Чувствительность человеческого глаза к лучам с разной длиной волны различная. Подавляющую часть электромагнитных волн (радиоволны, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение и т. д.) глаз не воспринимает вовсе. Мы видим лишь те лучи, длины волн которых заключены в пределах от 400 до 760 нм (нанометров; 1 нм = 10-9 м). Наиболее же чувствителен глаз к зеленым лучам с длиной волны 555 нм. Подчеркнем, что речь идет о нормальном человеческом глазе. Отклонения от этой нормы у разных людей могут быть весьма значительными — вплоть до полной «цветовой слепоты».
При наблюдениях звезд надо иметь в виду особые свойства глаза, получившие наименование эффектов Пуркинье и Галлисо. Они заключаются в том, что при сравнении двух одинаково ярких звезд красная будет казаться ярче голубой, а при сравнении двух одинаково слабых звезд наблюдается противоположный эффект.
Вообще визуальные определения цвета звезд всегда отягощены субъективными ошибками. Особенно сильно проявляются эти недостатки при наблюдениях двойных звезд, о чем мы подробнее расскажем ниже.
Если ночью из ярко освещенной комнаты выйти сразу на улицу, то на звездном небе увидишь сначала только самые яркие звёзды. Глаз должен привыкнуть, приспособиться к темноте, и только после этого он приобретает должную чувствительность. Это свойство глаза получило название адаптации.
Рассказывают, что известный итальянский исследователь Марса Скиапарелли, прежде чем приступить к наблюдениям планеты, целый час сидел с открытыми глазами в совершенно темной комнате. Только после такой полной адаптации глаз он начинал наблюдать в телескоп. Зато и видел Скиапарелли больше, чем другие астрономы, и о нем говорили, что он обладает «орлиным зрением».
При наблюдениях слабых объектов звездного неба (в особенности туманностей) непременно используйте адаптацию глаза, приучайте, подобно Скиапарелли, свой глаз к темноте. Только в этом случае ваши наблюдения будут вполне успешными.
Представим себе, что такая предварительная тренировка выполнена. Сколько звезд может увидеть на небе невооруженный человеческий глаз?
Подсчеты подобного рода давно уже проделаны. Оказывается, на всем звездном небе в самую темную ночь нормальный человеческий глаз способен различить около 6000 звезд. Их различие в блеске очевидно при первом же взгляде на небо.
Как правило, невооруженный глаз не видит звезд слабее 6m Однако исключительно зоркие люди при особенно благоприятных условиях наблюдения могут увидеть гораздо менее яркие звезды. Так, например, на горной Ликской обсерватории (США) в очень темные и прозрачные ночи удавалось разглядеть звезды до 8,5m. В такие моменты наблюдателю становились доступными на всем небе десятки тысяч звезд.
Возможности человеческого глаза ограничены не только в восприятии излучения достаточно слабых небесных объектов, но и в способности различать в отдельности две достаточно близкие друг к другу на небе звезды.
Вы сейчас видите букву «О» в этом тексте под углом, близким к 30 минутам дуги. Кстати сказать, почти под таким же углом мы видим с Земли Луну и Солнце. Не правда ли, они кажутся гораздо большими? Здесь мы встречаемся с одним из многочисленных обманов зрения.
Если угол зрения настолько мал, что лучи от двух краев предмета попадают на одну и ту же колбочку или палочку, этот предмет мы воспримем как точку без каких-либо подробностей. Зная, что поперечник колбочек и палочек близок к 0,004 мм, а фокусное расстояние хрусталика около 23 мм, нетрудно подсчитать, что предельный угол зрения, при котором глаз может различить форму предмета, а значит, и увидеть в отдельности две тесно расположенные звезды, близок к одной минуте дуги. Под таким углом мы увидели бы типографскую точку на этой странице с расстояния трех с половиной метров.
Конечно, указанная величина есть величина средняя, верная для нормального глаза. Наблюдаются уклонения как в ту, так и в другую сторону. Однако и для самого зоркого глаза звезды всегда выглядят точками — их реальные диаметры видны с Земли под углами, гораздо меньшими одной минуты дуги.
Роль оптических средств, употребляемых астрономами при изучении Вселенной, заключается, в сущности, в усовершенствовании нашего зрения, в преодолении недостатков человеческого глаза.
Как бинокль, так и телескоп прежде всего в двух отношениях превосходят глаз — они собирают больше света и позволяют наблюдать небесные тела под гораздо большим углом зрения.