De astronomische seeing, ook wel het 'astronomische zicht' genoemd refereert naar het fonkelen of het vertroebelde beeld van astronomische objecten (vb. sterren) dat veroorzaakt wordt door turbulentie in de atmosfeer van de Aarde. De condities van de astronomische seeing op een gegeven nacht voor een gegeven locatie omschrijft hoeveel de atmosfeer van onze planeet de beelden van sterren doorheen een telescoop verstoren.
Meetmethode
De meest gebruikte meetmethode om de seeing te bepalen is de diameter (technisch gezien de volledige breedte op half maximum) van de seeingschijf (de puntverspreidingsfunctie voor beelden van de atmosfeer). De puntverspreidingsfunctie diameter (seeingschijf diameter of seeing) is een verwijzing naar de best mogelijke hoekresolutie die kan worden bereikt door een optische telescoop in een lange fotografische belichting. Deze correspondeert ook met de diameter van de wazige vlek die wordt gezien wanneer men een puntachtige ster bekijkt doorheen de atmosfeer. De grootte van de seeingschijf wordt bepaald door de astronomische seeing condities op het tijdstip van de waarneming. De beste condities geven een seeingschijf diameter van ongeveer 0.4 boogseconden en worden vaak gehaald in observatoria die op grote hoogte gelegen zijn zoals in Chili of op La Palma.
Seeing is één van de grootste problemen voor de sterrenkunde op Aarde. De grote telescopen hebben theoretisch gezien een resolutie van enkele milli-boogseconden maar de echte afbeelding zal nooit beter zijn dan de gemiddelde seeingschijf gedurende de waarneming. Dit betekent dus dat dit snel een factor van honderd wordt tussen de potentiële en praktische resolutie.
De effecten van astronomische seeing
De astronomische seeing heeft verscheidene effecten:
- Het zorgt ervoor dat afbeeldingen van puntbronnen (zoals sterren) zich opsplitsen in een gespikkeld patroon welke snel verandert met de tijd
- Lange belichtingen van dit spikkelpatroon resulteren in een wazig beeld van de puntbron welke de seeingschijf genoemd wordt
- De helderste sterren lijken zich voor te doen als fonkeling of scintilisatie
- Atmosferische seeing veroorzaakt dat de randen in een astronomische interferometer snel bewegen
- De verspreiding van de atmosferische seeing doorheen de atmosfeer doet de afbeeldingkwaliteit van de afbeelding dalen in adaptieve optica
Een heel bekend effect van astronomische seeing is ongetwijfeld het verhaal van de 'kanalen op Mars'. De effecten van atmosferische seeing waren indirect verantwoordelijk voor het geloof dat er kanalen op Mars waren. Voordat we gebruik maakten van CCD camera's of webcams was er geen manier om planeetopnames te maken, tenzij de waarnemer de afbeelding onthoudt en het later tekent. Dit had het effect dat de beelden van de planeet afhankelijk waren van het geheugen van de waarnemer. Vooroordelen leidden ertoe dat Mars lineaire eigenschappen vertoonde wat men dan kanalen noemde.
De effecten van atmosferische seeing zijn kwalitatief gelijkaardig doorheen het zichtbare en bijna infrarode golflengtes. Bij grotere telescopen is de lange belichting afbeeldingresolutie algemeen lichtjes hoger op grotere golflengtes en de tijdsschaal voor de veranderingen in het dansende spikkelpatroon is aanzienlijk lager.
De schaalverdeling
Er zijn verschillende schaalverdelingen voor de beoordeling van de seeing. Ze verschillen in de uitvoering om de seeingwaarde te bepalen en of deze instrumentafhankelijk zijn of niet. De evaluatie hangt sterk af van de gebruikte optica, alsook gegevens over het gebruikte instrument (soort instrument en vergroting) behoren tot elke waarneming.
De Pickering schaal
De Pickeringschaal draagt de naam dankzij William Henry Pickering en zijn 5" (13cm) refractor. De schaalverdeling geeft informatie over de graad van atmosferische turbulentie. Deze schaalverdeling telt tien categorieën. Van 1/10 voor de slechtste tot 10/10 voor de beste seeing.
- 1) Erg slecht: de ster is tweemaal zo groot als de diameter van de derde diffractiering. Het beeld van de ster is 13"
- 2) Erg slecht: de ster is meestal groter dan de diameter van de derde diffractiering
- 3) Slecht tot erg slecht: de ster is ongeveer even groot als de diameter van de derde diffractiering (6,7") en in het centrum helderder
- 4) Slecht: de luchtige schijf vaak zichtbaar, bogen van de diffractieringen worden soms gezien
- 5) Gunstig: Luchtige schijf altijd zichtbaar. Ellebogen van de diffractieringen worden vaak gezien
- 6) Gunstig tot goed: luchtige schijf altijd te zien. Korte ellebogen van de diffractieringen zijn altijd zichtbaar
- 7) Goed: Schijf is vaak goed gedefinieerd. De diffractieringen worden vaak gezien als lange ellebogen of complete cirkels
- 8) Goed tot uitstekend: schijf altijd scherp gedefinieerd. De diffractieringen worden gezien als volledige cirkels of lange ellebogen maar altijd in beweging
- 9) Uitstekend: de interne diffractiering is kalm. De buitenste ringen zijn af en toe in rust
- 10) Perfect: het volledige diffractiepatroon is volledig rustig
Voor Europese landen gaan we nooit een schaal van 9 of 10 zien.
Deze schaalverdeling is bruikbaar voor mensen met refractortelescopen aangezien de Amerikaanse astronoom Pickering aan de basis ligt van deze schaal en dit opgesteld heeft aan de hand van zijn 5 inch refractortelescoop. De seeing is algemeen erg slecht (1-3), zwak (4-5), goed (6-7), uitstekend (9-10). De Pickering schaalverdeling is gebaseerd op de weergave van sterschijven en is dus niet erg geschikt voor planetaire waarnemingen. De Griekse astronoom E. M. Antoniadi die zeer gekend staat voor zijn werk met planeten zoals Mercurius en Mars produceerde de volgende schaal voor planetair werk.
De Antoniadi schaal
Deze schaal draagt zijn naam dankzij de astronoom Eugène Michel Antoniadi en maakt een ruwe classificatie mogelijk van de seeing. De evaluatie ervan vindt plaats in vijf groepen:
- I Perfecte afbeelding zonder de kleinste onrust in de atmosfeer
- II Lichte golvingen, met rustige momenten die enkele seconden duren
- III Gematigde seeing met grote trillingen
- IV Slechte seeing met constante lastige golven
- V Zeer slechte seeing welke het maken van een ruwe schets erg moeilijk maakt
