Telescópios - parte I

O telescópio é um equipamento incrível que tem a capacidade de fazer com que objetos distantes pareçam muito mais próximos. Há vários tamanhos e modelos diversos. Pode-se tanto fabricar um em casa quanto comprá-lo, sua dimensão varia de um objeto bem pequeno para um objeto enorme...

Para entender o funcionamento dos telescópios imagine uma câmera digital normal e uma moeda de 10 centavos, imagine também que a moeda está distante uns 55 m do telescópio. Por que a câmera não consegue captar a moeda? Simples. No campo de visão da câmera, a moeda não ocupa um espaço grande (devido a distância). Não há pixels suficientes que possam “identificar” a moeda na foto. Assim, funcionam nossos olhos.

O telescópio serve como uma extensão do nosso olho (você pode também colocar uma câmera digital e assim ampliar o alcance da foto). Ela capta mais luz do objeto e cria uma imagem mais brilhante, assim ele faz com que o objeto pareça maior na sua visão. Há dois itens no telescópio que fazem isso acontecer:

• a lente objetiva (em telescópios refratores, veja mais sobre eles abaixo) ou o espelho primário (em telescópios refletores, idem) captam muita luz de um objeto distante e trazem essa luz, ou imagem, para um ponto ou foco;
• uma lente ocular "pega" a luz do foco da objetiva ou do espelho primário e a amplia para que ocupe uma grande porção da retina. Esse é o mesmo princípio que a lente de aumento usa: ela pega uma imagem pequena no papel e a espalha pela retina do olho para que pareça maior.

Se você combinar a objetiva ou o espelho primário com a ocular, terá um telescópio. Novamente, a idéia básica é captar muita luz para formar uma imagem brilhante dentro do telescópio e então usar algo como uma lente de aumento para ampliar essa imagem brilhante, fazendo com que ela ocupe bastante espaço em sua retina.

Há dois tipos de telescópios: o telescópio refrator, que usa lentes de vidro; e o telescópio refletor, que usa espelhos em vez de lentes.

Refratores

São o tipo de telescópio que a maioria de nós conhece. Eles são compostos pelas seguintes partes:

• um tubo longo, feito de metal, plástico ou madeira;
• uma lente de vidro na extremidade dianteira (objetiva);
• uma segunda lente de vidro (ocular).

O tubo mantém as lentes no lugar a uma distância correta uma da outra e também ajuda a evitar a poeira, a umidade e a luz, que poderia intervefir na formação de uma boa imagem.

A objetiva capta a luz e a desvia ou refrata para um foco próximo à parte traseira do tubo.

A ocular é responsável por trazer a imagem até seu olho e ampliá-la. Elas também têm distâncias focais muito menores do que as objetivas.

Existem dois tipos: Os Refratores acromáticos utilizam lentes que não estão corrigidas extensivamente para impedir a aberração cromática, que é uma auréola com as cores do arco-íris que pode aparecer ao redor de imagens vistas pelo refrator. Em vez disso, eles costumam ter lentes "revestidas" para reduzir esse problema. Já os refratores apocromáticos usam tanto projetos com múltiplas lentes ou aquelas feitas de outros tipos de vidro (como fluorita) para impedir a aberração cromática.

Os refratores apocromáticos são muito mais caros do que refratores acromáticos.

Refletores 

Em torno de 1680, Isaac Newton desenvolveu o telescópio refletor, como uma maneira de consertar o problema da aberração cromática que atingia os refratores de sua época. Em vez de usar uma lente para captar luz, ele usou um espelho de metal curvo (espelho primário) para captar essa luz e refletí-la para o foco. Espelhos não têm problemas de aberração cromática como as lentes. Então, Newton colocou o espelho primário na parte traseira do tubo.

Como o espelho refletia a luz de volta para o tubo, ele teve de usar um espelho pequeno e plano (espelho secundário) no caminho do foco do espelho primário para defletir a imagem pela lateral do tubo até a ocular (se não fizesse isso, sua própria cabeça ficaria no caminho da luz incidente). Outro detalhe: você pode imaginar que o espelho secundário poderia bloquear uma parte da imagem, mas, como ele é muito pequeno em comparação com o espelho primário, que já está captando bastante luz, o espelho menor acaba não bloqueando nem um pouco da imagem.

Em 1722, John Hadley desenvolveu um projeto que usava espelhos parabólicos e também houve várias melhoras na produção de espelhos. O refletor newtoniano foi um projeto de muito sucesso e permanece até hoje como um dos projetos de telescópios mais populares.

 A razão focal, ou f/#, é a distância focal dividida pela abertura e está relacionada ao brilho da imagem. Os refletores de campo amplo são o tipo de refletor newtoniano com razões focais pequenas e pouca ampliação. Eles proporcionam campos de visão mais amplos do que os telescópios de razão focal maior, além de também permitirem vistas panorâmicas e brilhantes de cometas e objetos mais distantes no espaço, como nebulosas, galáxias e agrupamentos de estrelas.

Os telescópios dobsonianos são uma espécie de refletor newtoniano com um tubo simples e montagem de altitude-azimute. Eles não são caros de se construir ou comprar, já que são feitos de plástico, fibra de vidro ou madeira compensada. Esse tipo de telescópio pode ter aberturas maiores, de 15 a 43 cm. 

O refletor é simples e não é caro de se construir. Espelhos primários com grande abertura, maiores do que 25 cm, podem ser feitos facilmente, o que significa que os refletores têm um custo relativamente baixo. Eles têm grande capacidade de captação de luz e podem produzir imagens brilhantes de objetos tênues no espaço distante, tanto para observação visual como para fotografia de corpos celestes. Uma desvantagem dos refletores é que você terá que limpar e alinhar os espelhos de vez em quando. Além disso, pequenos erros na fabricação dos espelhos podem distorcer a imagem. Estes são alguns dos problemas comuns:

• Aberração esférica - a luz refletida da extremidade do espelho fica focada em um ponto levemente diferente do que a luz refletida do centro.
• Astigmatismo - o espelho não é posicionado simetricamente sobre seu centro (pode estar com uma forma levemente semelhante a um ovo, por exemplo) e imagens de estrelas ficam focadas como cruzes em vez de pontos.
• Coma - estrelas próximas à extremidade do campo parecem alongadas, como se fossem cometas e as do centro aparecem como pontos bem definidos de luz.

Além do mais, todos os refletores estão sujeitos a alguma perda de luz, que acontece por duas razões: a primeira é que o espelho secundário obstrui uma parte da luz que chega ao telescópio e a segunda é que nenhum revestimento refletivo de um espelho devolve 100% da luz que o atinge, os de melhor qualidade devolvem 90% da luz recebida.