около 110 часов данных в различных фильтрах с разным временем экспозиции.

Погодные условия были проблемой: Янну приходилось следить за погодой с севера на юг Франции, каждый день выезжая в различные места, где в ту ночь было бы чистое небо.

Пройдено 5 000 км

Примерный маршрут, пройденный астрономами для получения данных

Складывание изображений, полученных Яном с разным временем экспозиции, позволило команде создать «медианное» изображение, уменьшив шум отдельных снимков. Это также позволило отфильтровать другие излучатели синего света, которые проявлялись в фильтре Oxygen 3.

Данные, полученные с пяти других телескопов во Франции и США, подтвердили наличие кислородной дуги.

Полученные Янном исходные данные были переданы Марселю, который обработал изображение: «Для меня, как для редактора снимков в команде, наиболее важно совместить эстетику астрофотографии с научным аспектом и объединить их вместе, чтобы получился "вау" снимок».

Ян вспоминает: «Когда мы впервые увидели снимок, мы были потрясены, как дугой, так и деталями галактики».

Важность сотрудничества

Марселя, Ксавье и Янна объединила астрофотография.

Марсель говорит: «Наша группа впервые встретилась в Интернете, и с тех пор мы работаем вместе над проектами дистанционно».

Члены команды стали хорошими друзьями в процессе открытия дуги и многому научились друг у друга, несмотря на то, что жили далеко друг от друга.

«У нас одинаковое видение, одинаковые ценности; работать с такими людьми очень приятно. Для меня было большой честью работать с ними и перенимать их опыт», - говорит Ян, который является в каком-то смысле новичком в астрономии, ведь он занялся астрофотографией в 2020 году во время начала борьбы с коронавирусом.

С тех пор команда, работающая над открытием, расширилась за счет трех фотографов и стала включать астрофизиков, астрофотографов и ученых со всего мира.

В их числе Роберт Фесен, профессор физики и астрономии Дартмутского колледжа (США), который был научным руководителем, а также профессор Стефан Кимесвенгер из Университета Инсбрука. Научную поддержку оказывали также Майкл Шулл, профессор астрофизики из Университета Колорадо, и профессор Квентин Паркер из Университета Гонконга.

Астрофотографы Брей Фоллс, Кристоф Вергнес, Николя Мартино и Шон Уокер тем временем оказывали астрофотографическую поддержку.

«Для меня самым важным моментом является совместная работа на разных языках, через границы, с международным сообществом», - говорит Марсель. «Объединение навыков и людей по всему миру позволило получить это изображение и сделать это открытие».

Каково значение этого открытия для любительской астрономии?

Это открытие еще раз подтверждает ценность вклада любителей в этой области, а также то, что астрофотография - это и искусство, и наука.

Астрономы-любители «могут сказать, что мы - глаза современных исследований», - говорит Марсель.

«Нас тысячи, у нас много времени, у нас хорошее оборудование, и мы разбросаны по всему миру. Именно количество и увлеченность любителей делают разницу».

Тем, у кого есть время и интерес к астрофотографии, Ян советует не ждать: «Я бы сказал всем, кто интересуется астрофотографией, не медлить. Пробуйте с любым оборудованием, которое вам доступно. Немного потренировавшись и научившись, вы сможете многое сделать. Это открывает удивительные двери».

Ксавье добавляет: «Возможность навсегда оставить свое имя на этом объекте - это настоящее наследие для будущего».

Марсель, Ксавье и Ян хотели бы поблагодарить всех, кто работал над этим открытием: профессора Роберта Фесена и профессора Стефана Кимесвенгера (научное руководство). Профессора Майкла Шулла и профессора Квентина Паркера (научная поддержка). Брей Фоллс, Кристоф Вергнес, Николя Мартино и Шон Уокер (астрофотография).

Другие фото в шорт-листе категории «Галактики»

Галактика «Глаза», автор Вейтанг Лян

Снято в обсерватории Эль-Саус, Рио-Уртадо, Чили, 6, 7, 22 и 28-30 апреля и 1- 3, 5, 19, 26 и 27 мая 2022 г.

«Галактика Глаза» (NGC4438) - известная галактика в скоплении Девы. Она настолько мала, что для выявления всех ее деталей, не только пыли в центре, но и крошечных вспышек слева и справа, требуется большой телескоп», - говорит Вейтанг.

«В 2022 году я использовал самый большой любительский телескоп, метровый RC-телескоп в Чилескопе, и экспозицию в 30 часов, чтобы получить достаточно данных о глубоком космосе».

Используемое оборудование: 1-метровый телескоп ASA Richey Chretien, монтировка ASA AZ1000, камера FLI ProLine 16803, 6800 мм 1 м, многократные 1800- и 600-секундные экспозиции, общая экспозиция 30 часов.

«Соседи» Пола Монтегю

Снято на хребте Бендлби, Южная Австралия, 26-28 мая 2022 г.

«Эти галактики, NGC 5101 и NGC 5078, были сняты из южноавстралийской глубинки с помощью 8-дюймового телескопа и монохромной камеры. В общей сложности потребовалось около 17 часов съемки, чтобы выделить более тусклую внешнюю часть NGC 5101», - говорит Пол.

«Сопоставление пыльной стороны галактики NGC 5078, взаимодействующей со своим маленьким соседом IC 879, и гладкой стороны галактики NGC 5101 интригует».

Использованное оборудование: 8-дюймовый телескоп GSO Ritchey-Chretien, фильтры Chroma LRGB 31 мм, монтировка Astro-Physics Mach1, камера ZWO ASI294MM-Pro, 1 200 мм f/6, несколько 3-минутных экспозиций Luminance и 5-минутных RGB, около 17 часов общей экспозиции

NGC 4945: Caldwell 83. Фотограф: Джонатан Лодж

Обсерватория Эль-Саус, Рио-Уртадо, Чили, 9-11 апреля и 22 декабря 2021 г., 7, 8, 13, 14 и 29 января, 28 и 30 марта и 1 апреля 2022 г.

Туманности Малого Магелланова Облака. Фотограф: Джонатан Лодж

Обсерватория «Небесное зеркало», Ясс-Вэлли, Новый Южный Уэльс, Австралия, 7, 9, 17 и 19 мая 2021 года, 18-19, 26 и 29 июня 2021 года, 21 и 23 сентября 2021 года, 5-9, 25, 26 и 31 октября 2021 года, 1, 9 и 15 ноября 2021 года, 18 мая 2022 года, 12, 14, 17, 18, 26 и 27 июня 2022 года, 7, 9-11, 14, 16 и 19 июля 2022 года