Practice

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2025年12月30日 星期二

郊區家的陽台觀星

很多同好都知道我平常的觀星處在關西鎮上家屋頂,其實也有不少人爬上來過。去年隔壁加蓋鐵皮屋之前,屋頂上視野遼闊,天氣好時 SQM 可以到 19 出頭,算是觀星練功不錯的地方。不過自從搬到新竹市中心之後,看星星還是得回郊區舊家,時間沒那麼方便,觀測也沒那麼從容;當然也加上器材越買越重,上下屋頂不方便,因此常常只把器材推到四樓陽台看而已。陽台最大的缺點是視野受限,另外受樓下路燈光害影響嚴重,雖然天氣好時肉眼還能看到 4 等出頭亮的星星,但這種 周圍環境光害 到底有沒有影響?影響多大?加長遮光罩可以彌補嗎?SQM 量天頂都很差,屋頂量可以到 19 陽台量就剩下 16,不過望遠鏡看星星都的感覺沒有市區(差不多也是 16) 那麼糟,我沒認真比較過差異,想說鏡子這麼大隻,就當是拿口徑來補光害的損失吧。




現在的主力是這兩隻,40 公分跟 30 公分,如果在山上都是甜滋滋的好東西,不過泡在平地光害裏想要找困難目標、挖目標內細節就不太可能了,但不做這兩件事又失掉 "挑戰" 的樂趣,最近我還真苦惱這個問題。抱怨也沒用,還是得找找其他的目標跟意義才有解,不然感覺觀星的熱情是有點走掉了。


觀星條件好自然就會做很多安排,比如每次觀星 session 想個主題會比較有趣,如果主題事先有,那就更具 "達成目標" 的挑戰性,樂趣加倍,可惜現在越來越少這麽用心安排了,常常都是看一下天頂是那個區域,然後再在星圖裡挑目標。5月底有個夜晚,查一下電子星圖之前建的觀測清單中 Arp 目錄裡剛好有幾組在陽台視野裡,那就姑且算是一個主題吧。


首先是 Arp 94,由較大的螺旋星系 NGC 3227 與小一些的矮橢圓星系 NGC 3226 組成


Arp 94 (NGC 3227/3226) -- 406mm DOB, 4.7mm Ethos for 373X

目標的介紹 AI 可以講很多,依照想要聽的任何角度呈現... 想想之前,做記錄之前都要查好多資料,如果資料不一致還要繼續查,也要看看別人的實際觀測經驗,因此許多觀星論壇、天文網站... 幾乎都是自己瀏覽器書籤前排,其實這種找資料學東西的過程也是觀星樂趣之一,當時還在想... 好幸福啊,10 年前的同好還要跑圖書館才能收集到我現在也許一半都不到的資料... 沒想到還沒再過 10 年,找資料的方法也已經落伍到像石器時代了。


那就單純記記自己的觀測經歷吧。可惜同樣因為擺太久沒記下來,現在只能看圖回憶起一點點... 我記得當時認這組目標沒什麼困難,雲氣比較集中的橢圓星系 NGC 3226 較容易,螺旋星系 NGC 3227 只有核心清楚,旋臂的雲氣看很久之後才慢慢出現,因此一開始覺得外觀上 NGC 3226 比 NGC 3227 大很多,但其實顛倒。雲氣交纏的模樣看不太清楚,不知道是不是自己腦補的結果?


第二組是 Arp 214 的 NGC 3718 與 NGC 3729:

Arp 214 (NGC 3718/3729) -- 406mm DOB, 292X ~ 473X

這組比上一組難一些,倍率試著拉到 473X 來確認,可見當時一定是沒辦法看很清楚。天文相片裡的 Arp 星系都張牙舞爪,在山上也多少可以看出其奇形怪狀模樣,但在平地光害下的陽台看起來就這樣普普通通,就像邊走邊吃在 7-11 微波過的米其林料理般。這也有點傷觀星熱情,山上看多了之後期望值拉高高,平地觀星就變得有點沒意思了。


也許要降低點目標難度。下一組 M85,夠簡單了吧:

M85(NGC 4382), NGC 4394 -- 406mm DOB, 372X ~ 473X

M85 畢竟是 M 字輩的,市郊光害下 40 公分鏡下還是很亮,核心邊邊有顆 +13.2 等的星星,NGC 4394 在它的東邊 7.5 arcmin 而已,兩個都很亮,如果在山上應該看得出 NGC 4394 的棒狀核心吧?旋臂應該是環狀吧?好想看.... 平地就當不知道好了。


11 月算是秋天尾巴了,飛馬跟雙魚範圍內也有很多星系適合小視野大倍率的 300CC,陽台上挑戰一下 30 公分鏡,這次就有寫在素描簿上了。





一開始是看 NGC 147 與 185 兩個 M31 的矮星系,其實有點難耶,用 30 公分鏡看還有點勉強;因為相片看起來是稀稀疏疏的模樣,害我心又癢起來想上山看。接下來試著找球狀星團 Pal 13,結果失敗... 後來連有 Caldwell 編號 (C44) 的 NGC 7479 看起來都勉強勉強,真是令人喪氣。所以陽台上球狀星團大概只能找 +12 以下的,星系的話也差不多,+12 以上的就算了吧。


這次的主目標是 NGC 7778, 7779, 7782 這一群,也算一個 "主題" 啦,同個視野內有好幾個目標。


NGC 7778, 7779, 7782 (CFF 300CC F/20; 23mm XW for 261X)

這幾個大概就是 +12.X 的星系,能不能看到?光看這個值還說不定。查更詳細的資料有時會有 Magnitude-V (551nm) 的量測數值,這就可以參考了,比如 M42 是 4,M81 是 6.94,概念上跟星點亮度感覺差不多。如果沒有 Mag-V 的話也許會有 SB (Surface Brightness) 的資料,這是用亮度除以大小的值,用 每 arcsec 平方的亮度 為單位 (MPSAS),比如: M31 (23.63) -- 不準;M33 (23.61) -- 不準;M81 (22.78) -- 不準;NGC 7778 (22.65) -- 還好;NGC 7779 (23.17) -- 還好;NGC 7782 (23.37) -- 還好。範圍越大、亮度越不均勻的好像越不準,但至少是個參考值。


實務上當天我覺得難易度是 NGC 7782 > NGC 7779 > NGC 7778,我先看見 NGC 7778 NGC  7779,NGC 7782 花了一點時間才認出,先是 averted vision,後來才能勉強直視,星點的話可以看到 +13.6,高空雲斷斷續續的;然後倍率有拉回來,23mm XW (261X, EPD: 1.1mm) 比 17mm Ethos (353X, EPD: 0.85mm) 看得清楚。


其實很久沒有這麼認真在看目標了,一直試、一直試... 的過程既熟悉又美好,就會覺得其實自己還是很喜歡這個嗜好呀。


看得沒信心換更大隻的出場,這種不甘心再復仇的過程也很美好,也會更加相信自己徹底喜歡這個嗜好,所以換 DOB 406 出場復仇了:


NGC 7785 (406mm f/3.75 DOB; 292X)

目標旁沒什麼亮星,最接近的出發點是雙魚座一顆亮度 4 等的星星,還好目視得到。先拿 NGC 7785 測試 -- 非常輕鬆。SB 22.93 mag/arcsec平方,跟 NGC 7778 差不多。


到達主目標這群 NGC 7778, 7779, 7782。NGC 7782 反而是第一眼就看見的,7778/7779 也順利看見,而且看起來比上次看的大,口徑比較大雲氣就看到比較多。上次有個小目標 NGC 7781 放棄了,因為電子星圖說只有 +15 等,SB 也只有 23.59,但是在陽台上居然就看見了!!是有難一些啦,但也沒有難到放棄呀?


NGC 7778, 7779, 7782, 7781 (DOB 406mm f/3.75 130X~292X)

上面那張是大視野圖,NGC 7781 看不到;下面這張是拉高倍率找的,雖然一開始要靠 Averted vision,但後來可以持續用直視看見沒問題。


NGC 7778, 7779, 7782, 7781 (DOB 406mm f/3.75 130X~292X)


不管是屋頂還是陽台,希望還能熱情繼續看星星,能有空看星星表示生活還有餘裕,是很幸福的。


2025年12月26日 星期五

等了兩年的 300mm Classicl Cassegrain (CFF300 CC)

今年的筆記停在 3/1 就不太想寫了~ 其實星星繼續看器材也繼續買,但不知道為什麼就不太想寫,總覺得自己知道就好,何必分享?今年空閒時間都在準備日檢 -- 這是原因之一;看星星的次數少很多 -- 這也是;還有 AI,AI 讓事物越來越簡單,也越來越難分真假,這點真是打擊內容分享的樂趣呀!比如說以前看見有趣的短影片會迫不及待想分享,現在第一感覺都認為是假的... 任何內容都真假難分的話,分享好像就讓人興趣缺缺了。


回到這隻鏡子本身,從 想法出現 到 拿到手 的過程算是蠻坎坷的,連經過都快忘了。記得開始是請 Catalin 用閒暇時間幫忙做隻 300mm 牛頓鏡 -- 大口徑就是吸引人;結果拖了快一年也沒進度,等不下去還改訂了 160mm 的折射鏡,但期間因為念念不忘大口徑,結果又請義大利的 DOCTelescope 做了那隻夭折沒出現的 300mm 牛頓鏡,然後真的有爽用一陣子,但不久就賣掉去換更大的 406mm DOB,越大越好。反射鏡衝到最大 (再大也搬不動了),那折射鏡怎麼辦? 160mm 哪夠?一咬牙決定拋棄折射鏡換成 Classical Cassegrain 好了,Catalin 說他還有 Ohara 的 Clearceram-Z,零膨脹係數的,所以衡量一下能不能自己上下架後決定訂 300mm F/20 版本的。沒想到下單後還是一拖再拖,期間 CFF 還從波蘭搬去澳洲...... 好不容易,終於在今年七月底完工送來了。




每次都有很多沒看過的糖果...


光學測試報告在 532nm,RMS 1/49.6 波長,換算 Strehl 到 98.4%




CFF 的機械結構一直都很紮實,用料也是,不過這次用了不少 3D 列印材料 (事前都有溝通過),強度與耐用性倒沒什麼擔心,畢竟現在連汽車都一堆 3D 列印材料。





重量可不輕,原本幻想能壓到 15kg 以下,不過 Catalin 試過碳纖組合的鏡座覺得剛性及震動程度都不滿意,因此還是換回鋁金屬材質,加上主鏡 Clearceram-Z 密度高,重量又加上去一些,最後只能到 18kg 左右。



18kg 我是沒問題啦,但 300mm 的體積比 250mm 大好多啊,這才是上下架麻煩的地方,好在這隻鏡子到處都有側板,加上支架也很紮實,可以抓拿的地方多,對上下架很有幫助。





接下來就是對焦,調光軸。


調光軸不難,先用雷射調準對焦座,次鏡有記號,調到紅點打中就可以;然後調次鏡,調次鏡用高橋的 TCS 也不難,圈圈全部同心就好;最後調主鏡,有人工星點的話比較可靠,不然要拿實際星點調就很累、很累了。



主鏡不正的星點看起來大多是拖著彗尾,因此調主鏡就是把實際星點失焦後的圖形調到圓圓的就好,但 seeing 不好時圓圈扭來扭去很難看準是不是真的圓,所以如果有個人工星點來調主鏡傾斜會方便很多。


CFF 300CC 從對焦座、次鏡,到主鏡全都能調:



對焦的部分...... Backfocus 長度還蠻剛好的,不過用光路很長的松本正向對角鏡的話就不太夠,當然沒加 GPC, 1X 的雙目視裝置也對不到,這比較討厭,300mm 口徑 F/20 焦長可是 6000mm,雙目視手上最長焦的目鏡是 30mm LE,就 200X 了,視野剩 0.25 度,再加個 GPC 還得了?還好口徑夠大,200X 出瞳徑還有 1.5mm,算是這種鏡子的放大倍率基本款而已。


卡式鏡包括 CC、RC、DK 的 backfocus 是可以調的... 這樣講,對、也有點不對,因為改變了鏡後距就失去最佳化的設定。卡式鏡的主次鏡間距會影響到焦長當然也會改動到鏡後距,動一點點就差很多,但從數學計算上總是有個最佳值,稍微調一點可以得到想要的鏡後距,但得犧牲一些光學性能,跑出來的像差最主要是 球差 (Spherical Aberration),但會犧牲多少呢?DK 幾乎沒影響,CC 最敏感,敏感到...... "焦平面的位移量" 近似於 "次鏡放大倍率"的平方 X "主次鏡位移的距離"。


舉個例子來說,次鏡放大倍率 6X 的話 (CC 的次鏡倍率都不低),主次鏡間距動個 0.5mm...... 1公釐的一半而已喔,焦平面位置就動了 18mm (6X6 X0.5)。想想看,次鏡是曲面的,光線反射到原來位置的焦平面上是算好好的聚在同一點,現在把焦平面位置移前或移後了 1.8 公分,光線還能聚在同一點嗎?因此看見的星點就肥肥的。Catalin 給我的數字是 主次鏡間距差 1mm, backfocus 可以差到 47mm,焦長會多或少 215mm,很可怕的多吧!CFF CC 鏡子最前方,次鏡座前面有個轉輪可以調間距,完整轉一圈就是調整間距 1mm,真是驚人!1mm 這種數量級平常我以為熱脹冷縮都不止,現在調整要精密到顧慮那個 1mm,也太難伺候了吧。



我是不怕玩壞掉啦,反正現在什麼都能問 AI,所以先調個半圈也就是 0.5mm 試試看,果然星點馬上變肥,星點測試時焦內外的光斑圖案 "似乎" 不同。一般焦內的光斑圖案比較清晰也比較容易看,中央亮外環暗,焦外的就不太容易確認了,尤其 seeing 差時 (其實一年到頭都是 seeing 差),必須等穩定的一霎那觀察清楚,而且不知道是心理作用嗎?總覺得焦外的光斑圖案是倒過來的外亮內暗,那就是典型 under correct 啦。不過焦外實在太不清楚了,雖說焦外失焦環不清楚是正常的,但太不清楚也很可能是因為球差... 但真的是外亮內暗嗎?真是掙扎,難道還要再等有星星且好 seeing 的夜晚扛這 18kg 的大傢伙反覆測試?而且調完間距,光軸也要重調後再看失焦星點的焦內外圖案對比...... 這過程也太折磨了。


的確是,後來連續扛了好幾個夜晚才搞定!!


這裡面最在意的是 ChatGPT 説主次鏡間距差個 0.5mm 就會有 "眼視不可忽視的球差",但 Catalin 說調個 1~2mm 眼睛看不出來,真苦惱,到底誰說的才對?還是看一下 AI 怎麼計算的吧... 數學公式超複雜完全看不懂,不過算出來的球差是:差 1mm 導致 0.043 波長 -- 也就是說:1/23 波長!!這... 最好眼睛看得出來,肉眼分得出 1/4 ~ 1/8 波長的人我都覺得是神人了,AI 居然說 1/23 波長是 "肉眼不可忽略的像差"!! 這就是不經大腦只聽 AI 的下場。


得到這個答案之後再做星點測試,0.5mm 的間距調整後的焦內外失焦環看起來就變得差不多,真是見鬼了,我看最大的誤差是自己的大腦吧。最終還是要耐心的逐步調回來,位置沒拉到 0.5mm 這麼多,可能只有 0.2~0.3mm 吧?但覺得已經是星點最細且光斑最一致的位置了,先到此為止不要再偏執下去,快瘋了。


來開光:


調光軸時 M13/M92 及武仙座內幾個 DSO 已經看到快爛掉了,大口徑看爽度升天,M13 的星點不但能拆出許多,而且星點有前有後立體感十足,光是這樣就忘掉 18kg 扛上扛下的辛苦了。


第一、二個畫下來的目標是兩個在蛇夫及長蛇範圍內的球狀星團:NGC 6426 及 NGC 6535


NGC 6426 (CFF 300CC F/20; 17mm Ethos for 353X)


隔了幾個月懶惰沒紀錄已經忘記當時看的經過了,只記得星團看起來散散的,也難怪,NGC 6426 外觀分類是最鬆散的 Class XII,而且因為位置在我們太陽系隔著銀河核心的另外一邊,因此不是很好辨識。

NGC 6535 (CFF 300CC F/20; 17mm Ethos for 353X)


NGC 6535 的鬆散也不惶多讓,外觀分類是鬆散第二名的 Class XI,距我們的位置有近一些,不過也算是銀河核心的另一側。大口徑看球狀星點就是拆星點過癮,比起糊糊一團,有一些星點點綴變好看許多。


然後是兩個在飛馬座的星系:

NGC 7515 (CFF 300CC F/20; 17mm Ethos for 353X)


6000mm 焦長用 17mm 目鏡就 353X,倍率真的是隨便拉,不過這個目標差點認不出來,averted vision 下還是時有時無的程度,差點就要放棄畫了。周遭星點可以認到 +14 等亮,標一些出來是為了事後對相片用,如果跟參考星點的相對位置不同的話可能就是錯覺了。


NGC 7292 (CFF 300CC F/20; 12.5mm NAV HW for 480X)

這個目標也要 averted vision,位置與參考星點一致所以應該沒看錯,12.5mm 目鏡就 480X 了,出瞳徑還有 0.6mm,感覺好奢侈。


一直挑戰口徑去看這些不太清楚的目標實在很彆扭,好像手腳被綁著伸不出去的樣子,但看行星就完全不同了:


Saturn (CFF 300 CC F/20; 470X)

今年的土星像是插著竹籤的丸子,但大口徑拉 470X 之後已經不再是 "竹籤" 而已了,是有點面積的,雖然 seeing 差看不出卡西尼縫,但細環在球面的投影,赤道區、NEB、SEB... 甚至更多 belt 與 band 看起來已經不是之前熟悉的土星了,簡直就像木星一般,我在目鏡後方看了好久都捨不得離開,這時哪記得還有什麼 18kg?