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Aumento, magnitude limite, poder separador e etc
Aumento
O aumento é a relação entre o tamanho de um objeto observado a olho nu e o seu tamanho quando visto pelo telescópio. O telescópio aumenta o diâmetro angular dos objetos, dando a impressão que estão mais próximos de nós. Muitos imaginam que aumento é a característica mais importante e quanto maior, essa característica, melhor será o instrumento. Isso não é verdade, pois cada telescópio possui um limite máximo de aumento (aumento máximo útil) e o que determina esse limite é o diâmetro de sua objetiva. Ao passar desse limite a imagem fica escura e sem definição.
Para calcular o aumento de um telescópio usamos uma fórmula muito simples: A = F / f
Onde: A = aumento
F = distância focal da objetiva
f = distância focal da ocular
Ex: Qual o aumento de um telescópio com objetiva de 1200 mm de distância focal e uma ocular de 10 mm de distância focal ?
Colocando os dados na fórmula
A = 1200 / 10
Resultado
A = 120 X
Aumento máximo útil
Primeira imagem 1 com pouca ampliação. O planeta aparece pequeno, mas com brilho e nitidez grande. Devido a pouca ampliação é mais difícil notar detalhes no planeta.
Imagem 2 do planeta com mais aumento e bem nítido, pois a ampliação ainda não é grande. Mesmo não atingindo a ampliação máxima, é possível notar facilmente vários detalhes.
Na imagem 3 temos ainda mais aumento, mas com boa nitidez. Observamos mais facilmente detalhes como a mancha vermelha e as faixas equatoriais.
Imagem 4 com aumento muito exagerado (superior ao aumento máximo útil) percebemos o escurecimento da imagem com a perda total dos detalhes.
O aumento máximo útil determina a maior ampliação que um telescópio pode oferecer sem prejudicar a qualidade das imagens. Quanto maior o diâmetro da objetiva maior será o aumento máximo que pode ser obtido por meio fórmula: Amax = D x 2.5
Onde: Amax = aumento máximo útil
D = diâmetro da objetiva do telescópio
Ex: Qual o aumento máximo de um telescópio de Ø 150 mm?
Colocando os dados na fórmula:
Amax = 150 x 2.5
Resultado:
Amax = 375 X
É recomendado usar o aumento máximo útil apenas com astros de brilho mais elevado como a Lua, Júpiter, Vênus, etc. A observação de objetos de fraco brilho com esta ampliação provoca o escurecimento da imagem com a perda de detalhes.
Poder Separador
O poder separador ou poder de resolução é a propriedade que um telescópio possui de isolar e tornar visíveis detalhes muito pequenos. Esta característica não depende do aumento e sim do diâmetro da objetiva do instrumento. Quanto maior o diâmetro da objetiva maior será o poder separador. Esta é uma característica muito importante, pois é ela que garante a observação de detalhes em superfícies de planetas e a separação de estrelas duplas.
O poder separador pode ser obtido pela fórmula:
P = 120 / D
Onde: P = poder separador
D = diâmetro da objetiva
Ex: Qual o poder separador de um telescópio com objetiva de 200 mm ?
Colocando os dados na fórmula:
PS = 120 / 200
Resultado:
PS = 0.6 sec. de arco
Imagens obtidas pelo telescópio Hubble mostrando auroras no pólo de Saturno. O poder separador do telescópio é 0.05" de arco.
Magnitude limite
A magnitude limite indica o menor brilho ( maior valor de magnitude aparente ) que um telescópio pode captar. A pupila do olho humano possui um diâmetro máximo de 6 mm, isto em ambientes muito escuros onde a dilatação da pupila é maior. Assim a olho nu podemos observar estrelas de até sexta magnitude, que são aquelas que estão no limite de nossa visão. Com um telescópio podemos ultrapassar este valor, ampliando a nossa capacidade de observar astros de brilho mais reduzido. A magnitude limite é outra propriedade ligada diretamente ao diâmetro do instrumento. Quanto maior a objetiva, maior será esta característica. Porém a magnitude limite não varia de forma linear, isto é, se dobramos o diâmetro da objetiva não obtemos um valor dobrado da magnitude limite.
Podemos calcular usando a seguinte fórmula :
M = 7.1 + 5 (log D)
Onde: M = magnitude limite
D = diâmetro da objetiva em cm
Ex: Qual a magnitude limite de um telescópio com objetiva de 100 mm ?
Colocando os dados na fórmula:
M = 7.1 + 5 (log10)
Resultado:
M = 12.1
Espelho primário de 10 m do telescópio Keck 1 do observatório Mauna kea (Hawaii). O espelho do telescópio é formado por vários espelhos menores (sistema de múltiplos espelhos) que somados dão uma área equivalente a um espelho único de 10 metros de diâmetro. Este telescópio pode detectar astros de magnitude 22.
Campo visual
O campo visual representa a área aparente do céu que vemos pelo telescópio. Esta propriedade varia de acordo com o aumento e o tipo de ocular utilizada. Quanto menor o aumento do telescópio maior será o campo visual e essa característica é indispensável nas observações de objetos mais extensos, como cometas, nebulosas, galáxias e aglomerados estelares. O tipo de ocular utilizada também provoca alterações nesta característica e as oculares de ópticas mais complexas são as que oferecem um campo maior.
O campo visual pode ser obtido com a fórmula :
C = O / A
Onde: C = campo visual
O = campo da ocular
A = aumento
Ex: Qual o campo visual obtido com 100 vezes de aumento e uma ocular de 50° de campo ?
Colocando os dados na fórmula:
C = 50 / 100
Resultado:
C = 0.5 °
Imagens da superfície da Lua obtidas com oculares de distâncias focais iguais (aumentos iguais) e campos diferentes.
Luminosidade
Mais uma importante característica ligada diretamente ao diâmetro da objetiva. A luminosidade é quantidade de luz que um telescópio pode captar, e quanto maior o diâmetro da objetiva, mais luminoso será o instrumento. Um telescópio para ser luminoso deve ter também uma distância focal pequena para trabalhar com pouco aumento. Isso torna as imagens nítidas e brilhantes. A razão focal ( F/D) é a relação existente entre a distância focal e o diâmetro da objetiva. Quanto menor a razão focal mais luminoso será o telescópio.
Podemos calcular a razão focal com a seguinte fórmula :
R =F / D
Onde: R = razão focal
F = distância focal da objetiva
D = diâmetro da objetiva
Ex: Qual a razão focal de um telescópio com objetiva de 200 mm e 1500 mm de distância focal ?
Colocando os dados na fórmula:
R = 1500 / 200
Resultado:
R = 7.5
O Multi Mirror Telescope MMT. No início o telescópio era formado por seis espelhos de 1.8 metros de diâmetro que somados tinham uma superfície equivalente a um espelho de 6.5 metros. Recentemente o telescópio ganhou um espelho único de 6.5 metros de diâmetro.
Telecalc
Como vimos aqui, podemos calcular diversas características do telescópio, como o aumento, aumento máximo, magnitude limite, poder separador e etc. Agora temos uma ferramenta (TeleCalc) para calcular todas essas características e para isso basta informar (em milímetro) o diâmetro e distância focal da objetiva do telescópio. O TeleCalc informa o aumento mínimo e máximo do telescópio, a ampliação para as oculares de distâncias focais mais comuns, o campo visual para alguns tipos de oculares (Kellner, Plossl e Erfle), o poder separador e razão focal do telescópio.
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