ROLOU NA ÚLTIMA REUNIÃO... (1) publicado na edição de Dezembro de 1996 da Circular Astronômica Muitas vezes as reuniões do CARJ encontram bons momentos nos bate papos que rolam no corredor antes ou depois da programação da noite. Na reunião de 30 de Outubro tivemos uma rápida situação em que a questão do número de aumentos em uma observação pode ter suscitado mais dúvidas do que esclarecido. Todos nós, sem nenhuma exceção, quando demos os primeiros passo na astronomia, perguntamos ao operador de um telescópio quantos aumentos aquele instrumento era capaz de oferecer. Depois, ao enveredarmos por esta selva de informações aprendemos a minimizar a questão com um velho chavão onde afirmamos que o importante não é a quantidade de aumentos mas a qualidade da imagem. Mas será que é só isto? Para estabelecer o número de aumentos oferecido por um instrumento basta dividir a distância focal da objetiva, a lente ou espelho principal, pela distância focal da ocular, aquele pequeno estojo de lentes que fica junto ao olho. Num binóculo o número de aumentos já vem expresso no primeiro fator de uma multiplicação, isto é, num binóculo 10x50 a imagem é aumentada em 10 vezes enquanto o 50 informa o diâmetro de cada uma das lentes objetivas. É possível encontrar-se por aí lunetas de fabricação asiática que têm objetivas com cerca de 800mm de distância focal e que vem equipadas com oculares de 4mm de distância focal. Estes instrumentos oferecem, portanto ( 800mm/4mm=200 ) duzentos aumentos! Utilizando-se um dispositivo duplicador que muitas vezes acompanha estes instrumentos, chamado “lente Barlow”, consegue-se ( 200x2=400 ) quatrocentos aumentos! Formidável, mas qual é a abertura destes instrumentos? Estes instrumentos costumam ter uma lente principal com 6 centímetros de diâmetro, o que no jargão é dito como “abertura de 60mm”. Esta é a entrada de luz do instrumento. Como num funil utilizado para captar água da chuva, a lente objetiva colhe a luz do objeto observado. Comparando ao comportamento dos nossos olhos, sabemos que nossa pupila se expande diminuindo a entrada de luz em nossos olhos quando estamos em ambientes claros e se contrai aumentando a entrada de luz para a retina quando passamos para um ambiente escuro. Daí termos que esperar enquanto nossos olhos se acomodam à escuridão do cinema quando entramos e as luzes já estão apagadas. A luz das estrelas é muito débil e nossos olhos com a pupila contraída ao máximo alcançam uma abertura equivalente ao de uma lente com cerca de 5mm de diâmetro. Por definição nossos olhos nos oferecem imagens com 1 aumento. Considere então a seguinte situação. Uma lente de 60mm de diâmetro tem uma área para captação de luz 144 vezes maior do que nossa pupila. Porém esta determinada “quantidade” de luz é espalhada 400 vezes mais. Para entender melhor, pegue uma lanterna e ilumine esta folha de papel com a lâmpada a mais ou menos um metro do papel. O papel fica bem iluminado e é possível continuar lendo. Agora leve a lanterna para uns 5 metros do papel e veja o que aconteceu ao “nível de iluminamento” da folha. O facho da lanterna se espalhou e a quantidade de luz incidindo sobre uma determinada área do papel tornou-se muito menor! Como num projetor de cinema onde quanto maior for a distância até a tela maior será a imagem, mas também mais apagada. Mas é só isto? Desta maneira tudo o que se precisa é que a superfície curva da lente seja de excelente qualidade para fazer com que toda a luz captada seja desviada exatamente para o seu local exato no plano focal. No caso da imagem de uma estrela é preciso que o campo de visão fique completamente negro e que toda a luz da estrela captada se concentre no único ponto que corresponde à imagem desta. Qualquer foton que se desvie da rota por uma microscópica irregularidade em qualquer face da lente irá contribuir para tornar o fundo do céu menos escuro da imagem além de não contribuir para compor o brilho esperado da estrela. E infelizmente é isto o que acontece mesmo nos instrumentos mais caprichados. Uma parte da luz erra o alvo e torna a imagem menos nítida. Outro aspecto importante é o campo do instrumento. Este pode ser entendido comparando-se à uma tela de TV. Uma câmera focaliza um campo de futebol mostrando todo o campo. Neste caso fica impossível identificar detalhes como o rosto dos jogadores. Para mostrá-los melhor a câmera faz um zoom oferecendo muitos aumentos na imagem e trazendo o detalhe da jogada para a sua tela. Só que esta última continua do mesmo tamanho de modo que já não é possível ver todo o campo. Se a transição for muito brusca fica difícil dizer se o jogador encontra-se no ataque, na sua defesa ou mesmo no banco de reservas! Isto quer dizer que ao observar um objeto no céu com 400 aumentos o campo de visão torna-se tão estreito que fica quase impossível “acertar” alvo. Ainda outro aspecto importante é o da resolução da imagem, que significa a capacidade de mostrar detalhes. Imagine novamente a imagem da TV que é composta por milhares de pontinhos alinhados em cerca de 1000 linhas horizontais. Aquela câmera que mostrava todo o campo de futebol sem permitir que se distinguisse o rosto dos jogadores terá uma imagem nítida numa boa TV de 14”, mas de nada adiantará projetar a mesma imagem com muitos aumentos num telão pois a imagem continuará sendo composta pelo mesmo número de linhas de resolução. Apenas teremos estas linha mais espaçadas, e portanto, menos nítidas. Para que houvesse uma diferença seria necessário aumentar o número de linhas geradas pela câmera. Da mesma forma a imagem de uma planeta observado com 400 aumentos num instrumento de 60mm de abertura mostrará pouquíssimos detalhes enquanto que os mesmos 400 aumentos vistos através de um telescópio de 1 metro e meio de diâmetro poderá ser rica em detalhes, caso a atmosfera permita. A resolução de uma imagem é um conceito de fácil compreensão mas de difícil avaliação pois envolve muitos aspectos de uma imagem como brilho, contraste e saturação de cores. Uma imagem pode ser capaz de revelar um detalhe diminuto de um objeto mas a diferença de cor entre este e a área vizinha ser tão pequena que não conseguimos percebê-lo. Outras vezes a intensidade é tão baixa que não chega a sensibilizar nossa retina. Este último aspecto pode ser compreendido quando lembramos que as formidáveis fotografias astronômicas de longa exposição mostram estrelas absolutamente invisíveis para o olho humano observando através daquele mesmo instrumento. Isto acontece porque aquela estrela cuja imagem não tem intensidade suficiente para impressionar nossa retina que faz uma leitura dinâmica da imagem é somada lentamente pelo filme fotográfico que acumula a luz incidente como um poço que se enche com a água da chuva. O assunto é muito extenso e ainda pode ser mais detalhado, mas a mensagem que realmente aprendemos quando paramos de perguntar quantos aumentos um determinado instrumento pode oferecer é que o importante na astronomia é conhecer a abertura do instrumento. Sabendo o diâmetro da objetiva de uma luneta ou telescópio podemos inferir muitas outras coisas. Mas isto é papo para outra reunião...
Sergio Lomonaco Carvalho |