با چشم چه تعداد ستاره در آسمان دیده می‌شود؟

نمای راه شیری

هرگاه در شبی تاریک و به دور از هیاهوی شهر و آلودگی نوری آن به آسمان تیره‌گون شب نگاه کرده باشید، احتمالا حدس زده‌اید که ده‌ها هزار ستاره در آن گنبد آسمانی نورافشانی می‌کنند. دریایی از بی‌شمار ستاره که به نظر از شمارش خارج اند. به نظر شما تعداد ستاره های آسمان چقدر است؟ ممکن است افراد مختلف نظرات متفاوتی در تعداد ستاره‌ها داشته باشند، ولی مطمئنا هزاران ستاره را می‌توان شمارش کرد! 

واقعا چه تعداد ستاره؟

ولی واقعا چه تعداد ستاره را در آسمانی تاریک و عالی می‌توان دید؟

این شمارش را خترشناسی از دانشگاه ییل، در دهه‌های گذشته انجام داده و خیال همه را راحت کرده است. «دوریت هافلایت» در دانشگاه ییل که به علت فعالیت‌هایش روی ستاره‌های متغیر شناخته شده‌است «فهرست ستاره‌های روشن ییل» را جمع‌آوری کرده است. او برای تهیه این فهرست، ستارگانی که از قدر ۶٫۵ روشن‌تر هستند، یعنی همه آن‌هایی را که با چشم غیرمسلح می‌توان دید، جدول‌بندی کرد.

هرچند ممکن است با دیدن پاسخ این سوال که «تعداد ستاره‌های آسمان چقدر است؟» غافلگیر شوید، ولی نتیجه فهرست‌بندی او تعداد غیرمنتظره ۹۰۹۶ ستاره را برای کل کره آسمان  به ما نشان می‌دهد؛ تازه آن هم در شرایطی که تاریک‌ترین آسمان‌ها را تجربه کنیم. از طرفی چون در هرلحظه فقط نیمی از کره سماوی را می‌بینیم، بنابراین هرگاه به گنبد آسمانِ پرستاره شب نگاه کنیم نصف این عدد یعنی ۴۵۴۸ ستاره را می‌بینیم که با توجه به فصل‌های مختلف، اندکی هم متفاوت خواهد بود. شما را نمی‌دانم، ولی به نظر من که این رقم، بخش کوچکی است از آن چیزی که هر شخصی می‌تواند در یک آسمان تاریک خارج از شهر، در آسمان شب مشاهده کند! اما باید بپذیریم که این یک آمار و عدد واقعی است. کافی است دست به کار شوید و این شمارش را در مکانی با آسمانی کاملا تاریک با همراهی چند نفر از دوستان و علاقه‌مندان نجوم به امتحان بگذارید.

اثر موقعیت جغرافیایی در تعداد ستاره‌ها

در دو قطب شمال و جنوب زمین که نقاط شمال و جنوبِ آسمان دقیقا در سمت الرأس ناظر قرار می‌گیرند، هیچ ستاره‌ای نه طلوع می‌کند و نه غروب! از این رو در این دو نقطه حدود ۴۵۰۰ ستاره را در هر شبِ کاملا تاریک از سال در آسمان می‌توان شمارش کرد. این مقدار برای این دو نقطه در شب‌های مختلف سال و ساعت‌های مختلف، تغییری نخواهد کرد.

اما در عرض‌های میانیِ شمالی، ستاره قطبی در میانه آسمان و درسمت شمال آن است. همین موضوع به ما اجازه می‌دهد تا کمی هم به قلمرو جنوبی کره آسمان نفوذ کنیم و تعدادی از ستاره‌های نیمکره جنوبی آسمان را هم ببینیم. (البته برای عرض‌های میانی جنوبی در نیمکره جنوبی هم وضع به همین منوال خواهد بود) مثلا در عرض جغرافیایی ۴۵ درجه شمالی در طول یک دوره یک ساله می‌توانیم بیش از نیمی از ستاره‌های کل آسمان را ببینیم. در چنین مکانی رقم ستاره‌ها به حدود ۶۸۰۰ عدد می‌رسد که هرچند هنوز هم از آن‌چه در یک آسمان تاریک، به چشم می‌آید خیلی کمتر است ولی می‌توان آن را به حد کافی قابل قبول دانست.

قدر ظاهری ستاره‌ها و تعداد آن‌ها

اخترشناسان برای شناسایی و بیان روشنایی ظاهری ستاره‌ها و سیاره‌ها از مقیاسی به نام «قدر ظاهری» استفاده می‌کنند. در این مقیاس، عددی به روشنایی ستاره نسبت داده می‌شود که قدر ستاره نام دارد. هر مقدار  قدر، معادل ۲٫۵ برابر افزایش روشنایی نسبت به قدر بعد از خودش است. مثلا نسرطائر در صورت فلکی عقاب با قدر حدود ۱+ می‌درخشد و ۲٫۵ برابر روشن‌تر از یک ستاره قدر ۲+ است. یک ستاره قدر ۲+ هم ۲٫۵ مرتبه روشن‌تر از ستاره‌ای از قدر ۳+ است و به همین ترتیب این سیستم قدر ظاهری پیش می‌رود. اگر همین روش را ادامه دهیم، متوجه می‌شویم که ستاره‌ای از قدر ۱+ به اندازه ۱۰۰ (= ۲٫۵×۲٫۵×۲٫۵×۲٫۵×۲٫۵) برابر روشن‌تر از یک ستاره قدر ۶ دیده می‌شود.

همینطور که می‌بینیم هرچه ستاره روشن‌تر باشد، عدد قدر آن کوچک‌تر و کوچک‌تر است. از این‌رو ستاره‌هایی که از قدر ۱+ هم روشن‌تر باشند دارای قدرهای صفر و منفی خواهند بود. مانند شباهنگ که روشن‌ترین ستاره آسمان است و از قدر ۱٫۴- می‌درخشد. سیاره مشتری با قدر ۲٫۵- و سیاره ناهید ۴٫۴- و ماه کامل ۱۲٫۷- و خورشید که پرنورترین جسم قابل رویت از روی کره زمین است از قدر ۲۶٫۷- نورافشانی می‌کنند.

حدّ قدر یک مکان یعنی قدر کم‌نورترین ستاره‌هایی که در آن  مکان می‌توان دید.

حدّ قدر یک ابزار هم عبارت از قدر کم‌نورترین ستاره‌ای است که توسط آن ابزار قابل رویت است.

محدوده قدر ابزارهای مختلف

در حالی که کل ستاره‌های قابل رویت با چشم غیرمسلح بی‌شمارند؛ ببینیم در محیط‌های شهری که اغلب ماها زندگی می‌کنیم، چه اتفاقی می‌افتد. در شهرهای متوسط و حومه شهرهای بزرگ که حدّ قدر قابل مشاهده با چشم حدود ۴+ است، در نهایت ۹۰۰ ستاره در کل آسمان قابل شمارش است. و اگر در شهر بزرگی با حدّ قدر ۳+ (کم‌نورتر از ستاره‌های آبگردان در صورت فلکی دب اکبر) باشیم، نهایتا ۲۸۰ ستاره را در کل آسمان خواهیم دید که در هر لحظه حدود ۱۴۰ ستاره قابل شمارش خواهد بود. مرکز شهر تهران، تقریبا چنین وضعیتی دارد.

از این رو برای افرادی که همیشه در زیر گنبد سراسر روشن شب‌های شهرهای بزرگ زندگی می‌کنند، جای تعجب نیست که وقتی برای اولین بار در یک مکان روستایی با آسمانِ پرستاره آن‌جا مواجه می‌شوند، غرق در شگفتی و ذوق‌زدگی شوند.

ستاره‌های کم نور خیلی بیشتر هستند

نکته‌ای جالب این‌که تعدادِ ستارگان کم نور خیلی بیش‌تر از ستاره‌های پرنور است، پس اگر ابزار دید خودمان را هم تغییر دهیم تعداد ستاره‌های قابل رویت به صورت قابل توجهی افزایش می‌یابند. به عنوان مثال حدّ قدر استاندارد برای یک دوربین دوچشمی به قطر  ۵۰ میلی‌متر برابر ۹+ است که این دوربین دورنمایی از ۲۱۷۰۰۰ ستاره را در کل آسمان به روی ما باز می‌کند. شگفت‌انگیز نیست؟! یک تلسکوپ ۳ اینچ هم گنجینه‌ای بزرگ از ۵٫۳ میلیون ستاره را برای ما آشکار خواهد کرد که مشاهده تک تک آن‌ها به اندازه یک عمر لذت‌بخش فرصت می‌خواهد. آیا شهامت جلورفتن با ابزار بزرگ‌تر را دارید؟!

شبیه سازی آسمان با حدّ قدر ۹٫۵

اگر چشمانی داشتیم که می‌توانست همچون یک دوربین دوچشمی ۵۰ میلی‌متری آسمان را مشاهده کند، آسمان را این‌گونه می‌دیدیم! واقعا دیوانه کننده بود.

در بهترین شرایط دید می‌توان با یک تلسکوپ ۱۵ اینچ، ستاره‌های قدر ۱۶ را مشاهده کرد و در این حد قدر تعداد ۳۸۰ میلیون ستاره را می‌توان دید. واقعا چه کسی این تعداد را شمارش کرده است؟ تلاش کنید و ببینید با دوربین دوچشمی خود چه تعداد از اجرام سماوی را می‌توانید رصد و مشاهده کنید؟!

منبع: skyandtelescope.com

تهیه و تنظیم: محمد همایونی

ستارگان دوگانه یا به اختصار «دوگانه‌ها» از جمله اجرامی در آسمان هستند که هم برای رصدگران آماتور و دوست‌دار آسمان شب جذاب و دیدنی هستند و هم برای منجمان حرفه‌ای که به مطالعه فیزیک و سرگذشت و ساختار این منظومه‌ها مشغولند، پراهمیت هستند. در آسمان طیف وسیعی از انواع دوگانه‌ها و چندگانه‌ها را می‌توان پیدا کرد که آن‌ها را می‌توان با چشم غیرمسلح، دوربین‌های کوچک و نهایتا تلسکوپ‌های بزرگ مشاهده کرد.

از آن جهت که دوربین‌های دوچشمی ابزاری بسیار عمومی در دست اکثر علاقه‌مندان است، در این مقاله در خصوص رصد دوگانه‌ها با دوچشمی‌ها صحبت می‌کنیم. در کنار این مقاله هم یک لیست نسبتا غنی از دوگانه‌هایی که مناسب برای رصد با دوربین‌های دوچشمی هستند، آماده شده است که می‌تواند برای رصدهای شما بسیار کارگشا باشد.

(فعلا آن را از بخش محصولات آموزشی با عنوان «۱۱۵ دوگانه» می‌توان تهیه کرد.)

عوامل مؤثر در تفکیک دوگانه‌ها

منظور ما از رصد دوگانه‌ها توسط دوچشمی، مشاهده هر ستاره عضو به صورت یک نقطه منفرد در کنار عضو دیگر و قابل رویت آن سیستم است. این که چقدر به خوبی بتوانیم از عهده این کار برآییم، به عوامل مختلفی بستگی دارند که عبارتند از:

۱ـ قدرت دید چشم     ۲ـ  شرایط جوّی آسمان     و      ۳ـ  توانایی ابزار مورد استفاده‌مان.

که قدرت و توان ابزار هم به دو عامل زیر بستگی دارد:

۱ـ توان بزرگنمایی دوربین           ۲ـ   قطر دهانه لنزهای شیئی آن.

به عنوان مثال برای یک دوچشمیِ ۵۰×۷ بزرگنمایی ۷ برابر است و قطر دهانه آن هم ۵۰ میلی‌متر است؛ که این‌ها مشخص می‌کنند این ابزار چقدر می‌تواند جزئیات را برای ما نمایان کند. هنگام رصد دوگانه‌ها، این خصوصیات است که مشخص می‌کند آیا ستارگان نزدیک به هم قابل تفکیک هستند یا نه. هرگاه مؤلفه‌های یک دوگانه به صورت کاملا مجزا مشاهده شوند، گفته می‌شود که آن‌ها تفکیک شده‌اند.

قدر ظاهری مؤلفه‌های یک دوگانه یا چندگانه، می‌توانند تفاوت‌های زیادی داشته باشند. از حالتی که هردو مؤلفه را می‌توان با چشم غیر مسلح دید تا حالتی که یک یا هر دوی مؤلفه‌ها به قدری کم‌نور باشند که نه تنها با دوچشمی دیده نشوند، بلکه تلسکوپ‌های بزرگ برای تفکیکش نیاز باشد.

چشم ما می‌تواند به راحتی گروه‌های زیادی از جفت ستارگان با نور خفیف و هم قدری که جدایی زاویه‌ای زیادی داشته باشند را، تفکیک کند. تعدادی از اجرام ثبت شده در لیست راهنمای ستارگان هم چنین خاصیتی را دارند و می‌توان آن‌ها را با چشم غیرمسلح تفکیک کرد. هرچه قدر اختلاف قدر مؤلفه‌ها بیشتر و جدایی زاویه‌ای آن‌ها از هم کمتر باشد، تفکیک کردن‌شان هم به ستارگان مجزا مشکل‌‌تر خواهد شد. به عنوان مثال دو ستاره از قدر ۴ که در فاصله “۷۰ باشند راحت‌تر از دو ستاره‌ای که در همین فاصله باشند ولی یکی از قدر ۴ و دیگری از قدر ۶ باشد؛ تفکیک می‌شوند. دلیلش این است که چشم ما به سختی می‌تواند جبران تفاوتِ زیاد در درخشندگی را همزمان انجام دهد؛ و همین موضوع توانایی ما را در جداسازی مولفه‌های با اختلاف روشنایی زیاد،‌ محدود می‌کند.

قدرت چشم انسان

چشمان ما در تاریکی عکس العمل متفاوتی را در «دیدن» از خود نشان می‌دهد؛ و بهترین دیدِ بهینه در شب برای آن‌ها بستگی به میزان سازگاری با تاریکی محیط دارد. به عبارت دیگر هنگام دیدن جزئیات اجسام در محیط تاریک رصدگاه، باید فرصت زمانی مناسب را برای عادت کردن چشم به تاریکی منتظر ماند تا چشم قدرت واقعی خودش را در تفکیک جزئیات به دست آورد.

ممکن است نیم ساعت یا بیشتر طول بکشد تا قطر مردمک چشم ما به بیشترین گشودگی ممکنش در تاریکی برسد و همزمان فرآیندهای شیمیایی در شبکیه هم بتواند آن را به بیشترین حساسیتِ ممکن در نور خفیف رصدگاهی برساند. هرچه انطباق با تاریکی چشم بهتر و بیشتر باشد، بهتر می‌تواند مؤلفه‌های کم نور دوگانه‌ها را تفکیک کند.

از طرفی مهارت «نگاه کردن چَپَکی» (انحرافی) نه مستقیم به ستاره مورد نظر هم می‌تواند مؤلفه‌های کم نور را آشکار کند. اگر یک ستاره خودش را فورا به شما نشان نداد، عجله نکنید؛ صبور باشید و به نگاه کردن خود ادامه دهید. در موارد زیادی اتفاق می‌افتد که چشم شما دیر با تاریکی سازگاری پیدا می‌کند و با کمی صبوری و پافشاری در پشت چشمی دوربین قادر خواهید بود زیبایی‌های زیادی را از آسمان به عنوان پاداش دریافت کنید.

۷ نکته در رصد با دوچشمی‌ها

۱ـ اولین نکته حیاتی این‌‌که قبل از هر برنامه رصدی، از تنظیم درست دوربین دوچشمی خود مطمئن باشید. در وهله اول از تنظیم بودن مردمک‌های خروجی آن با چشم‌تان مطمئن باشید که فاصله آن‌ها با فاصله چشم‌های شما منطبق باشد. باید طوری باشد که وقتی از پشت هردو چشمی به آسمان نگاه می‌کنید، فقط یک دایره واحد را به عنوان میدان دید ببینید.

۲ـ  نکته مهم دیگر تنظیم فوکوس هر چشمی به صورت مجزاست. از آن‌جا که هر چشمی دوربین‌های دوچشمی جداگانه تنظیم می‌شوند، پس باید در ابتدای رصد، دقت بالایی را برای تنظیم فوکوس و تیز بودن تصویر ستارگان در هر دو چشمی به خرج دهید. در رصد ستارگان بر خلاف سحابی‌ها و کهکشان‌ها، حتما باید تصویر درنهایتِ وضوح و تیزی باشد تا جزئیات کامل را ببینید. نباید ستاره‌ها را به صورت یک قرص نورانی مشاهده کنید، بلکه نقاط نورانی تیز و مشخصی باید باشند.

۳ـ  نکته بسیار مهم دیگر در رصد با دوچشمی‌ها، توانایی رصدگر در ثابت نگه‌داشتن دوربین است. هرچه دوربین سنگین‌تر باشد، ثابت نگه‌داشتن آن‌هم مشکل‌تر خواهد بود و باز هم مشکل تاری تصویر پیش می‌آید. به طور کلی دوربین‌های تا ۵۰×۱۰ موارد مناسبی برای عموم مردم هستند که بتوانند آن را در یک مدت مناسب در دستان‌شان برای رصد بگیرند. حتی در این دوربین‌های کوچک هم، برای تفکیک دوگانه‌های خیلی نزدیک به هم،‌باید از یک تکیه‌گاه مناسب برای تکیه دادن دست‌ها استفاده کرد. چیزی مثل دسته‌های یک صندلی یا سقف اتومبیل، یا هر چیز محکمی که بتواند تکیه‌گاه مناسبی برای دستان‌مان باشد، لرزش‌های زیادی از تصویر را رفع می‌کند.

۴ـ در یک شرایط ایده‌آل رصدی، با دوچشمی ۵۰×۷ که محکم در دست نگه‌داشته شده باشد، می‌توان دوگانه‌های هم قدر تا قدر ظاهری ۹ با جدایی زاویه‌ای “۶۰ یا کمی کمتر را تفکیک کرد. یک دوچشمی ۵۰×۱۰ می‌تواند ستارگان تا قدر ۹/۵ و کمی کم‌نورتر را آشکار کند. البته حواس‌مان باشد همانطور که قبلا گفتیم، تفاوت در قدر ظاهری مؤلفه‌های دوگانه در تفکیک کردن آن‌ها توسط چشم‌مان خیلی مهم هست.

۵ـ عامل مهم دیگر هم کیفیت اپتیکی ابزاری است که استفاده می‌کنید. به طور کلی رصدگران مختلف، در شرایط یکسان نتایج متفاوتی را گزارش کرده‌اند. حواس‌تان به تمیزی لنزهای دوربین هم باشد، گرد و غبار، رطوبت یا چربی برروی آن‌ها هم تأثیر زیادی در واضح بودن تصویر ستارگان دارد.

۶ـ برای دوربین‌های بزرگتر باید از یک مقر و پایه مناسب برای نصب دائمی آن استفاده کرد تا بتوان مشاهده سودمندی از آن داشت. پیشنهاد می‌شود که از چند دوربین در برنامه‌های رصدی با دوچشمی استفاده کنید تا کار کامل‌تری را ارائه دهید و بتوانید مهارت خود را در تفکیک دوگانه‌ها بیشتر کنید. اما از ابزاری که به عنوان دوچشمی بر سرچشمیِ تلسکوپ‌ها سوار می‌شود استفاده نکنید که کیفیت مناسبی ندارند.

۷ـ  در لیست ارائه شده (۱۱۵ دوگانه) تعداد زیادی از دوگانه‌هایی که دارای جدایی زاویه‌ای زیادی هستند (عموما بیش از “۲۰۰) الزاما دوگانه‌های واقعی نیستند و از نوع دوگانه‌های ظاهری (یا اپتیکی) خواهند بود. ولی اکثر دوگانه‌هایی که جدایی زاویه‌ای کمی از هم دارند از نوع دوگانه‌های بصری هستند که دو ستاره واقعا در حال گردش به دور یکدیگرند.

طبق محاسبات تئوری چشم انسان باید بتواند دو جسم نورانی را که در فاصله زاویه‌ای حداقل “۶۰ یا ۱ دقیقه قوسی از هم هستند تفکیک کند. این مطلب در مورد دوگانه‌های پرنور تقریبا صادق است، اما هنگامی که مولفه‌های دوگانه کم نور می‌شوند و به مرز رویت با چشم غیرمسلح می‌رسند، چندان صادق نیست. طبق تجربه‌های رصدگران، در یک آسمان تاریک، باید بتوان دوستاره‌ای که از قدر ۶ در جدایی “۲۰۰ هستند را از هم تفکیک کرد. این کار را می‌توانید با دوگانه‌هایی که فاصله‌های زیادی از هم دارند و در لیست درج شده‌اند انجام دهید و قدرت دید چشمان خود را بدون استفاده از دوربین محک بزنید.

آخرین توصیه: 

اگر تازه به جمع رصدگران دوگانه‌ها پیوسته‌اید، حتما سعی کنید با انتخاب دوگانه‌های مختلف، توانایی خودتان را در تفکیک آن‌ها تحت شرایط مختلف امتحان کنید. تعداد زیادی از ستاره‌های موجود در لیست ارائه شده، این قابلیت را دارند که به راحتی تفکیک شوند، و انتظار داریم که بتوانید آن‌ها را به راحتی مشاهده کنید. البته این نکته عمومی را به یاد داشته باشید که گرفتن نتایج بهتر در کارهای رصدی در گروی صبوری، تمرین زیاد و آشنایی کامل با ابزارتان و قابلیت‌های آن است.

آرزوی ما موفقیت و لذت روزافزون شما در مشاهده بیشتر این آیات الهی و زیبایی‌های آفرینش است.

موفق باشید.

نویسنده:

محمد همایونی