Teste de Estrela - Pousada Vilatur

Teste de Estrela
O teste de estrela é efetuado examinando as imagens das estrelas sobre grande aumento, em ambos os lados do
foco (intrafocal e extrafocal). As imagens extrafocais são uma excelente maneira de avaliar a qualidade ótica de um
telescópio.
O PADRÃO DE DIFRAÇÃO INTRAFOCAL
Com grandes aumentos, uma estrela parece um disco central rodeado por uma série de anéis concêntricos, com o
anel mais interno sendo o mais brilhante e mais óbvio. Isto é chamado de padrão de difração. O disco central é
conhecido como Disco de Airy. Qualquer telescópio que se diz ser “limitado pela difração” deve ter um bom perfil
deste padrão. Seu telescópio talvez não produza um padrão perfeito como esperado. Poucos telescópios o fazem.
Então para poder ver claramente um padrão de difração talvez seja necessário reduzir a abertura (“diafragmar”) de
seu telescópio entre 25 a 50 mm para contornar os efeitos da turbulência e também do brilho resultante da estrela
da estrela selecionada que pode dificultar a visualização do padrão.
Escolha então uma estrela brilhante bem acima do horizonte utilizando um aumento entre 100 e 150x. Você deve
ver um padrão clássico que servirá como um padrão de comparação da qualidade do telescópio. A regra geral para o
aumento é que este deve ser de 1x a abertura em mm. Ou seja, um telescópio de 200 mm deve utilizar um aumento
de 200x. A magnitude da estrela escolhida deve ser da ordem de 2 a 3ª magnitude para telescópios até 150 mm e
entre 4 e 5ª magnitude para telescópios até 300mm.
O PADRÃO DE DIFRAÇÃO EXTRAFOCAL
Com a estrela em foco, lentamente desfoque sua imagem extrafocal até que você veja um padrão de anéis surgir. A
distância do quanto devemos desfocar é dependente do F/D do telescópio conforme a tabela abaixo.
F/D
4
4,5
5
6
7
8
9
10
11
12
15
Min (mm)
0,6
0,7
0,9
1,3
1,7
2,3
2,9
3,5
4,3
5,1
7,9
Max (mm)
0,8
1,1
1,3
1,9
2,6
3,4
4,3
5,3
6,4
7,6
11,8
Por exemplo, se seu telescópio é um F/D 5, você deve deslocar a distância para fora do foco entre 0,9 e 1,3 mm. Ou
seja, 1 mm deve ser suficiente.
Desfoque a imagem até um ponto onde 4 a 6 anéis são claramente visíveis. Exceto por um anel mais gordo, os
demais anéis devem ter mais ou menos a mesma luminosidade. O padrão deve ser idêntico tanto em infra quanto
em extrafocal.
Em uma ótica não obstruída, como um refrator, o padrão extrafocal será totalmente cheio. Em uma ótica obstruída
com um espelho secundário, o padrão extrafocal possui claramente visível a descontinuidade entre os anéis e o
disco central.
Examinar esta imagem é a essência do teste de estrela.
A IMAGEM PERFEITA
Refratores
Assumindo uma ótica perfeita, um telescópio sem obstrução central como um refrator de 100 mm irá produzirá uma
imagem de uma estrela focada com um Disco de Airy brilhante rodeado por um anel mais fraco. A imagem fora de
foco expandirá em anéis de difração totalmente preenchidos.
Refletores
Ao dobrarmos a abertura em um SCT 200 mm, faremos o Disco de Airy ter um diâmetro da metade do refrator 100
mm, porém com o 1º anel de difração bem mais brilhante por efeito da obstrução do secundário.
Por que devemos diafragmar?
Um teste de estrela válido necessita de uma noite com bom seeing. Se o ar está turbulento (imagem da esquerda) o
disco de difração fica distorcido e borrado. Se existem correntes de ar quente dentro do tubo, as correntes de ar
quente que sobem podem produzir “plumas” (imagem central) que também podem distorcer a imagem da estrela.
Mas uma vez que diafragmamos o telescópio e o seeing esta bom, nós veremos um disco de difração plano e
uniforme quando a estrela esta desfocada (imagem da direita).
O QUE VOCÊ PODE VER
É importante que você entenda que fatores além da qualidade da ótica podem arruinar as imagens das estrelas.
Portanto, você não deve culpar o fabricante do seu telescópio por um defeito que ele não tem. Para efetuar um
teste de estrela, use toda a abertura do telescópio e uma ocular de boa qualidade como uma Ortoscópica ou Plossl.
Assegure-se de centralizar a estrela no centro do campo de visão.
Eliminando fontes de erros (NÃO-ÓTICOS)
ERROS DE COLIMAÇÃO
Um telescópio que esta descolimado não passará em um teste de estrela. O padrão de difração extrafocal parecerá
um cone de trânsito esticado e alongado caso se observasse por uma das pontas. É uma das fontes de imagens ruins.
Colime seu telescópio antes de efetuar um teste de estrela.
TURBULÊNCIA ATMOSFÉRICA
Em noites de seeing ruim, correntes de ar acima do telescópio podem tornar a visão um confusão efervescente.
Quando isto acontece, não perca seu tempo testando ou colimando. Devido as grandes aberturas visualizarem uma
fatia maior do céu, eles são mais afetados por este problema do que os menores, tornando muitas vezes difícil
encontrar uma boa noite para testar grandes telescópios. Mesmo assim, em noites de seeing ruim um pequeno
telescópio pode até mostrar imagens mais nítidas, mas grandes telescópios irão sempre mostrar mais detalhes
considerando que os dois tenha boa qualidade ótica.
CORRENTES INTERNAS DE AR NO TUBO
Movimentos lentos de correntes de ar dentro do tubo do telescópio podem introduzir defeitos que simulam erros de
figuração dos vidros. Os discos de difração aparentam ser achatados ou alongados. Estas imagens distorcidas
ocorrem quando um telescópio é levado de dentro de uma casa quente para uma área aberta com ar frio. Quando
efetuar um teste de estrela, sempre espere uma hora ou mais para permitir que o telescópio, a ocular e mesmo a
diagonal equilibrem sua temperatura com a do ambiente. Mesmo uma ocular mais quente inserida dentro de um
telescópio frio pode ocasionar “plumas” de calor no padrão de difração.
ÓTICAS BELISCADAS (PINCHED OPTICS)
Óticas mal montadas criam padrões de difração bem atípicos. Em Newtonianos é muito comum uma figura de
formato triangular ou uns espigões achatados a depender de qual lado do foco se observa. Isto ocorre devido às
presilhas que seguram o espelho primário em sua célula estarem muito apertadas. A solução é soltá-las o suficiente
para que segurem o espelho e que também permitam que este gire. Espelhos secundários e diagonais coladas em
seus suportes também podem sofrer de pinching.
O QUE VOCÊ NÃO QUER VER
As Quatro Principais Aberrações
Foco Perfeito
Em óticas perfeitas, os cones de luz
convergentes e divergentes (vistos aqui de perfil)
contem quantidades idênticas de raios de luz. A
luz foca em uma região nítida.
Foco Imperfeito
Em uma ótica com aberração esférica, a
luz das bordas das lentes ou espelhos não
focam no mesmo ponto do centro ótico. O
resultado é que os cones de luz são
assimétricos e espalham o a luz perdendo
nitidez.
1. Aberração Esférica
As bases do teste de estrela é observar o padrão de
difração de um estrela desfocada, deslizando entre os
dois lados do cones de luz em ambos os lados do focos.
No caso de aberração esférica, em um lado o padrão se
apresenta esmaecido e do outro bem definido. Em foco
(figura da esquerda) os anéis de difração aparentam
mais brilhantes do que em óticas perfeitas.
2.Astigmatismo On-Axis
Se as lentes ou espelhos são figurados de forma que
não são rotacionalmente simétricos,o resultado é um
disco de difração extrafocal que aparece elíptico. Seu
eixo gira em 90° de um lado do foco em relação ao
outro. No foco, as estrelas lembram vagamente um
format de cruz. Óticas fisicamente beliscadas também
produzem efeito similar.
3.Aberração Cromática (Longitudinal)
Esta aberração é encontrada apenas em refratores quando todas as cores
não chegam no mesmo plano focal. A figura ao lado demonstra uma
estrela focada através de um refrator 100 mm F/8 com 0,6 onda
(esquerda) e 1 onda (direita) de aberração cromática. Esta última é típica
em refratores acromáticos F/6 a F/8. Apesar dos halos azuis distraírem
nossa atenção eles não degradam a imagem tanto quanto outras
aberrações.
4.Off-Axis Coma
Coma é uma aberração inerente a muitos refletores, fazendo que as estrelas fora do centro
do campo acendam em um dos lados em formato de cometa. Quanto mais longe do centro
da imagem pior o efeito. Ela também é mais acentuada em óticas rápidas, com
newtonianos F/4 ou F/5 tendo um campo livre de coma bem menor que um F/8. Por esta
razão, uma colimação precisa de um newtoniano rápido é crítica, ou as imagens parecerão
desbotadas.
Agora é determinar onde esta o defeito na ótica. Erros na superfície ótica são divididos em categorias. O que você
provavelmente verá é uma combinação de dois ou mais defeitos. Entretanto, a falha mais comum, presente em
algum grau em todas óticas, exceto as melhores é aberração esférica. A compra de newtonianos F/8 ou mais lentos,
ou refratores F/11 a F/15 é uma maneira de evitá-las. Lentes e espelhos rápidos são geralmente mais difíceis de
fazer bem corrigidos. Isto acaba gerando um mito que telescópios com F/D maiores são melhores para planetas. O
que vale é a qualidade ótica e não é apenas a razão focal que é capaz de determinar a capacidade de um telescópio
em mostrar os detalhes sutis de uma imagem planetária.
ZONAS
Zonas são pequenos erros de figuração que frequentemente resultam do trabalho das máquinas de polimento. A
maior parte dos telescópios comerciais apresentam defeitos zonais em alguma extensão. Os casos mais graves
degradam a imagem significativamente. Para checar defeitos zonais, desfoque a imagem um pouco mais do que o
necessário no teste normal. Em ambos os lados do foco você irá notar um ou mais anéis mais fracos.
Com refletores, em qualquer teste de estrela tenha cuidado em não confundir com a sombra do espelho secundário.
O ponto importante é que o padrão desta aberração, se existir, é o mesmo em ambos os lados do foco.
RUGOSIDADE DA SUPERFÍCIE
Este defeito, também bastante frequente em óticas produzidas em massa, aparece como uma perda de contraste
entre os anéis mais uma aparência de anéis espigados. Não confundir também com os anéis de difração gerados
pelas hastes da aranha que são espaçados regularmente. Um sistema de anéis suaves e destacados significa que
você não tem problema com rugosidade de superfície.
ABERRAÇÃO ESFÉRICA
Esta aberração acontece quando um espelho não é sub-corrigido, fazendo que os raios das bordas foquem diferente
dos raios do centro. Quando focado, o disco de difração apresenta um anel brilhante externo. Desfocado, os anéis
exteriores são apagados e mal definidos. O padrão oposto é a sobre-correção. Ambas aberrações fazem as imagens
ficarem sem detalhes e dificultam o ato de focar com grandes aumentos.
ASTIGMATISMO
Uma lente ou espelho com superfície assimétrica faz com que a imagem de uma estrela fique alongada ou em
formato de uma elipse que muda em um ângulo reto quando se muda de intra para extrafocal. Focado a estrela
possui um padrão em cruz. A melhor maneira de determinar astigmatismo é girar o focalizador para frente e para
trás rapidamente. O astigmatismo geralmente deixa apenas 3 anéis visíveis e tal como a aberração esférica, irá
suavizar a nitidez dos detalhes planetários e borrar a imagem das estrelas. E também, dificultará um foco perfeito.
ABERRAÇÕES COMBINADAS
A situação mais comum é o telescópio apresentar uma mistura de aberrações. Abaixo é uma simulação no Software
Aberrator de correntes termais, aberração esférica, coma e astigmatismo.