Deep Sky:
osservazioni.
Diametro ne vale la pena? Il massimo ... con il
minimo!
di Sandro N.@2006
Ci troviamo ad
affrontare un dilemma importante che affligge tutti gli astrofili dopo un breve
o lungo periodo di tirocinio tramite il proprio strumento, ovvero la scelta di
un "degno" successore del nostro fidato tubo ottico che tante notti ci ha
accompagnato regalandoci emozioni e che adesso vorremmo espandere o amplificare.
Per riuscire a capire effettivamente se abbiamo la necessità o meno di un
cambio la prima domanda che ci dovremo porre è: " Cosa voglio vedere in piu'
rispetto al diametro che possiedo? ".
E' una domanda lecita e molto banale,
diremo scontata, ma cercheremo di analizzare nel dettaglio cosa vuol dire
seguendo passo passo le varie difficoltà e problematiche pensando di passare dal
proprio diametro ad uno superiore.
Partiamo subito con della premessa
dicendo subito che per vedere di piu'(luminosità) e meglio (contrasto) ci sono
alcuni seri fattori da considerare tra i quali, oltre al diametro dell'ottica
ovviamente (luminosità, risoluzione), il contrasto dell'ottica (lavorazione
scrupolosa della medesima), il seeing (scala del dettaglio osservabile), la
pupilla d'uscita rispetto alla luminosità del fondo cielo del luogo
d'osservazione, l'ingrandimento ottimale per il soggetto osservato.
Abbiamo
volutamente tralasciato l'allineamento ottico-meccanico , che da quel tocco in
piu' sul contrasto a volte importante per varcare la soglia del dettaglio visto
o non visto, non per secondaria importanza , ma solo perchè già acquisito e
risolto come problema nell'ipotesi del sistema già posseduto con il piccolo
diametro. Inoltre in questa trattazione semplicistica daremo per scontato che
l'osservazione si svolgerebbe nella migliore delle ipotesi ovvero oggetto debole
al meridiano (massima altezza).
Tornando al contrasto d'immagine i possessori
dei famosi rifrattori apocromatici sanno bene cosa significa in senso di esborso
di denaro ,cioè per possedere un'ottica ben lavorata (contrastata) e non
sosteniamo solo obiettivi a rifrazione ma anche a riflessione, bisognerebbe
affidarsi a serie aziende che per i loro servizi richiederebbero un certo
impegno economico a volte non sempre disponibile nelle tasche degli astrofili.
Da qui il famoso "adagio": "Meglio un piccolo diametro ma ben lavorato che
grosso e realizzato in economia".
Per ben lavorato intendiamo non solo la
fase di lavorazione (sbozzatura, parabolizzazione e quant'altro) ma sopratutto
nel caso di specchi anche di trattamenti riflettenti capaci di portare un'alta
percentuale di luce al fuoco. La qualità della lavorazione (assenza di
aberrazioni geometriche) unita ad una piccola ostruzione del secondario, produce
la massima concentrazione della luce al fuoco facendola quasi scomparire dalla
diffusione che è presente nei dischi di airy.
Tutto questo si traduce in
un'immagine netta, contrastata per il massimo sfruttamento
risolutivo
dell'ottica (seeing permettendo!).
Le aberrazioni geometriche ,tra le piu
importanti coma (raramente), astigmatismo, aberrazione sferica, a volte possono
comparire anche in un'ottica lavorata eccellentemente , ma la causa che le
determina, a volte singolarmente a volte insieme ,sopratutto con temperature
autunno-invernali è proprio l'adattamento termico. Quest'ultimo compare in
maniera evidente al crescere del diametro e spessore del materiale che compone
l'ottica e viene risolto efficacemente lasciando l'ottica stessa nel luogo di
osservazione un po di tempo (in proporzione alla dimensione) prima della nottata
osservativa.
Altri metodi prevedono l'utilizzo di materiale speciale
(Astrositall e altro in fase di progettazione e non dichiarabile dallo
scrivente), nonchè l'applicazione di una o piu' ventole , o sulla cella del
primario o all'interno della struttura generale ,per diminuire il tempo di
cool-down. Alla base di tutto cio' è notevolmente importante la cura della
costruzione meccanica della cella (numero esatto di punti d'appoggio) che
dovrebbe sostenere l'ottica spesso sottovalutata e responsabile anch'essa dei
problemi sovraesposti.
Abbiamo volutamente spostato l'argomento principale
del contrasto d'immagine sugli obiettivi a riflessione per l'evidente motivo che
rispetto a quelli a rifrazione, a parità di diametro, hanno la prerogativa di
essere decisamente meno costosi e piu' facilmente reperibili anche da artigiani
italiani seri nella configurazione solo ottica o tutto il sistema già assemblato
(Newton e Dobson). Inoltre è impensabile ,per l'ingombro richiesto (parere
personale e opinabile), portarsi dietro un telescopio a rifrazione ( a partire
dai 200mm !!), come ben si sà, mentre nei diametri "generosi" (dai 300mm) i
Dobson (Newton in configurazione altazimutiale spartana) sopratutto nella
versione a traliccio (altamente scomponibile!) rappresentano un ottima soluzione
di acquisto o autocostruzione, un vero "must" per l'osservazione deep sky.
Aumentando l'apertura dell'obiettivo chiamiamo in causa un fattore
importante per l'osservazione (forse il più determinante nei medi-grossi
diametri): il seeing.
Per correttezza dobbiamo dire che mentre la lavorazione
ottica ha il suo difetto ed è sempre quantificabile nello stesso modo e in tutte
le serate senza nessuna pietà, sicuramente il seeing offusca con la sua
turbolenza anche il più fine dei dettagli ma non sempre allo stesso modo avendo
celle di agitazione termiche nell'atmosfera di diverse dimensioni. Il risultato
alla fine per entrambi non cambia: immagine impastata e priva di fine dettaglio.
Le prime due immagini
rappresentano la scala di dettaglio di un ottica da 200mm sotto "buoni" cieli
con pupilla d'uscita all'oculare di 2-1.5mm.,
la prima è ottenuta tramite
una lavorazione commerciale e scadente dell'ottica. In evidenza non solo la
scala del dettaglio (potere risolutivo) della galassietta la quale disperde le
sue caratteristiche principali , ma anche le stelle non puntiformi
(impossibilità di sdoppiare le coppie più strette, massima magnitudine stellare
impossibile da raggiungere). La seconda rappresenta un'ottica lavorata
correttamente. Questo non rappresenta un punto d'arrivo ,ma uno standard che
dovrebbe essere assicurato quando si spende del denaro. Qui le stelle sono
nitide e il dettaglio della galassia è molto fine inoltre si intravedono le
strutture più esterne mentre nel primo caso sono invisibili. In queste
condizioni a volte si possono intuire oggetti molto più deboli e alla portata di
diametri leggermente superiori.
La terza e quarta immagine riferiscono le
medesime cose già viste per le prime due a differenza di un aumento del diametro
dell'ottica che in questo caso è passato a 450mm. Il diametro espande il
dettaglio e il limite stellare che come si vede diventano evidenti, anche la
luminosità del fondo cielo è aumentata di oltre quattro volte. Con soggetti
deboli adatti (magnitudine,classe dell'oggetto specifico,alta luminosità
superficiale e dimensioni adeguate) si hanno soddisfazioni indescrivibili.Ma
torniamo al seeing.
L'importanza del seeing ,oltre nel suo
significato intrinseco di movimento delle masse d'aria a diverse altitudini
terrestri, risiede nell'esperienza che noi stessi ci siamo fatti con il nostro
stesso strumento nello stesso luogo osservativo e abituale per tutte le notti in
cui ci siamo prodigati nella ricerca specifica di alcuni oggetti elusivi e
deboli.
Chiunque ricorda in maniera evidente l'oculare e di conseguenza la
pupilla d'uscita
(P.U.= Foc/Ftel (Foc=focale oculare Ftel=focale apertura
primario))
più utilizzata ed ha la risposta personalizzata sulle proprie
condizioni ambientali d'osservazione (sempre in relazione alla luminosità del
fondo cielo).
E' difficile generalizzare con il problema del seeing poichè
ogni luogo è diverso.
In aiuto a tale situazione e estrapolando dalle
molteplici osservazioni condotte da tantissimi colleghi astrofili (compreso lo
scrivente) si è constatato che mediamente il massimo ingrandimento sfruttabile
nelle maggiori notti d'osservazione è 150x (con pupilla d'uscita sui 2mm. in
accordo con il fondo cielo e assenza di luna) nel periodo autunno-invernale e
200x (con pupilla d'uscita su 1.5mm. a causa della lattescenza estiva per
umidità con palese diffusione della luce artificiale) nel periodo
primaverile-estivo. Considerando questi parametri è facile dedurre che il
massimo diametro sfruttabile in queste condizioni, ma anche nella maggioranza
dei casi, che si configura è 300mm. Generalmente i 2mm. di p.u. si ottengono con
gli ingrandimenti pari alla metà del diametro dell'obiettivo.
Volendo
applicare la regola della massima acuità visiva (P.U.minima=2mm.) nel caso
personalizzato esposto sopra conoscendo il massimo ingrandimento utilizzato per
il maggior numero di notti osservative si potrà calcolare l'ipotetico massimo
diametro accessibile per il proprio luogo osservativo.
Riportiamo adesso un
esempio sempre in relazione diametro/fondo cielo con due diverse pupille
d'uscita in relazione del fondo cielo riscontrato. Esse sono le piu' utilizzate
,la prima 6-7mm. per lo star hopping e l'altra (2-1.5mm.) per l'osservazione nel
dettaglio.
Nel primo caso del
6-7mm. di p.u. si ottiene come compromesso un'immagine lattescente, un campo
enorme
che dona soddisfazione solo con fondo cielo molto scuro (almeno 7 come
limite zenitale).I dettagli sono evanescenti e sovente si intravedono
chiaroscuri molto fievoli, l'ottica non raggiunge il massimo di magnitudine
stellare. Bassa spettacolarità osservativa.
Nel secondo caso del 2-1.5mm. di
p.u. ,avendo un campo fortemente ridotto, si ha un guadagno strepitoso in
dettaglio. Cio' che si intuiva diviene evidente e le zone (noduli o regioni
luminose) balzano all'occhio a volte anche in visione diretta. Il limite
stellare non è ancora il massimo dell'ottica , ma già enfatizza tutta la
visione.
Ritornando, dopo questa
lunga premessa, al discorso di cosa vogliamo vedere in più, chiaramente la
risposta sarà il maggior numero d'oggetti che possiamo tenendo in considerazione
non solo la massima magnitudine raggiungibile dall'ottica, ma anche il campo
reale utile per l'osservazione formato con il nostro "nuovo" e ipotetico
diametro in relazione agli oculari posseduti. Nel caso ideale (300mm., che è
comunque nella maggioranza dei casi!) discusso sopra ipoteticamente con 1500mm.
di focale (quindi 300mm. ad F5) volendo sfruttare i 2mm. di p.u. ci ritroveremo
ad utilizzare un oculare da 10mm. o 9mm. e possibilmente dovremo sceglierlo
grandangolare o meglio ultragrandangolare. Il motivo è presto detto, con schemi
semplici (oculari plossl,ortoscopici,monocentrici) si hanno, oltre un campo
reale piccolo, un deterioramento del 20-30% del campo esterno stesso (a causa
della forzata apertura del primario), limitando notevolmente la vista d'insieme
dell'oggetto osservato. Di conseguenza la necessità di spostare frequentemente
il telescopio per ricentrare l'oggetto osservato. Inoltre la limitazione degli
oculari a schema semplice vanificherebbe l'osservazione di una grossa
percentuale di oggetti che hanno grandezze impossibili da contenere nel piccolo
campo degli stessi.
Parlando dell'ultragrandangolare (9mm.) o
supergrandangolare (10mm.), nel nostro caso con un 300mm. F5 ci fornirebbe 30'
(primi) di campo reale che permetteranno di "vedere" il 90% di tutto cio' che è
visibile nel cielo (sempre compatibilmente con la massima magnitudine
accessibile dall'ottica, dal fondo cielo e seeing permettendo).
E i diametri
piu' grossi? Come si comportano? Benissimo!! Più luce c'è meglio è! . C'è
soltanto qualche compromesso da accettare, primo di tutti l'ingombro sul campo,
in genere "bestioni" di quella mole con focali oltre 2 metri sovente necessitano
di una scaletta per arrivare all'oculare. La comodità d'osservazione può essere
molto importante per alcuni astrofili, dipende anche dalla metodologia
osservativa che si attua per le diverse serate (scandaglio a settori o salto fra
costellazioni).
Tra i compromessi dovremmo citare che , oltre a disporre
(non in tutti i casi) di un aiuto offerto dagli oculari ultra o grandangolari,
al crescere del diametro e quindi proporzionalmente focale dello strumento
perderemo sicuramente in campo reale visivo diminuendo sensibilmente il numero
di oggetti osservabili (generalmente gli oggetti più luminosi hanno campo
maggiore). Realizziamo adesso una simulazione di campo nel caso di un 500mm.
F4.5 con focale di 2250mm. e oculare 9mm. ultragrandangolare (82°) (2mm. di p.u.
a 250x) Diciamo subito che a scapito di questa "stupenda creatura" incombono
20'(primi) di campo reale calcolati con i parametri appena sopra descritti,
ricordando in maniera evidente che per osservare agevolmente è risaputo che
l'oggetto debole deve coprire al massimo la metà del campo reale (10' primi nel
nostro caso).
Ottemperando tale consiglio si ha la spiacevole incombenza ,
come già prima asserito, di spostare frequentemente il telescopio e nel caso del
500mm. F4.5 scendere e salire continuamente la scaletta.
Qui come già anticipato
la simulazione di campo reale ottenuta con un 500mm F4.5 2250mm di focale e
oculare ultragrandangolare (82°c.apparente) con focale sui 9mm. Inutile dire che
tale diametro in condizioni di cielo eccezionale regala momenti da cardiopalmo
con l'unico difetto di avere un campo di vista molto ristretto.
Concludendo si sarà certamente appreso che la
questione seeing è di vitale importanza nei medi e grossi diametri, i quali
grazie alla loro "generosa" apertura permettono di lavorare sul guadagno di luce
permettendo di "spingere" con gli ingrandimenti (senza disperdere la luce per un
eccessivo ingrandimento), dal quale risalterà l'oggetto deep sky rispetto al
fondo cielo che diventerà più scuro.
Quindi se disponete di buon seeing, di
un cielo moderatamente o poco inquinato da luci parassite e disponete di una
cospicua sommetta per un'ottica medio-grossa ben lavorata e non avete problemi
di trasporto, ne varrà sicuramente la pena! Ricordiamo infine che non c'è
sostituto di un cielo buio e terso (alta montagna!) con magnitudine zenitale
stellare oltre la 7+ , lo scrivente lo conferma per esperienza personale avendo
avuto infinite soddisfazioni sotto tale cielo con un "piccolo" 110mm. di ottima
fattura.
Cieli tersi a tutti.
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Le prime due immagini rappresentano la scala di dettaglio di un ottica da 200mm sotto "buoni" cieli con pupilla d'uscita all'oculare di 2-1.5mm.,
la prima è ottenuta tramite una lavorazione commerciale e scadente dell'ottica. In evidenza non solo la scala del dettaglio (potere risolutivo) della galassietta la quale disperde le sue caratteristiche principali , ma anche le stelle non puntiformi (impossibilità di sdoppiare le coppie più strette, massima magnitudine stellare impossibile da raggiungere). La seconda rappresenta un'ottica lavorata correttamente. Questo non rappresenta un punto d'arrivo ,ma uno standard che dovrebbe essere assicurato quando si spende del denaro. Qui le stelle sono nitide e il dettaglio della galassia è molto fine inoltre si intravedono le strutture più esterne mentre nel primo caso sono invisibili. In queste condizioni a volte si possono intuire oggetti molto più deboli e alla portata di diametri leggermente superiori.
La terza e quarta immagine riferiscono le medesime cose già viste per le prime due a differenza di un aumento del diametro dell'ottica che in questo caso è passato a 450mm. Il diametro espande il dettaglio e il limite stellare che come si vede diventano evidenti, anche la luminosità del fondo cielo è aumentata di oltre quattro volte. Con soggetti deboli adatti (magnitudine,classe dell'oggetto specifico,alta luminosità superficiale e dimensioni adeguate) si hanno soddisfazioni indescrivibili.Ma torniamo al seeing.
L'importanza del seeing ,oltre nel suo significato intrinseco di movimento delle masse d'aria a diverse altitudini terrestri, risiede nell'esperienza che noi stessi ci siamo fatti con il nostro stesso strumento nello stesso luogo osservativo e abituale per tutte le notti in cui ci siamo prodigati nella ricerca specifica di alcuni oggetti elusivi e deboli.
Chiunque ricorda in maniera evidente l'oculare e di conseguenza la pupilla d'uscita
(P.U.= Foc/Ftel (Foc=focale oculare Ftel=focale apertura primario))
più utilizzata ed ha la risposta personalizzata sulle proprie condizioni ambientali d'osservazione (sempre in relazione alla luminosità del fondo cielo).
E' difficile generalizzare con il problema del seeing poichè ogni luogo è diverso.
In aiuto a tale situazione e estrapolando dalle molteplici osservazioni condotte da tantissimi colleghi astrofili (compreso lo scrivente) si è constatato che mediamente il massimo ingrandimento sfruttabile nelle maggiori notti d'osservazione è 150x (con pupilla d'uscita sui 2mm. in accordo con il fondo cielo e assenza di luna) nel periodo autunno-invernale e 200x (con pupilla d'uscita su 1.5mm. a causa della lattescenza estiva per umidità con palese diffusione della luce artificiale) nel periodo primaverile-estivo. Considerando questi parametri è facile dedurre che il massimo diametro sfruttabile in queste condizioni, ma anche nella maggioranza dei casi, che si configura è 300mm. Generalmente i 2mm. di p.u. si ottengono con gli ingrandimenti pari alla metà del diametro dell'obiettivo.
Volendo applicare la regola della massima acuità visiva (P.U.minima=2mm.) nel caso personalizzato esposto sopra conoscendo il massimo ingrandimento utilizzato per il maggior numero di notti osservative si potrà calcolare l'ipotetico massimo diametro accessibile per il proprio luogo osservativo.
Riportiamo adesso un esempio sempre in relazione diametro/fondo cielo con due diverse pupille d'uscita in relazione del fondo cielo riscontrato. Esse sono le piu' utilizzate ,la prima 6-7mm. per lo star hopping e l'altra (2-1.5mm.) per l'osservazione nel dettaglio.
Nel primo caso del 6-7mm. di p.u. si ottiene come compromesso un'immagine lattescente, un campo enorme
che dona soddisfazione solo con fondo cielo molto scuro (almeno 7 come limite zenitale).I dettagli sono evanescenti e sovente si intravedono chiaroscuri molto fievoli, l'ottica non raggiunge il massimo di magnitudine stellare. Bassa spettacolarità osservativa.
Nel secondo caso del 2-1.5mm. di p.u. ,avendo un campo fortemente ridotto, si ha un guadagno strepitoso in dettaglio. Cio' che si intuiva diviene evidente e le zone (noduli o regioni luminose) balzano all'occhio a volte anche in visione diretta. Il limite stellare non è ancora il massimo dell'ottica , ma già enfatizza tutta la visione.
Ritornando, dopo questa lunga premessa, al discorso di cosa vogliamo vedere in più, chiaramente la risposta sarà il maggior numero d'oggetti che possiamo tenendo in considerazione non solo la massima magnitudine raggiungibile dall'ottica, ma anche il campo reale utile per l'osservazione formato con il nostro "nuovo" e ipotetico diametro in relazione agli oculari posseduti. Nel caso ideale (300mm., che è comunque nella maggioranza dei casi!) discusso sopra ipoteticamente con 1500mm. di focale (quindi 300mm. ad F5) volendo sfruttare i 2mm. di p.u. ci ritroveremo ad utilizzare un oculare da 10mm. o 9mm. e possibilmente dovremo sceglierlo grandangolare o meglio ultragrandangolare. Il motivo è presto detto, con schemi semplici (oculari plossl,ortoscopici,monocentrici) si hanno, oltre un campo reale piccolo, un deterioramento del 20-30% del campo esterno stesso (a causa della forzata apertura del primario), limitando notevolmente la vista d'insieme dell'oggetto osservato. Di conseguenza la necessità di spostare frequentemente il telescopio per ricentrare l'oggetto osservato. Inoltre la limitazione degli oculari a schema semplice vanificherebbe l'osservazione di una grossa percentuale di oggetti che hanno grandezze impossibili da contenere nel piccolo campo degli stessi.
Parlando dell'ultragrandangolare (9mm.) o supergrandangolare (10mm.), nel nostro caso con un 300mm. F5 ci fornirebbe 30' (primi) di campo reale che permetteranno di "vedere" il 90% di tutto cio' che è visibile nel cielo (sempre compatibilmente con la massima magnitudine accessibile dall'ottica, dal fondo cielo e seeing permettendo).
E i diametri piu' grossi? Come si comportano? Benissimo!! Più luce c'è meglio è! . C'è soltanto qualche compromesso da accettare, primo di tutti l'ingombro sul campo, in genere "bestioni" di quella mole con focali oltre 2 metri sovente necessitano di una scaletta per arrivare all'oculare. La comodità d'osservazione può essere molto importante per alcuni astrofili, dipende anche dalla metodologia osservativa che si attua per le diverse serate (scandaglio a settori o salto fra costellazioni).
Tra i compromessi dovremmo citare che , oltre a disporre (non in tutti i casi) di un aiuto offerto dagli oculari ultra o grandangolari, al crescere del diametro e quindi proporzionalmente focale dello strumento perderemo sicuramente in campo reale visivo diminuendo sensibilmente il numero di oggetti osservabili (generalmente gli oggetti più luminosi hanno campo maggiore). Realizziamo adesso una simulazione di campo nel caso di un 500mm. F4.5 con focale di 2250mm. e oculare 9mm. ultragrandangolare (82°) (2mm. di p.u. a 250x) Diciamo subito che a scapito di questa "stupenda creatura" incombono 20'(primi) di campo reale calcolati con i parametri appena sopra descritti, ricordando in maniera evidente che per osservare agevolmente è risaputo che l'oggetto debole deve coprire al massimo la metà del campo reale (10' primi nel nostro caso).
Ottemperando tale consiglio si ha la spiacevole incombenza , come già prima asserito, di spostare frequentemente il telescopio e nel caso del 500mm. F4.5 scendere e salire continuamente la scaletta.
Qui come già anticipato la simulazione di campo reale ottenuta con un 500mm F4.5 2250mm di focale e oculare ultragrandangolare (82°c.apparente) con focale sui 9mm. Inutile dire che tale diametro in condizioni di cielo eccezionale regala momenti da cardiopalmo con l'unico difetto di avere un campo di vista molto ristretto.
Concludendo si sarà certamente appreso che la questione seeing è di vitale importanza nei medi e grossi diametri, i quali grazie alla loro "generosa" apertura permettono di lavorare sul guadagno di luce permettendo di "spingere" con gli ingrandimenti (senza disperdere la luce per un eccessivo ingrandimento), dal quale risalterà l'oggetto deep sky rispetto al fondo cielo che diventerà più scuro.
Quindi se disponete di buon seeing, di un cielo moderatamente o poco inquinato da luci parassite e disponete di una cospicua sommetta per un'ottica medio-grossa ben lavorata e non avete problemi di trasporto, ne varrà sicuramente la pena! Ricordiamo infine che non c'è sostituto di un cielo buio e terso (alta montagna!) con magnitudine zenitale stellare oltre la 7+ , lo scrivente lo conferma per esperienza personale avendo avuto infinite soddisfazioni sotto tale cielo con un "piccolo" 110mm. di ottima fattura.
Cieli tersi a tutti.
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