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Astronomia – Strumentazione: Binocoli E Telescopi

Rieccoci nuovamente. Nel precedente articolo abbiamo completato l’osservazione del cielo notturno ad occhio nudo. E’ un passo fondamentale per riuscire ad orientarsi e a riconoscere gli oggetti celesti. Di sicuro almeno una volta, osservando il cielo notturno ci sarà capitato di chiederci: “mi piacerebbe vedere gli oggetti un po’ più da vicino, osservare i dettagli dei pianeti, vedere nebulose e ammassi stellari”.  I prossimi articoli riguarderanno proprio questo argomento, stileremo una piccola guida per imparare a conoscere tutta la strumentazione astronomica.

 

Prima di cominciare

Noi osserviamo le stelle, i pianeti e gli altri oggetti del cielo notturno attraverso la luce: il nostro occhio è il primo strumento visivo a disposizione. Dunque per poter vedere meglio la volta celeste abbiamo bisogno di uno strumento che possa raccogliere quanta più luce possibile. La possibilità di raccogliere più luce è una caratteristica molto importante, perché permette, a parità di altre condizioni, di osservare oggetti celesti distanti o deboli. In uno strumento, binocolo o telescopio, conta l’apertura del suo obbiettivo, cioè il diametro. Risulta evidente che quanta più luce viene raccolta, tanto più l’immagine fornita risulterà più luminosa e dettagliata. Altro aspetto da non sottovalutare è il luogo di osservazione; più ci si allontana dai centri abitati e più il cielo diventa scuro permettendoci di vedere molti più oggetti contemporaneamente: un cielo buio e un “buon” diametro dello strumento sono i due punti fondamentali per ogni astrofilo che si rispetti. Ad esempio gli ingrandimenti di un telescopio sono sempre figli del diametro, dunque a parità di ingrandimenti il telescopio con la maggiore apertura mostrerà molti più dettagli di quello più piccolo. Infine fate attenzione, non osservate mai il Sole direttamente con un binocolo o un telescopio senza usare un apposito filtro, mi raccomando. Se dovessimo farlo rischieremmo seri pericoli per la vista, procurandoci danni permanenti, ricordiamocelo sempre!!!

Il binocolo

Un binocolo è il primo strumento ideale, per cominciare a vedere un po’ più da vicino la volta celeste. Un binocolo permette di inquadrare una zona del cielo più vasta rispetto ad un telescopio, rendendo più semplice individuare gli oggetti. La visione binoculare è sempre dritta, mentre i telescopi astronomici capovolgono e a volte specchiano le immagini, inoltre la visione a due occhi permette al nostro cervello di percepire la profondità degli oggetti osservati. I binocoli possono essere anche abbastanza economici, facili da reperire e poco ingombranti da trasportare, vengono classificati in base ai loro ingrandimenti ed al diametro dell’obiettivo. Sono caratterizzati da due numeri (8×30, 10 ×50, 20×60), dove il primo riguarda l’ingrandimento mentre il secondo riguarda l’apertura (il diametro) dell’obbiettivo. Più grande è l’apertura dell’obiettivo (espressa in mm), maggiore è la quantità di luce che verrà inviata all’occhio, ad esempio un binocolo con una lente di 50 mm, raccoglie circa 40 volte più luce dell’occhio umano, una percentuale non di poco conto. Abbiamo due tipi di binocoli, quelli con i prismi a tetto e quelli con i prismi di porro. I primi sono senza dubbio i più costosi visto che usano materiali più pregiati e si riconoscono dalla classica forma ad H. I secondi invece sono qualitativamente inferiori ma non per questo meno buoni, si riconoscono dalla forma anteriore più larga rispetto alla zona degli oculari. Dal punto di vista astronomico un binocolo con i prismi di porro va più che bene per cominciare. Un altro parametro importante dei binocoli è il valore della pupilla d’uscita. Questo valore indica il diametro del fascio luminoso in uscita dall’oculare e si ottiene dividendo il diametro dell’obiettivo per l’ingrandimento del binocolo. Ad esempio in un binocolo 10×50 la pupilla di uscita sarà di 5mm (50 : 10 = 5). Perché il nostro occhio possa raccogliere tutta la luce che il binocolo è in grado di trasmettere, la pupilla di uscita dovrebbe essere larga almeno quanto la pupilla del nostro occhio. Questo valore cambia a seconda del soggetto, la pupilla di molte persone, specie in età avanzata, non si apre più di 5 mm. In questi casi, una parte dell’apertura va sprecata, e non tutto il fascio luminoso cadrà sugli occhi dell’osservatore. Un binocolo 10×50 è l’ideale come primo strumento astronomico, perché è leggero, può essere usato a mano libera ed ha un buon compromesso tra potenza risolutiva e pupilla di uscita. Strumenti con ingrandimenti maggiori (esempio 15×70, 20×60, 20×80) sono più pesanti e più difficili da usare a mano libera perché inquadrano più da vicino e con questo tipo di ingrandimenti non è semplice tenere fermi gli oggetti, in questi casi è più opportuno usare un treppiede o cavalletto fotografico.

telescopi

Il telescopio

Il telescopio è uno strumento che molti di noi conoscono anche se non ci hanno mai guardato dentro. Esso ci permette, attraverso la raccolta della luce, di farci vedere più da vicino gli oggetti celesti più lontani. Ogni telescopio è caratterizzato da 2 numeri (ad esempio 70/700, 90/900, 150/1200), dove il primo valore indica il diametro e il secondo la lunghezza focale (non sempre questo valore equivale alla lunghezza effettiva del tubo), entrambi espressi in millimetri. I telescopi sono insiemi di ottica e meccanica, l’ottica è tutto ciò che concorre alla formazione dell’immagine,
la meccanica è tutto il resto. A seconda dello schema ottico, la luce entra dall’obbiettivo anteriore, percorre il tubo ed esce attraverso il focheggiatore e poi nell’oculare fino al nostro occhio. Il focheggiatore è l’accessorio che serve a mettere a fuco l’immagine a seconda degli oculari che si utilizzano. Abbiamo visto che l’apertura di un telescopio è l’elemento principale, mentre la focale è relativa, serve molto di più in astrofotografia. Gli ingrandimenti massimi che si posso ottenere da un telescopio si calcolano moltiplicando x2 il diametro del tubo; ad esempio in un telescopio da 90mm il massimo ingrandimento utile sarà all’incirca 180x, al di sopra di questo valore le immagini cominceranno a perdere i dettagli e gli oggetti ci appariranno più sfocati. La focale invece è la distanza tra l’obiettivo e la superficie dove si forma l’immagine dell’oggetto su cui l’obiettivo “punta”, quando l’oggetto è posto a distanza infinita. La lunghezza focale è utilizzata per calcolare il rapporto focale dello strumento. Il rapporto focale (espresso graficamente con f/ seguito da un numero) indica il rapporto esistente tra lunghezza focale di un obiettivo ed il diametro di apertura dell’ottica. Ad esempio un telescopio 90/900 ha un rapporto focale f/10 (900 : 90 = 10). In generale una maggiore lunghezza focale determina un maggior ingrandimento dell’immagine, a parità di oculare utilizzato. In astrofotografia un rapporto focale basso (tipo f/2, f/3) indica un telescopio  particolarmente luminoso, adatto a tempi di esposizione bassi. Questi obiettivi riescono inoltre ad abbracciare un campo visivo molto vasto, utilizzato per foto a grande campo, per ottenere immagini di vaste porzioni di cielo. Un alto rapporto focale (ad esempio f/12 o superiori) determina un obiettivo poco luminoso ma anche un aumento dell’ingrandimento ottico dell’immagine prodotta,  questo però comporta un restringimento del campo osservabile.

tipi di telescopi

Tipi di telescopi

Sono tre i principali tipi di telescopi: rifrattore, riflettore e catadiottrico. Il rifrattore nell’immaginario popolare è senza dubbio il più conosciuto. E’ famoso per avere il tubo più lungo rispetto al diametro, anche se vi sono alcuni modelli a tubo corto. Tutti i rifrattori utilizzano lenti, si dividono in acromatici (se ne utilizzano 2 lenti) o apocromatici (3 o 4 lenti). I primi di solito sono i più economici e usano materiali e trattamenti più “spartani”, mentre i secondi usano lenti e altri elementi più costosi e “pregiati”. Il rifrattore è stato il primo telescopio utilizzato, fu infatti inventato dall’astronomo Galileo Galilei nel diciassettesimo secolo. Tra i vantaggi di questo strumento troviamo la definizione e il contrasto delle immagini, il fatto che non necessiti di cure particolari, le ottiche non si scollimano (mantengono cioè un perfetto allineamento) quasi mai e va subito in temperatura spostandolo da un luogo al chiuso all’aperto. I principali svantaggi riguardano invece la modesta apertura, il cromatismo (uno sfalsamento dei colori, tendenti al blu, ad ingrandimenti elevati), i materiali utilizzati sono più pesanti, la lunghezza del tubo che va a svantaggio della comodità di osservazione, necessitano inoltre di montature pesanti. Il telescopio riflettore invece è costituito da specchi, viene chiamato anche Newtoniano visto che fu inventato dall’astronomo Isaac Newton a inventarlo. Dunque a differenza del rifrattore, il telescopio riflettore utilizza 2 specchi, la luce passa dall’obbiettivo frontale, colpisce lo specchio primario (che si trova sul retro) e torna indietro verso lo specchio secondario che infine la devia verso il focheggiatore e nell’oculare. I principali vantaggi dei riflettori sono: a parità di apertura hanno costi decisamente inferiori ai rifrattori, sono disponibili in versioni molto grandi (per questo motivo spesso il tubo resta aperto, attenuando il peso finale dello strumento), maggiore apertura vuol dire osservare maggiori dettagli, sono compatti e non necessitano di montature pesanti. Tra i principali svantaggi troviamo: necessitano di maggiori cure visto che gli specchi si deteriorano più facilmente, le ottiche si disallineano con più frequenza, forniscono immagini stellari meno puntiformi rispetto ai rifrattori, sono ostruiti in quanto lo specchio secondario disperde una parte della luce proveniente dallo specchio primario. Il terzo tipo di telescopio, il catadiottrico, è un incrocio dei primi due, è costituito infatti sia da lenti che da specchi, un ibrido insomma. Vi sono vari modelli con tipologie interne leggermente diverse, alcuni con una lente e uno specchio, altri con due specchi. La lente viene usate per ridurre la dispersione della luce riflessa dallo specchio. In questo caso la luce effettua diversi passaggi prima di arrivare al focheggiatore, il risultato è l’allungamento della focale del telescopio. Tra i loro vantaggi troviamo: la compattezza e trasportabilità, la predisposizione per fotografie astronomiche, la protezione degli specchi, l’ottimo rapporto qualità-prezzo. Tra i principali svantaggi troviamo: lo specchio secondario diminuisce il contrasto delle immagini, entrano in temperatura molto più tardi rispetto ad altri telescopi, la focale lunga non permette di usare bassi ingrandimenti e di inquadrare ampie zone del cielo.

 

Più in la vedremo come cambi, a seconda del tipo di strumento, il tipo di osservazioni, nel prossimo articolo invece parleremo degli accessori astronomici, dagli oculari ai tipi di montatura esistenti. Grazie dell’attenzione e a presto.

 

Marco Alemanno

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