TELESCÓPIOS

Escrito por: George Cruz 

 

Um telescópio é um dispositivo incrível que tem a capacidade de fazer com que objetos distantes pareçam estar muito mais perto. Telescópios vêm em todas as formas e tamanhos, desde de um pequeno tubo de plástico barato que você compra em uma loja de brinquedos, a gigantes como o Telescópio Espacial Hubble, que pesa várias toneladas. Telescópios amadores se encaixam em algum lugar entre esses dois, e mesmo que eles não sejam tão poderosos quanto o Hubble, podem fazer coisas incríveis. Por exemplo, um pequeno telescópio de 15 centímetros permite que você leia a escrita em uma moeda de um centavo de uma distância de 55 metros.

A maioria dos telescópios que você vê disponíveis para compra no mercado, é de um desses dois tipos:

• O telescópio refrator, que usa lentes de vidro;
• O telescópio refletor, que utiliza espelhos em vez de lentes.

Ambos os dois tipos realizam exatamente a mesma coisa, mas de maneiras completamente diferentes.

Como funciona um telescópio

Para entender como funcionam os telescópios, vamos fazer a seguinte pergunta. Por que você não pode ver um objeto que está longe? Por exemplo, por que você não pode ler a escrita em uma moeda de um centavo quando ela está a 55 metros de distância de seus olhos ? A resposta a esta pergunta é simples: o objeto não ocupa muito espaço na tela do seu olho (retina). Se você quiser pensar nisso em termos de câmeras digitais, a 55 metros a escrita na moeda não cobre pixels suficientes sobre o seu sensor de retina para que você possa ler o que está escrito.

Se você tivesse um olho grande o bastante, você poderia coletar mais luz do objeto e criar uma imagem mais brilhante, e então você poderia ampliar parte dessa imagem para que ela se estenda ao longo de mais pixels na sua retina. Duas peças de um telescópio tornam isso possível:

• A lente objetiva (em refratores) ou espelho primário (em refletores), ela recolhe muita luz de um objeto distante e traz essa luz, ou imagem, para um ponto ou foco.
• Uma lente ocular leva a luz brilhante do foco da lente objetiva ou espelho primário e a “espalha” para ocupar uma grande parte da retina. Este é o mesmo princípio que uma lupa (lente) usa, ela pega uma pequena imagem no papel e espalha sobre a retina de seu olho para que ela pareça maior.
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• Quando você combina a lente objetiva ou espelho primário com a ocular, você tem um telescópio. Novamente, a ideia básica é a de buscar a luz para formar uma imagem brilhante no interior do telescópio, e, em seguida, usar algo como uma lupa para ampliar (aumentar) a imagem brilhante para que ela ocupe muito espaço em sua retina.
  Características de Telescópios
  Um telescópio tem duas propriedades gerais:
  • Quão bem ele pode coletar a luz;
  • Quanto ele pode ampliar a imagem.
  A capacidade de um telescópio para recolher luz está diretamente relacionada com o diâmetro de sua lente ou espelho – a abertura – que é utilizada para captar a luz. Geralmente, quanto maior a abertura, mais luz o telescópio capta e traz para focar e, mais clara será a imagem final.
  A ampliação do telescópio, é a sua capacidade para aumentar uma imagem, e depende da combinação de lentes usadas. A ocular executa a ampliação. Uma vez que a ampliação pode ser conseguida por qualquer telescópio usando diferentes oculares, a abertura é uma característica mais importante do que a ampliação.
  Para entender como isso realmente funciona em um telescópio, vamos dar uma olhada em como um telescópio refrator (o tipo que usa lentes) amplia uma imagem de um objeto distante para faze-la parecer mais próxima.
  Telescópio Refrator
  Hans Lippershey da cidade de Middleburg, Holanda, é creditado à invenção do telescópio refrator em 1608, e os militares foram os primeiros a fazer uso da invenção. Galileu foi o primeiro a usá-lo em astronomia e fez significativas melhorias no projeto. Ambos Lippershey e Galileu usaram uma combinação de lentes convexas e côncavas. Em 1611, Kepler melhorou o projeto com duas lentes convexas, que faziam a imagem virar de cabeça para baixo. Projeto de Kepler ainda é o principal projeto de telescópios refratores de hoje, com algumas melhorias posteriores nas lentes e no vidro.
  Telescópios refratores são o tipo de telescópio com que mais estamos familiarizados. Eles têm as seguintes partes:
  1. Um longo tubo, feito de metal, plástico ou madeira;
  2. Uma combinação de lentes de vidro na parte frontal (objetiva);
  3. A segunda combinação lente de vidro (ocular).
  O tubo mantém as lentes na distância correta de uma a outra. O tubo também ajuda a manter fora a poeira, umidade e luz que possam interferir com a formação de uma boa imagem. A lente objetiva recolhe a luz, e dobra-se ou refracta a um foco perto da parte posterior do tubo. A ocular traz a imagem para o olho, e amplia a imagem. Oculares têm distâncias focais mais curtas do que as lentes objetivas.
  Refratores acromáticos usam lentes que não são amplamente corrigidas para evitar a aberração cromática , que é um halo de arco-íris que aparece às vezes em torno das imagens vistas através de um telescópio refrator. Em vez disso, eles geralmente têm lentes “revestidas” para reduzir este problema. Refratores apocromáticos usam tanto modelos de múltiplas lentes, ou lentes feitas de outros tipos de vidro (tal como fluorite ) para evitar a aberração cromática. Refratores apocromáticos são muito mais caros do que os refratores acromáticos.
  Refratores tem boa resolução, alta o suficiente para ver os detalhes em planetas e estrelas binárias. No entanto, é difícil fazer lentes objetivas grandes ( maior do que 4 polegadas ou 10 centímetros ) para eles. Telescópios refratores são relativamente caros, se você considerar o custo por unidade de abertura. Porque a abertura é limitada, um refrator é menos útil para a observação de objetos mais tênues do céu profundo, como galáxias e nebulosas, em comparação com outros tipos de telescópios.
  Telescópio Refletor
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• Isaac Newton desenvolveu o telescópio refletor em 1680, em resposta à aberração cromática (o halo arco-íris na lente), problema que assolou refratores durante seu tempo. Em vez de utilizar uma lente para recolher luz, Newton usou um curvo espelho de metal para recolhe-la e refletir a um foco. Espelhos não têm os mesmos problemas de aberração cromática que as lentes possuem. Newton colocou o espelho primário na parte de trás do tubo.
  Como o espelho reflete a luz de volta para dentro do tubo, tiveram que usar um pequeno espelho plano chamado de espelho secundário no caminho focal do espelho primário para desviar a imagem para fora através da parede do tubo para a ocular, caso contrário, ele iria ficar no caminho do feixe de luz . Além disso, você pode pensar que o espelho secundário iria bloquear parte da imagem, mas como ele é muito pequeno quando comparado com o espelho primário – que é quem reúne a grande quantidade de luz – o espelho menor não bloqueia a imagem.
  Em 1722 , John Hadley desenvolveu um projeto que usou espelhos parabólicos, e houve várias melhorias nos espelhos. O refletor newtoniano era um projeto muito bem sucedido, e continua a ser um dos projetos de telescópio mais populares em uso atualmente.
  Eles oferecem campos de visão mais amplos do que os telescópios focais maiores, e fornecem brilhantes vistas panorâmicas de cometas e objetos do céu profundo, como nebulosas, galáxias e aglomerados de estrelas.
  Telescópios dobsonianos
  
  
  
• Telescópios dobsonianos, são um tipo de refletor newtoniano com um tubo simples. Eles são baratos para se construir ou comprar, porque são feitos de plástico, fibra de vidro ou madeira compensada. Dobsonianos podem ter aberturas grandes ( 6-17 cm, 15 a 43 centímetros). E é por causa dessas suas grandes aberturas e o baixo preço,  que os Dobsonianos são muito utilizados para observar objetos do céu profundo.
  O refletor é simples e barato de fazer. Grandes espelhos primários (abertura maior do que 10 polegadas ou 25 centímetros ), podem ser feitos facilmente, o que significa que os refletores apresentam um custo relativamente baixo por unidade de abertura. Refletores têm grandes capacidades de captação de luz, e podem produzir imagens brilhantes de objetos fracos do céu profundo para a observação visual, bem como astrofotografia. Uma desvantagem de refletores é que você às vezes tem que limpar e alinhar os espelhos. Além disso, ligeiros erros na moagem dos espelhos pode distorcer a imagem. Aqui estão alguns dos problemas comuns:
  1. Aberração esférica – a luz refletida a partir da borda do espelho e se foca em um ponto ligeiramente diferente do que a luz refletida a partir do centro.
  2. Astigmatismo – o espelho não é moído simetricamente sobre seu centro e a imagens de estrelas parecem cruzes em vez de aos pontos.
  3. Coma – estrelas perto da borda do campo parecem alongadas, como cometas , enquanto as do centro são pontos afiados de luz.
  Além disso, todos os refletores estão sujeitos a alguma perda de luz, por duas razões: em primeiro lugar, o espelho secundário impede uma parte da luz que entra no telescópio, em segundo lugar, nenhum revestimento refletor para espelhos retorna 100% da luz que incide sobre ele – o melhores revestimentos devolvem 90% da luz incidente.
  Telescópio composto ou catadióptrico
  Telescópios compostos ou catadióptricos são telescópios híbridos que têm uma mistura de elementos refratores e refletores em seu design. O primeiro telescópio composto foi feito pelo astrônomo alemão Bernhard Schmidt em 1930. O telescópio Schmidt tinha um espelho primário na parte de trás do telescópio, e uma placa de vidro corretor na frente do telescópio para remover a aberração esférica. O telescópio foi usado principalmente para a fotografia, porque não tinha espelho secundário ou oculares – em vez disso, o filme fotográfico foi colocado no foco principal do espelho primário. Hoje, o design Schmidt-Cassegrain, que foi inventado na década de 1960, é o mais popular tipo de telescópio, que usa um espelho secundário, que reflete a luz através de um buraco no espelho primário para uma ocular.