之前,我们的“天文问答”栏目回答过用8×42双筒是否能看到冥王星的问题,给大家介绍了望远镜的极限星等如何计算。这次,我们再来回答一个10×50双筒望远镜能否看到土星光环的问题。
土星很亮,肉眼能很轻松地看到,所以,欣赏土星和光污染关系不大。但肉眼却看不清土星光环,显然,这不是因为土星亮度不够,而是因为土星光环这种细节太小了,肉眼分辨不清。那么,分清天体细节的能力叫什么呢?叫做分辨率(也叫分辨本领)。
天文望远镜的分辨率远远超过人眼,可以帮助我们看清天体的细节。分辨率与望远镜的口径有关,口径越大,分辨率越高。
光学望远镜的分辨率可用如下公式计算:
θ=14/D
式中,θ为分辨率,单位为角秒;D为口径,单位为厘米。
10×50双筒,意味着它的口径为50mm,也就是5厘米。代入分辨率公式可以算出,它的分辨率是2.8角秒。
土星光环相对于本体的凸出大约为10角秒,所以这个双筒是能分辨出光环凸起的。
不过,即使望远镜的分辨率足够了,而人眼能否看清细节,还需要配合合适的放大率。人眼因为感光细胞和生理缺陷的限制,分辨率只有1角分(60角秒)左右,一个很小的细节(但不能小于望远镜的分辨率,否则不管用多大的放大率都看不清),通过一定的放大率放大后,必须达到1角分这个分辨率,才能让人眼能够看清。
10×50双筒,意味着它的放大率为10倍,这样,光环的凸起经放大后,达到100角秒,人眼可以勉强分辨。但这比较接近人眼分辨率的极限,所以手持观测肯定是不行的,晃动太厉害了,需要用稳定的三脚架将双筒架起来,还需要眼力比较好,才能勉强看出土星两侧有相对本体的凸起。但要看出它是一个环是不太可能的,因为土星环内侧相对土星本体距离约为5角秒,即使放大10倍也只有50角秒,肉眼分辨不开。所以,我们的天象预告文章里建议大家使用30倍以上的倍率来观测,因为在这个倍率下,看清土星光环比较轻松,不需要挑战极限。
图1. 不同时间的土星和 光环(作者:陆雪峰;图源:北京天文馆2020天文摄影师大赛)