شب های رصدی و نور قرمز

مقدمه

اگر شما یکی از علا قمندان به دنیای ستاره شناسی هستید، حتما تجربه یک شب رصدی را به دور از آلودگی های گوناگون یک محیط شهری داشته اید. در یک شب رصدی، علاوه بر وسایل مهم نجومی همچون تلسکوپ یا دوربین دوچشمی و نقشه های آسمان، ابزار دیگری که بسیار مهم و ضروری است، چراغ قوه مخصوص شب های رصدی است که مجهز به فیلتر قرمز می باشد و ستاره شناسان آماتور به کمک آن، برای نقشه خوانی استفاده می کنند. اما آیا تا به حال به این نکته توجه کرده اید که چرا فیلتر قرمز و چرا نور قرمز؟ در این مقاله به این موضوع می پردازیم.

ساختمان چشم انسان

چشم انسان با یک اینچ( 54/2 سانتی متر) پهنا، مهمترین اندام بدن محسوب می شود، زیرا بیش از 80 درصد اطلاعاتی که از محیط اطراف بدست می آوریم از راه چشم است. چشم با وجود کوچکی، ساختمان بسیار پیچیده ای دارد که از بخشهای مجزایی تشکیل شده است و وجود هر کدام از این اجزا برای دیدن ضروری است.

چشم انسان شکل تقریبا کروی دارد که دیواره آن از سه لایه اصلی به نام های صلبیه، مشیمیه و شبکیه تشکیل شده است. لایه خارجی کره چشم که صلبیه نام دارد، پرده ای سخت، ضخیم و سفید رنگ است که وظیفه محافظت از بخشهای داخلی چشم را بر عهده دارد. این پرده در قسمت جلو، لایه ای برجسته و شفاف به نام قرنیه را به وجود می آورد که نور از طریق آن وارد چشم می شود.

در زیر پرده صلبیه، لایه ای تیره رنگ به نام مشیمیه وجود دارد. تیرگی این لایه سبب می شود که نور در داخل کره چشم منعکس نشود. مشیمیه در قسمت جلو، تقریبا مسطح شده و پرده عنبیه را به وجود        می آورد که رنگ آن در چشم افراد مختلف متفاوت است. در جلوی عنبیه محفظه ای قرار دارد که از مایعی به نام زلالیه پر شده است. در وسط آن نیز، سوراخ مردمک وجود دارد که در مقابل نور زیاد، به اندازه نوک سوزن کوچک و در برابر نور کم در حدود 7 میلی متر بزرگ می شود و بدین ترتیب میزان نور ورودی به چشم را کنترل می کند.

در پشت مردمک و پرده عنبیه، عدسی چشم واقع است که شعاع های نور را پس از شکست، بر روی پرده داخلی چشم، یعنی پرده شبکیه متمرکز می کند و باعث می شود که مانند دوربین عکاسی، تصویری از اجسام بر روی پرده شبکیه تشکیل شود. عدسی توسط ماهیچه هایی به نام مژکی که بر پرده مشیمیه متصلند، نگه داشته می شود. این ماهیچه ها، عدسی چشم را به هنگام مشاهده اشیای نزدیک،  قطورتر و به هنگام دیدن اجسام دور، نازکتر می کنند. در پشت عدسی و جلوی شبکیه، محفظه ای به نام جسم زجاجیه وجود دارد که محتوی مایعی ژلاتینی و شفاف بنام زجاجیه است و نور قبل از رسیدن به شبکیه از آن عبور می کند.

بر روی پرده شبکه چشم، میلیون ها سلول حساس به نور وجود دارند که شعاع های نوری را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کرده و از طریق عصب بینایی به مغز منتقل می کنند. جایی که عصب بینایی خارج می شود، نقطه کور نام دارد. نقطه کور بخشی از ساختمان چشم است که هیچ گیرنده ای در آن وجود ندارد. تمام پایانه های عصبی خارج شده از گیرنده های چشم به هم متصل شده و در این نقطه از چشم خارج می شوند و از طریق اعصاب بینایی به مغز می رسند.

در بالای نقطه کور، حساس ترین نقطه شبکیه به نام لکه زرد که در واقع قلب بینایی رنگی ماست، قرار دارد. این بخش از شبکیه، به هنگام مشاهده اشیاء، به ما قدرت تفکیک مناسب را می دهد و به همین علت، اگر لکه زرد شخصی آسیب ببیند، بینایی او دچار اختلال می گردد.

بینایی

دیدن یک جسم توسط چشم انسان، حاصل تابیدن نور ساطع شده از آن جسم بر پرده شبکیه چشم است. برای مثال: اگر شما به یک جسم مشخص، مثلا یک کتاب نگاه کنید، نور از کتاب به چشم شما تابیده     می شود. نور ورودی به چشم، قبل از هر چیز باید از بخش های مختلف ساختمان چشم یعنی قرنیه، زلالیه، مردمک، عدسی و زجاجیه عبور کند تا به پرده شبکیه تابیده شود. همانطور که قبلا گفته شد، پرده شبکیه چشم انسان از میلیون ها سلول حساس به نور تشکیل شده است که به دو نوع سلول های مخروطی و سلول های میله ای تقسیم می شوند. سلول های مخروطی مسئول بینایی رنگی ما در روز می باشند که برای تحریک شدن به نور زیاد نیاز دارند. این سلول ها در برابر سه رنگ قرمز، سبز و آبی طیف مرئی حساس بوده و از ترکیب این سه رنگ، مغز قادر به دیدن رنگ ها و جزئیات ظریف اشیاء می گردد.

سلول های میله ای برخلاف مخروطی ها، نسبت به نور بسیار کم و با طول موج کوتاه(نور آبی) حساس بوده و قادر به تشخیص رنگها و جزئیات اشیاء نیستند و همه چیز را سیاه و سفید می بینند. وظیفه این نوع سلول ها تنها درک کلی موقعیت اجسام اطراف چشم در شب می باشد.

هر دو نوع سلول های مخروطی و میله ای، برای دریافت پیام های بینایی  و ارسال آنها به مغز، به نوعی ماده شیمیایی به نام ردوپسین نیاز دارند که نسبت به تغییرات نور حساس است. این ماده از ویتامینA ساخته می شود و نقشی اساسی در بینایی دارد. وقتی که نور به این ماده برخورد می کند، ساختار آن را تغییر داده و این تغییر ساختار باعث به وجود آمدن محرک های عصبی   می شود. در روشنایی، سلول های میله ای (که نسبت به نور کم حساس اند) از مواد شیمیایی حساس به نورشان تقریبا تهی هستند، بنابراین ما به کمک سلول های مخروطی می بینیم. در هنگامی که میزان نور محیط کم است، ردوپسین موجود در سلول های مخروطی کاهش و میزان آن در میله ای ها افزایش می یابد ( زمانی که ردوپسین به طور کامل در سلول های میله ای جایگزین شود، میله ای ها نسبت به  مخروطی ها حدود 100 برابر حساس تر خواهند بود) و سپس ما از طریق سلول های میله ای شبکیه می بینیم.   

در شبکیه چشم انسان یک میلیون سلول مخروطی و یکصد میلیون سلول میله ای وجود دارد که بطور یکنواخت در سطح شبکیه پخش نشده اند. درحالیکه سلول های مخروطی در مرکز شبکیه و لکه زرد متمرکز شده اند، تراکم میله ای ها بیشتر در اطراف شبکیه می باشند و به همین دلیل است که برای رصد اجرام کم نور نظیر سحابی ها و کهکشانها، هیچوقت نباید به مرکز تصویر خیره شد، بلکه باید از کنار جسم مورد نظر به آن نگاه کرد تا تصویر آن بر روی منطقه ای غنی از سلول های میله ای شبکیه(که در شب و نور کم  فعال می شوند) افتد و مشاهده آن امکانپذیر شود.

تا اینجای مقاله ما با ساختمان چشم، نحوه عملکرد هر یک از اجزای آن و اینکه چگونه ما قادر به دیدن هستیم آشنا شدیم. حال وقت آن رسیده به این سؤال که چرا در شبهای رصدی برای نقشه خوانی باید از نور قرمز استفاده شود، پاسخ دهیم؟

همانطور که گفتیم، سلول های میله ای تنها به نور آبی طیف مرئی واکنش نشان می دهند و هیچگونه حساسیتی به رنگ های دیگر ندارند و بر خلاف آنها، سلول های مخروطی به هر سه رنگ اصلی طیف مرئی حساس بوده و به آنها واکنش نشان می دهند. بنابراین اگر در یک شب رصدی از چراغ قوه ای با نور معمولی استفاده کنیم، بلافاصله ردوپسین موجود در سلول های میله ای تخلیه شده و این سلول ها  غیر فعال می شوند. و برای فعالیت مجدد آنها باید مدتی را در تاریکی سپری کنیم تا بار دیگر ردوپسین در میله ای ها تولید شود.

اما اگر از فیلتر قرمز استفاده کنیم چه اتفاقی می افتد؟ در آن صورت ما هم زمان از هر دوتا بینایی خود استفاده می کنیم، سلول های مخروطی که به نور قرمز حساس هستند، برای نقشه خوانی و سلول های میله ای که هیچگونه حساسیتی به نور قرمز ندارند، برای رصد اجرام کم فروغ آسمان.

چند توصیه مهم برای ستارشناسان آماتوری که می خواهند چشمان تیزبینی داشته باشند:

1- در وعده های غذایی خود از شیر، ماست، خرمالو، گوجه فرنگی، پرتقال، هویج، اسفناج، سبزی خوردن و خصوصاٌ ماهی و جگر که سرشار از ویتامین A می باشند، بیشتر استفاده کنید. ولی یادتان باشد که زیاده روی نکنید، زیرا مصرف بیش از حد ویتامین A باعث بروز مشکلاتی در بدن می شود( میزان مورد نیاز بدن به ویتامین A برای افراد بالغ، روزانه 800 تا 1000 میلی گرم می باشد).

2- هر چند ماه یکبار قدرت بینایی خود را با مراجعه به چشم پزشک کنترل کنید.

3- از نگاه کردن مستقیم به نور خورشید(حتی در موقع خورشید گرفتگی) جداً خودداری کنید. زیرا این کار موجب آسیب رساندن به لکه زرد می شود.

3- وقتی مطالعه می کنید یا از نزدیک روی چیزی کار می کنید، از نور کافی استفاده کنید. بهتر است نور از پشت و سمت چپ شما بتابد. 

4- در صورتی که مطالعه می کنید و یا روی چیزی از نزدیک کار می کنید، هر نیمساعت یکبار به چشمان خود استراحت بدهید. مثلاً برای چند دقیقه چشمهای خود را ببندید یا به اطراف نگاه کنید.

5- وقتی تلویزیون تماشا می کنید، چراغ اتاق را روشن نگاه دارید و در صورت امکان از آن فاصله بگیرید.

6- هیچگاه بدون تجویز پزشک از قطره های شوینده چشم استفاده نکنید.

منابع

1- بیماری های چشم و بینایی، مولف: دکتر خلیل رحیمی خوش

2- تغذیه(ویتامین ها)، مؤلف: دکتر فرهاد همت خواه

3- ماهنامه اطلاعات علمی، شماره: 373

4- فن آوری تلسکوپها، مؤلف: سید جواد نورایی

5- نجوم به زبان ساده، مؤلف: محمدرضا خواجه پور