Выше обещал написать об астрономических фильтрах. Выполняю! Астрономические фильтры обычно вкручиваются снизу в посадочный баррель окуляра (его "юбку") или с помощью резьбового соединения фиксируются перед фотоприемником (матрицей зеркального фотоаппарата или астрокамеры). Фильтры призваны улучшать видимое или фотографируемое изображение небесных объектов. Вопреки расхожему мнению, фильтры ничего к наблюдаемому/экспонируемому изображению не добавляют. Наоборот: они отсекают все "лишние" (паразитные) линии светового спектра, за счет чего конечное изображение объекта лучше выделяется из окружающего его фона.
Не верите, что все так просто? Давайте рассмотрим на примере. На фото ниже мы видим белый круг одинаковой яркости, расположенный на пяти кадрах с разным фоном (от светлого к более темному). На первом кадре круг не виден вообще (он сливается с фоном), на пятом кадре он уже виден весьма отчетливо. По такому же принципу работают астрономические фильтры!
Другими словами, на первом кадре нам не хватает контраста изображения. В оптике под контрастом понимают относительную разность интенсивности ярких и темных участков изображения или объекта. При небольшой этой разнице в яркости объекта и фона контраст очень низкий, и мы не можем разглядеть объект. С подобной ситуацией мы сталкиваемся постоянно, когда наблюдаем тусклые объекты далекого космоса, общая яркость которых едва-едва выше окружающего их фона. Чтобы исправить ситуацию, нам нужно увеличить контраст, а значит или увеличить яркость объекта, или уменьшить яркость неба. Первое нам недоступно. А вот второе...
Световые лучи представляют собой электромагнитное излучение, интервал частот которого может восприниматься человеческим глазом. Классическое определение света включает в себя не только видимый спектр, но и примыкающие к нему области (инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение). Глаз человека может воспринимать и обрабатывать только диапазон светового спектра от 380 до 760 нанометров (нм). Это цвета от фиолетового до красного. Именно этот диапазон волн называют спектром видимого излучения.
Невидимое человеческому глазу ультрафиолетовое излучение имеет длину волны менее 380-ти нм. Еще ниже идут рентгеновское (10 нм) и гамма излучение (5 пм - пикометров). Инфракрасное, соответственно, выше 780-ти нанометров.
Примечание: Обратите внимание: нередко длину указывают не в нанометрах, а в Ангстремах (A). Один нанометр разен 10-ти Ангстремам (1 нм = 10 A). Устаревшее название нанометра - миллимикрон (одна миллиардная часть метра).
Вот именно нужные (содержащие наибольшее количество полезного сигнала) части (полосы) спектра фильтры и пропускают дальше, отсекая или ослабляя остальной волновой спектр. Как говорится: лучше один раз увидеть! На анимации ниже в левом углу - названия используемых фильтров при наблюдении Большой туманности Ориона.
Астрономические фильтры можно разделить на две большие категории:
1) - фильтры против засветки: LPR (Light Pollution Reduction) для уменьшегие светового загрязнения. Часто именуются разными производителями как Moon&SkyGlow. Их еще называют широкополосные (broadband) астрономические фильтры. Их диапазон пропускания, как правило, находится в пределах от 430-ти до 550 нм.
Подобные фильтры призваны уменьшить паразитную городскую засветку и убрать естественное свечение неба. Оно объясняется тем, что верхние слои нашей атмосферы непрерывно "бомбардируются" заряженными частицами, которые вызывают свечение атомов кислорода в диапазоне волн 560– 630 нанометров (так называемый "зодиакальный свет"). Ну, это в теории... На практике с наблюдениями получается немного по другому. При всех своих достоинствах, подобные фильтры не способны сколько-нибудь эффективно бороться со светом от ламп накаливания (знаменитые "лампочки Ильича"), которые излучают на всех длинах волн (во всем видимом спектре). А составляющая именно таких ламп в общем световом загрязнении весьма внушительна! Это и свет автомобильных фар, и внутреннее освещение домов и подъездов.
А вот лампы, используемые для уличного освещения, в основном, излучают на определенных длинах волн. Так, в натриевых лампах высокого давления (их можно определить по характерному желтому свету) основной поток излучения приходится на полосу от 550-ти до 630-ти нм. Зачастую именно такие лампы используются для уличного освещения городов. Еще один вид ламп уличного освещения - ртутные. Они тоже имеют линейный спектр. Основная яркость ртутных ламп приходится на 405 нанометров и 436 нм., а также на полосу от 540-ка до 630-ти нм. Вот здесь астрономические LPR фильтры уже будут весьма полезны.
2) - узкополосные (narrowband) астрономические фильтры.
Узкополосными фильтрами обычно называют фильтры, которые рассчитаны на то чтобы пропускать одну определенную линию излучения (например, линии излучения водорода или дублета линий (как в случае дважды ионизированного кислорода). Некоторые из подобных фильтров маркируются обозначением ССD. Данное обозначение характеризует пригодность фильтра для съемок на ПЗС камеру. В данном случае требования к изготовлению фильтра еще более ужесточаются: фильтр должен пропускать лишь излучение определенной длины волны и не иметь хвостов пропускания (не "протекать") в области чувствительности ПЗС матрицы фотоприемника. К визуальным астрономическим фильтрам можно отнести знаменитые OIII и H-beta фильтры. Их полосы пропускания намного уже и находятся в пределах 480 – 520 нм.
H-beta: данный фильтр у любителей визуальных наблюдений получил название фильтра "конской головы". Долгое время ходили упорные слухи, что данный фильтр пригоден только для наблюдения темной туманности "Конская голова" и туманности "Калифорния". Однако это не так. Есть множество водородных туманностей, которые становятся видны намного лучше именно с этим фильтром. Понятно, что с таким фильтром лучше всего видны все водородные облака, и они будут видны тем лучшее, чем лучше полоса пропускания в области линии Аш-бета и чем уже кривая пропускания. Некоторые туманности очень хорошо видны с этим фильтром в бинокль, небольшую трубу или даже невооруженным глазом (та же "Калифорния"). Учитывая то, что он "гасит" три звездные величины и более, наводиться на резкость и ориентироваться с небольшими инструментами с ним гораздо сложнее. По этой причине фильтр часто рекомендуют для телескопов с объективом от 250 мм. и более.
OIII-фильтры: это один из самых популярных и полезных фильтров, поскольку почти все планетарные туманности, а также большинство эмиссионных туманностей излучают именно в области дважды ионизированного кислорода.
Да, химические элементы тоже имеют свои спектры! На рисунке ниже можно увидеть спектральные линии видимого диапазона для основных химических элементов:
Чтобы закрепить прочитанное, ниже предлагаю ознакомиться с графиком спектра туманности М42 (Большой туманности Ориона). Сравнив данный график с таблицей выше, мы можем убедиться, что он содержит два основных типа линий (два "всплеска") в полосах излучения водорода и дважды ионизированного кислорода.
А вот откуда все эти спектры берутся и как для удаленного на много световых лет объекта вычисляются, мы с Вами поговорим в следующий раз, а то все в одну кучу валить тоже не дело 
Итак, отсекая все "лишнее" излучение, и пропуская только полосы водорода и кислорода, мы, как и утверждалось выше, можем значительно улучшить видимость туманности на фоне окружающего ее межзвездного пространства (поднять ее контраст).
Узкополосные фильтры получили широкое распространение среди любителей астрономии благодаря именно тому, что существенно увеличивают контраст множества туманностей. Самыми "широкополосными из узкополосников" по праву считаются фильтры с маркировкой UHC (Ultra High Contrast).
Это фильтры-универсалы. Правда, за этот универсализм приходится платить тем, что более специализированные их "собратья" (те же OIII и H-beta), "заточенные" под определенный класс астрономических объектов, могут показать более подробную картинку. Обычно наблюдатели туманностей держат в комплекте одновременно фильтр UHC и OIII, что дает возможность подбирать их под конкретную туманность. Например, UHC фильтр более полезен при наблюдении туманностей, погруженных в звёздные скопления, так как благодаря более широкой полосе пропускания он в меньшей степени гасит фоновые звёзды, делая картинку эстетически более приятной. Фильтр OIII более эффективен при наблюдении небольших планетарных туманностей.
Подведя краткий итог, можно сказать следующее: данные фильтры могут иметь двойное применение.
Первое: выделить объект на фоне неба, поднять контраст по отношению к фону. Обычно этот прием используется для обнаружения и наблюдения туманностей, поверхностная яркость которых значительно ниже фона неба. Это может быть связано либо с низкой яркостью самого объекта, либо с высокой яркостью фона неба из-за засветки или лунного света.
Второе: выделить определенную составляющую в туманностях, например водородную или кислородную. Многие туманности имеют несколько основных составляющих, и вещество разной природы располагается внутри них по-разному. Для подобных задач обычно и используют узкополосные фильтры.
Есть и другие специализированные фильтры под свои задачи. Например Quark H-alpha Chromosphere, который позволяет вести наблюдения хромосферы Солнца. Выше мы рассмотрели только самую популярную "троицу", которую мы несколькими постами ранее устанавливали в двухдюймовое "колесо".
Примечание: отдельно стоит отметить, что подобные фильтры бесполезны при наблюдении галактик и звёздных скоплений. Поскольку звёзды (а галактики состоят из звёзд) излучают в непрерывном спектре, фильтруя "паразитный" свет, мы автоматически отсекаем и полезный сигнал спектра, идущий от массы удаленных звезд скопления.
На рынке в изобилии также представлены цветные астрономические фильтры. Конечно, можно назвать их просто "цветными стеклышками", но тут не все так однозначно. Например, семейство фотографических CCD LRGB фильтров. Как видно из названия, они применяются для фотографирования звездных объектов. На фото ниже можно увидеть пример аналогичного набора и графики пропускания соответствующих фильтров от известного немецкого производителя «Baader».
При чем тут LRGB ? Дело в том, что подобные наборы используются для экспозиции на высококачественные черно-белые матрицы фотоприемников. И самые лучшие фотографии глубокого космоса сделаны, как правило, именно с использованием данной техники съемки. Каждый канал цветности снимается со своим фильтром (Red, Green и Blue). Также отдельно снимается яркостный канал (L). Затем все четыре кадра складываются в графическом редакторе (например Photoshop) и, в итоге, мы получаем цветное изображение непревзойденной четкости. Поскольку черно-белая матрица намного менее подвержена влиянию цифрового "шума" (в отличие от цветного RGB фотоприемника).
Фильтр для L-канала тоже не просто так используется. Одной из его функций является отсечение инфракрасного и ультрафиолетового излучения, которое вместе с полезным сигналом попадает на цифровую матрицу камеры. В отличии от человеческого глаза, у камеры спектр шире (чувствительность больше). Поэтому эти два дополнительных вида излучения, которые она регистрирует, могут негативно отразиться на результирующем изображении (звезды могут "распухнуть" и выглядеть достаточно непрезентабельно). Подобные фильтры продаются и отдельно под названиями IR-cut или UV/IR-cut (Ultraviolet and Infrared filter).
Как всегда, на арену здесь часто выходит стоимость бренда и качество конечного изделия. Большинство цветных светофильтров производится по технологии окрашивания стекла, когда нужного цвета краску подмешивают в жидкое стекло перед его застыванием. При этом потери яркости такого светофильтра могут составлять до 9% на каждой из границ стекло-воздух.
Качественные (дорогие) фильтры производятся с помощью напыления в специальной гермокамере тонких слоёв фильтра на стеклянную основу, после чего они покрываются многослойным просветлением. Благодаря этому пропускание фильтра в заявленном диапазоне достигает 99,6%.
К признанным брендам-производителям астрономических фильтров, доступных на нашем рынке, можно отнести: «Lumicon», «Astronomik», «Vixen», «Baader», а потом - тайвань и китай («Arsenal», «GSO», «Deepsky», «Optolong» и т.д.).
Есть визуальные однотонные фильтры. Они идут под номерами (каждому номеру соответствует свой цвет или оттенок).
Рассмотрим на примере одного конкретного фильтра. Красный фильтр (№23А) Это довольно темный фильтр, существенно ослабляющий яркость небесных тел. Именно поэтому рекомендацией будет использование его с телескопами большей апертуры (от 150 мм. объектива). Это довольно эффективный фильтр при наблюдении внешних планет. Такой фильтр полностью отсекает все сине-зеленые лучи и позволяет выделить красные образования. Он прекрасно помогает при наблюдении различных деталей на Марсе. Как известно, Марс поглощает часть голубых лучей и интенсивно отражает красные и оранжевые. Кроме того, с данным фильтром можно выделить при дневных наблюдениях на небе Меркурий и Венеру. Также он может оказаться полезным и при рассматривании структуры облачного покрова Юпитера, а также помогает наблюдать тени на диске газового гиганта от четырех его Галилеевых спутников.
Данный фильтр также весьма полезен при наблюдениях с неспокойной атмосферой (ее турбулентности). При применении плотного красного фильтра "дрожание" воздуха заметно ослабевает и наблюдать становится намного комфортнее. Да и просто "покрасить" наше визуально наблюдаемое белое Солнце в желтый или оранжевый цвет - прикольно! 
К последнему из рассмотренных нами классов астрономических фильтров можно отнести фильтры, ослабляющие яркость наблюдаемых объектов (их еще называют нейтральными или лунными). А также поляризационные или фильтры переменной поляризации, когда яркость наблюдаемого объекта может быть ослаблена в достаточно широком диапазоне, в зависимости от предпочтений наблюдателя.
Будьте доброжелательны и Вам уделят максимум внимания
