Relatori: Ing. Giovanni Frati

Simone Cosparsi

Gli strumenti dell’astronomia – una panoramica sui diversi tipi di telescopio e il loro utilizzo.

Approccio alla prima osservazione.

Museo di Scienze Planetarie di Prato,

IV Appuntamento - 8 Maggio 2013

Cosa imparerete?

• Distinguere le diverse tipologie di binocolie telescopi;

• Comprenderne gli schemi ottici difunzionamento e le caratteristiche tecniche;

• Dove sono i grandi telescopi otticimondiali;

• Capire a cosa servono i principaliaccessori dei telescopi (oculari, lente diBarlow, cercatori, diagonali, filtri);

• Distinguere le diverse montature;

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Telescopi e radiazioni elettromagnetiche

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• Il Telescopio (o un binocolo) è uno strumento che raccoglie laluce (o altre radiazioni elettromagnetiche) proveniente da unoggetto lontano, la concentra in un punto (detto fuoco) e neproduce un'immagine ingrandita. (Wikipedia);

• La luce che vediamo è una radiazione elettromagnetica cheha lunghezze d’onda comprese tra 400-700 nm;

• L’unico modo per studiare le stelle, le galassie, le nebuloseecc., è quello di raccogliere più radiazione elettromagnetica

possibile.

Nel vuoto la velocità della luce (c) è pari a circa 2.9 × 108 ms-1

Spettro elettromagnetico e assorbimento dell’atmosfera

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Binocoli

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• Primo strumento per osservazioni terrestri e astronomiche;

• Nell’immagine a destra vediamo: l’obiettivo, il prisma di Porro e l’oculare;

Come distinguere un binocolo da un altro?

• Generalmente per descrivere un binocolo si usano due numeri separati da una x: esempio 7x40, 8x50, 20x80 ecc…

Il primo numero indica gli «ingrandimenti» mentre ilsecondo indica il «diametro della lente in mm

(obiettivo)».

Esempio di un 7x40 Esempio di un 8x50 Esempio di un 20x80

Tipologie di binocoli astronomici

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• Sono caratterizzati generalmente da un grosso diametro (>70 mm) e da discreti ingrandimenti (>15x);

• Hanno dimensioni e pesi notevoli rispetto ai binocoli classici per uso terrestre;

• Devono essere dotati di cavalletto (generalmente sopra i 10x di ingrandimento è consigliabile usare il cavalletto per evitare l’effetto mosso dato dalla mano);

• Si distinguono generalmente in:

• Dritti;

• Angolati (hanno quasi tutti la possibilità di sostituire gli oculari).

Esempio di un 25x100 dritto Esempio di un binocolo angolato (45°) con ingrandimenti variabili

Vantaggi e svantaggi rispetto ai telescopi

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• Vantaggi

• Trasportabilità;

• Velocità di utilizzo;

• Visione prospettica con senso di tridimensionalità dell’oggetto osservato;

• Angolo campo di visione: ammassi aperti (pleiadi, m44 ecc.,), comete estese, galassie estese (Andromeda, ecc.)

• Svantaggi

• Costi dei binocoli astronomici angolati elevati;

• Visioni solo a grande campo: per visioni più particolari sono necessari gli ingrandimenti dei telescopi.

VS

Le caratteristiche di un telescopio

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• Le caratteristiche principali di un telescopio ottico sono:

1) Ingrandimento (che è la meno importante);

2) Luminosità;

3) Potere risolutivo.Più importanti

Ingrandimento

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È molto meglio caratterizzare iltelescopio per la focale (F) enon per i suoi ingrandimenti(che dipendono strettamentedall’oculare o dal sensoremontato nel focheggiatore)

Focale del telescopio (F) Focale dell’oculare (f)

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Esempio: • Con un telescopio con una focale F di 750 mm (caratteristica intrinseca del telescopio) e un

oculare con focale f di 5 mm gli ingrandimenti sono 750/5 ovvero 150x;• Se nello stesso telescopio inserisco un’oculare con 20mm di focale ottengo 37,5x di

ingrandimento.

Importante!! Lo stesso oculare da 20 mm inserito in un telescopio con focale F pari a 2800 mm fornirà ingrandimenti diversi rispetto a prima. In questo caso 140x.

Diametro del telescopio (D)

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Oltre alla focale è utilissimoragionare in termini di rapportofocale.

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Focale del telescopio (F) Focale dell’oculare (f)

Il confronto fra rapporti focali diversi viene qualificato con i termini “lento” (alti rapporti focali) e “veloce”

(bassi rapporti focali).

Diametro del telescopio (D)

Esempio:

• Un telescopio con una focale pari a1000 mm e un diametro di 200 mm

avrà un rapporto focale pari a f/5.

Questo numero ci da in pratica laluminosità fotografica di uno strumentoottico analogamente a quanto accadeper gli obiettivi fotografici.

Uno strumento con rapporto focale alto (>f/8) è in generale più facile da lavorare otticamente e quindiha una qualità mediamente superiore ad uno della stessa fascia di prezzo ma con un rapporto focalef/4-5.

Inoltre un telescopio con un rapporto focale alto fornisce immagini visuali molto contrastate edettagliate, ma si presta male ad un utilizzo fotografico se l’oggetto da riprendere è debole (es.galassia).

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Luminosità

D

D

La capacità di raccolta della luce è

proporzionale a D2 ( dove D è il diametro dellalente obiettivo o dello specchio primario deltelescopio).

L'importanza del diametro consiste non solo nella quantità di luce che esso raccoglie masoprattutto nella risoluzione dell'immagine prodotta;

All'aumentare del diametro aumentano queste caratteristiche ma consequenzialmenteaumenta la sensibilità alle turbolenze atmosferiche.

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Esempio : • Un C11 ( D=279,4 mm) raccoglie 1,89 volte di luce

in più rispetto ad un C8 (con D =203,2 mm)

Raddoppiando il diametro quadruplica la

capacità di raccolta della luce

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È definibile in generale come la distanza angolare alla quale riesco ancora a separare due

oggetti vicini.

Potere risolutivo

La luce che passa attraverso un’apertura(specchio primario del telescopio)circolare produce delle frange di

diffrazione attorno ad una sorgentebrillante centrale.

Esiste un limite fisico a quanto può essere definita l'immagine.

Diffrazione = quando la luce incontra un ostacolo cambia in parte direzione.

L'immagine è una figura di diffrazione, chiamata disco di Airy.

Ogni telescopio ha il suo limite teorico del potere risolutivo (che dipende essenzialmente dallaluce raccolta, quindi il diametro, e la qualità dell’obiettivo del telescopio).

Purtroppo la risoluzione di un telescopio è limitata anche da fattori esterni al telescopio stesso.

Infatti la turbolenza atmosferica (seeing )e la qualità dell'obiettivo del telescopio fanno scendere il potere risolutivo.

Seeing

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• L’atmosfera ha un indice di rifrazione piuttosto basso, ma tale valore è sufficiente a creareproblemi in astronomia.

In pratica con il termine «seeing» ci si riferisce a diversi fenomeni dovuti principalmente

all’atmosfera terrestre che peggiorano l'immagine di oggetti astronomici.

• Le condizioni di «seeing» per una determinata notte e località descrivono quantol'atmosfera terrestre perturba (a seconda della turbolenza e temperatura) l'immagine deicorpi celesti osservati.

Cattivo Seeing Buon Seeing

Funzioni base del telescopio ottico

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• Ingrandire l’oggetto osservato;

• Aumentare la quantità di luceche raggiunge l’occhiodell’osservatore.

Esistono diverse tipologie di telescopi ottici:a lenti, a specchi o combinando le due

soluzioni.

Tipologie di telescopi ottici

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I telescopi ottici si dividono principalmente in due classi in base al tipo di elementi ottici utilizzati:

• Telescopi a rifrazione: sfruttano un sistema di lenti utilizzando la rifrazione della luce per focalizzare l’immagine;

• Telescopi a riflessione: sfruttano un sistema di specchi utilizzando la riflessione della luce per focalizzare l’immagine;

Telescopi a rifrazione

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• Fino al 1600 l’osservazione del cielo veniva effettuata esclusivamente a occhio nudo.

• Galileo non fu l'inventore del telescopio, ma è stato quasi sicuramente il primo che lo utilizzò per osservare il cielo (dal 1610).

Cannocchiale galileiano

Il telescopio “Galileiano” utilizza una lente convergente come obiettivo ed una lente divergente come oculare

Di conseguenza il telescopio “Galileiano” produce immagini virtuali, diritte ed ingrandite

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• Il telescopio kepleriano è formato da unobiettivo con una lente convergente afocale lunga ed una lente convergente afocale corta come oculare.

• Produce immagini ribaltate, edingrandite.

Telescopi a rifrazione

È il tipico strumento per uso astronomico

Schema ottico di un rifrattore

La qualità dei telescopi a rifrazioni èdata quindi dall’obiettivo, o meglio dallalente o dal gruppo di lenti che locompongono.

Produrre lenti di qualità e di grossodiametro è molto costoso perchérichiede processi produttivi accurati emolto dispendiosi in termini di tempo estrumentazione richiesta.

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• I telescopi a rifrazione forniscono immagini molto contrastate e definite (sulla luna e ilplanetario soprattutto) ma hanno lo svantaggio di costare tanto in relazione al diametrodella lente.

• Esistono tre tipologie di telescopi a rifrazione:

• Acromatici (costi minori ma bassa qualità);

• Semi-apocromatici (qualità e costo intermedio);

• Apocromatici (migliori ma più costosi).

Telescopi a rifrazione

Telescopio Apocromatico 65/420

Telescopio Acromatico 70/500

Telescopio Semi Apocromatico ED 80/600

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Difetti ottici dei rifrattori• I principali difetti ottici dei telescopi a rifrazione sono:

• Aberrazione cromatica;

• Aberrazione sferica;

• In ottica l'aberrazione cromatica è un difetto nellaformazione dell'immagine dovuta al diverso valore dirifrazione delle diverse lunghezze d'onda checompongono la luce che passa attraverso il mezzoottico. Questo si traduce in immagini chepresentano ai bordi dei soggetti aloni colorati.

• Questo problema è risolto principalmenteutilizzando i telescopi rifrattori apocromatici.

• L'aberrazione sferica è un’aberrazione che fa partedelle aberrazione monocromatiche e delle aberrazioniassiali. Appartiene a sistemi ottici con lenti sferiche.Queste portano alla formazione di una immaginedistorta.

• Questo problema è molto sentito in astronomia,specialmente nel campo dell’astrofotografia. Ilproblema è risolti utilizzando uno spianatore dicampo dedicato.

Difetti ottici dei rifrattori

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Aberrazione cromatica

I primissimi telescopi soffrivano di questo difetto in maniera molto evidente

Questo tipo di difetto non è presente nei telescopi riflettori e nei telescopicatadiottrici è presente in misura irrilevante.

Cosa distingue gli acromatici dagli apocromatici?

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L'ottica del rifrattore acromatico è formata sostanzialmente da 2 lenti differenti per curvatura e materiale (si usano i vetri Flint

e Crown, caratterizzati da differente indice di rifrazione). E' noto infatti che una lente singola fuocheggia a distanze differenti

le lunghezze d'onda blu e rossa; questo fenomeno viene fortemente ridotto con l'utilizzo di un obiettivo acromatico, sino quasia sparire del tutto qualora il rapporto di apertura sia uguale o superiore a f/15.

L'ottica apocromatica si distingue da quella acromatica perchè garantisce la fuocheggiatura dei 3 colori fondamentali

(rosso, verde e blu) sullo stesso piano focale (o comunque la differenza è minima) assicurando l'assenza di aberrazionecromatica e offrendo quindi una grande fedeltà cromatica degli oggetti osservati. Spesso le ottiche apocromatiche hanno schemidetti aplanatici, cioè privi di aberrazione sferica.

Telescopi a riflessione

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• I telescopi riflettori sfruttano principalmente le proprietà di focalizzazione della luce ad opera di uno specchio concavo.

Il primo telescopio riflettore ad essere inventato prende il nome dallo scienziato inglese Isaac Newton, ossia telescopio Newtoniano.

• Esistono tuttavia diverse interpretazioni di schemi riflettori

come la famiglia dei Cassegrain, o altri schemi ottici denominati catadiottrici come Schmidt-Cassegrain (SC) e Maksutov-Cassegrain (MAK), che utilizzano lungo il cammino ottico sia specchi che elementi a rifrazione.

Esempio di MAKEsempio di Newton Esempio di SC

Telescopio realizzato

da Newton nel 1672

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• I riflettori Newton si avvalgono principalmente di uno specchio primario concavo checoncentra in fascio ottico in avanti; poco prima del fuoco vi è posto un secondo specchio

(piano), inclinato di 45 gradi che devia il fascio ottico a lato del tubo di supporto dove viè messo il fuocheggiatore.

Telescopi a riflessione di tipo Newtoniano

Il pregio più grande del telescopio Newton è la semplicità costruttiva che ha contribuitomoltissimo sia alla sua diffusione che alla realizzazione di diametri molto grandi anche perstrumenti amatoriali.

I telescopi newtoniani sono esenti dal difetto dell’aberrazione cromatica proprio per ilfatto che nello schema ottico non è presente nessuna lente ottica.

Perché scegliere un Newton?

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• Il telescopi Newton sono adatti a qualsiasi tipo di osservazione, la loro "inclinazione"verso una categoria di oggetti a scapito di altre dipende dal rapporto di apertura che sespinto (f/7 e oltre) li rende eccellenti per osservazioni di oggetti del Sistema Solare pervia della bassa ostruzione (causata dallo specchio secondario) mentre se forzato(f/4...6) li rende praticissimi per la fotografia di oggetti del cielo profondo.

• Realizzare uno specchio rispetto a una lente ottica, a parità di dimensione, è meno

costoso. I grandi telescopi degli osservatori astronomici mondiali sono tutti riflettori.

• La loro notevole capacità di raccogliere la luce, unità al prezzo ridotto ha fatto si chequesta tipologia di strumenti sia molto sviluppata anche a livello di astronomia amatorialesia nel campo visuale che in quello fotografico.

• Il principale difetto dei telescopi Newton è la presenza di coma (un'aberrazione extra-assiale), che può raggiungere livelli fastidiosi in esemplari a corto fuoco (tuttavia inparte rimediabile con l'adozione di un gruppo di lenti correttrici lungo il cammino ottico),

• l'ingombro degli esemplari di rilevante apertura può risultare fastidioso.• Da non sottovalutare l'effetto negativo dei moti convettivi dovuti al tubo aperto che

possono causare un lieve decadimento qualitativo dell'immagine.• Rispetto ad un rifrattore è richiesta la collimazione meccanica degli specchi che

devono essere perfettamente allineate

E i difetti?

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• Il riflettore Cassegrain si avvale analogamente al Newton di uno specchio primario

concavo che concentra in fascio ottico in avanti; poco prima del fuoco vi è posto unsecondo specchio convesso che moltiplica e rimanda il fuoco indietro verso lo specchioprimario nel cui centro è ricavato un foro atto a permettere il passaggio del fascio ottico.

Telescopi a riflessione di tipo Cassegrain

Il percorso luminoso segue in questo caso un doppio tragitto all'interno deltubo ottico, il che consente di avere focali lunghe in uno strumentoabbastanza compatto.

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• Il Cassegrain classico è uno strumento adatto all'osservazione ad alta risoluzione di

Luna e pianeti, nonchè per la separazione di stelle doppie mentre - a causa dellafocale lunghissima - è deficitario nelle osservazioni (e soprattutto alla fotografia) dioggetti del profondo cielo.

• I’aberrazione sferica al bordo può raggiungere livelli fastidiosi.

A cosa sono adatti?

Pro e contro?• Come tutti i riflettori hanno bisogno di essere adeguatamente collimati.

• È necessario un buon acclimatamento del telescopio prima delle osservazionisoprattutto se il delta termico è elevato.

• Sono piuttosto compatti nelle dimensioni, e i diametri più grandi si prestano beneanche all’osservazione degli oggetti profondi.

• A parità di diametro il prezzo di questi strumenti è superiore ai normali riflettorinewtoniani.

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• Molto diffuso tra i telescopi amatoriali di fascia media è lo schema ottico Schmidt-Cassegrain.

• Il catadiottrico Schmidt-Cassegrain è una variante del Cassegrain; la sezione di entrambigli specchi è sferica mentre all'inizio del cammino ottico vi si trova una lastra correttrice di

Schmidt a superficie asferica, la cui funzione è ridurre l’aberrazione sferica.

Telescopi a riflessione di tipo Schmidt-Cassegrain

Lastra correttrice di Schmidt

Perché scegliere uno Schmidt-Cassegrain?

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• È uno strumento polivalente, e adatto soprattutto (con un diametro generoso > 8’’)all’osservazione del profondo cielo. La sua vocazione principale è l’osservazioneplanetaria e lunare.

• Il prezzo è medio-elevato, ma il telescopio permette di osservare una ricca gamma dioggetti.

• Essendo della famiglia Cassegrain il telescopio è molto compatto, anche se un diametroimportante inizia a essere scomodo da trasportare.

• Il tubo chiuso che riduce le turbolenze interne (al contrario dei normali newtoniani)

e i difetti?• Il principale difetto è rappresentato dalla notevole ostruzione causata dallo specchio

secondario e dal relativo paraluce, la quale è direttamente responsabile di una certaperdita di contrasto dei dettagli più fini.

• Inoltre la correzione dell'aberrazione sferica - pur soddisfacente - difficilmente raggiungela perfezione.

• Sono necessari tempi di acclimatamento piuttosto lunghi (2-3 ore a seconda deldiametro e del delta termico)

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• Il catadiottrico Maksutov-Cassegrain è un’altra variante del Cassegrain

• In questo tipo di telescopio lo specchio principale è sferico e la lastra correttrice

(necessaria per correggere le aberrazioni) è costituita da un menisco con la concavitàrivolta verso l'esterno.

• Nel Maksutov-Cassegrain classico lo specchio secondario è ottenuto alluminando

la porzione centrale interna del menisco correttore; questo stratagemma riduce di

molto l'ostruzione centrale e semplifica sia l'ottica che la meccanica (non è presente lospecchio secondario ne tantomeno un suo supporto) a tutto vantaggio di un migliore

contrasto.

• Di contro sul piano ottico è presente una lunga focale (f/13 e oltre) poichè la curvatura

del menisco impone un forte potere moltiplicatore al secondario.

Telescopi a riflessione di tipo Maksutov-Cassegrain

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• I punti di forza di questi strumenti sono la compattezza (a vantaggio della montatura e dellatrasportabilità), il tubo chiuso che riduce le turbolenze interne e l'aplanaticità che scongiurala presenza di aberrazione sferica.

• È adatto principalmente ad uso planetario e lunare per via del rapporto focale alto che peròfornisce immagini molto definite e contrastate.

Pro e contro dei Maksutov-Cassegrain

• Di contro non è adatto per l’osservazione deglioggetti del cielo profondo.

• Un problema di queste ottiche può essererappresentato da un lungo periodo di

acclimatamento termico dovuto principalmente allospessore del menisco.

• Hanno spesso un campo corretto molto piccolo chepuò penalizzarne l'uso fotografico.

Due parole sui telescopi «Dobson»…

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• Il telescopio dobsoniano (talvolta detto semplicementeDobson) è un tipo di particolare costruzione meccanica pertelescopio, reso popolare da John Dobson.

• Sono caratterizzati da un telescopio newtonianoposizionato sopra una montatura altazimutale.

• Presentano una semplicità costruttiva ed elevate tolleranzenella lavorazione, che permettono di realizzare strumentidi grande apertura ad un costo ridotto.

• Sono adatti solo ad un utilizzo visuale e non fotografico.

• Sono telescopi molto «facili da utilizzare», e permettono aprezzi contenuti di ottenere una buona qualità delleosservazioni grazie alla notevole quantità di luceraccolta.

Il più grande telescopio amatorialerealizzato è un 48’’ (122 cm didiametro)

Telescopi solari

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L’osservazione solare può essere effettuata in due modi principalmente:

• Luce visibile (normali telescopi dotati di opportuni filtri);

• H-alfa (telescopi particolari, solo per uso solare).

Normale telescopio newtoniano con applicato un filtro «astrosolar»

Telescopio solare h-alfa con banda di funzionamento <0,5 A

I grandi telescopi ottici

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Mappa dell’inquinamento luminoso mondiale (2000)

Perché gli osservatori sonocostruiti in posti remoti sulla cimadelle montagne?

VLT - Paranal, Deserto di Atacama, Cile(2635 m s.l.m.)

Keck - Mauna Kea, Hawai, USA(4200 m s.l.m.)

TNG - La Palma, Canarie(2400 m s.l.m.).

Hale – San Diego, California, USA(1700 m s.l.m.) • Per evitare l’inquinamento luminoso.

• Per stare al disopra dello strato di inversione (dove si formano le nuvole “basse”).

• Per avere un’atmosfera secca(assorbimento).

• Per avere buon “seeing”.

LBT – Arizona, USA(3221 m s.l.m.)

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• È il più grande telescopio all'Osservatorio Palomar;

• Diametro di 5 m (200 pollici);

HALE - San Diego, California, USA (1700 m s.l.m.)

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• Diametro di 8,4 m per specchio

LBT(Large Binocular Telescope) – Arizona, USA (3221 m s.l.m.)

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KECK - Mauna Kea, Hawai, USA (4200 m s.l.m.)

• Osservatorio più alto al mondo;

• In cima ad un vulcano spento;

• Atmosfera secca;

• Seeing eccezionale;

• Ben al di sopra dello strato di inversione;Diametro dello specchio primario di 10 m

VLT (Very Large Telescope ) –Paranal, deserto di Atacama, Cile (2635 m s.l.m.)

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• Atmosfera eccezionalmente secca;

• Seeing eccezionale;

• Eccezionalmente buio (molto remoto);

• Diametro del primario = 8,20m

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TNG (Telescopio Nazionale Galileo)–La Palma, Canarie (2400 m s.l.m.).

• È il più importante strumento ottico della comunità astronomica italiana.

• Riflettore con diametro dello specchio di 3,58 m

La situazione europea dell’inquinamento luminoso…

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Gli accessori dei telescopi

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Sono vari, e i principali sono riassumibili in:

• Oculari;

• Diagonali;

• Lenti di Barlow;

• Filtri;

• Cercatori.

Gli oculari

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Sono costituiti da una lente, o da un gruppo di lenti, e sonoposti all’estremità del telescopio. L'oculare ha la funzione di

ingrandire l'immagine che si forma nel piano focale

dell'obiettivo.

è posizionato in modo che il suo asse e quello

dell'obiettivo coincidano, e in modo che il suofuoco coincida con il fuoco dell’obbiettivo.

Esistono diverse tipologie di schemi ottici che possono esserecomposti da due lenti (nei più semplici ed economici), da tre,quattro o addirittura otto lenti. Le tipologie maggiori sono:

• (H)Huygens;

• (K)Kellner;

• (Pl)Plossl;

• (SP)Super Plossl;

• (R)Ramsden;

• (Or)Ortoscopico.

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• Primo oculare acromatico moderno (1850);• Usa tre lenti, ed è caratterizzato dal fatto che utilizza

un doppietto acromatico che riduce il cromatismo;• Sono relativamente economici e forniscono una

discreta immagine a ingrandimenti medio-bassi.

• Usa quattro lenti disposte in due doppietti acromaticiche riduce il cromatismo;

• Alcuni modelli (Super Plössl) possono avere 5 lentied hanno un campo apparente un poco più ampio(fino a 55°)

• Facili da costruire, ma hanno una corta estrazionepupillare soprattutto per gli oculari a focali basse.

Schema ottico plossl (1860)

Schema ottico Kellner

Schema ottico Ortoscopico (1880)• Utilizza quattro lenti, un tripletto e una singola lente

piano convessa;• Ha una buona estrazione pupillare e un'ottima

riduzione delle aberrazioni e soprattutto delledistorsioni;

• Sono considerati degli ottimi oculari (alcuni liconsiderano i migliori), di contro sono molto costosi.

Come si sceglie un oculare?

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• Prima di tutto in base al tipo di telescopio (schema ottico, diametro e focale);

• A seconda degli ingrandimenti che vogliamo ottenere scegliamo un oculare principalmente dallasua lunghezza focale (in mm, esempio 5 mm, 20 mm ecc…);

• Poi in base allo schema ottico visto precedentemente (tipologia di oculare);

• Poi in base al campo apparente inquadrato dall’oculare (espresso in gradi, es 45°, 70° ecc…).

Ricordiamoci che è la lunghezza focale dell’oculare a stabilire gli ingrandimenti del telescopio.

Due caratteristiche importantissime di un oculare sonola pupilla d’uscita e l’estrazione pupillare.

Un'ottima estrazione pupillare permette di fareosservazioni più comode, evitando di stare conl'occhio attaccato alla lente dell'oculare.

L'estrazione pupillare rappresenta la distanza

massima tra l'occhio e la prima lente dell'oculare,affinché l'osservatore possa osservare tutto il campoinquadrato.

La pupilla d’uscita è una grandezza che esprime il

diametro del fascio luminoso in uscita dall'oculare di

ogni telescopio.

La pupilla d'uscita è molto importante per le osservazionidi oggetti poco luminosi, quali nebulose e galassie.

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I buoni oculari costano (>200€) ma sono oggetti che rimarranno sempre e vi offrirannoosservazioni di ottima qualità.

È buona norma usare questa regolina per conosce gli ingrandimenti massimi del vostro telescopio:moltiplicate x 2 (massimo x2,5) il diametro (in mm) del vostro telescopio e otterrete più o meno gliingrandimenti massimi che potrà sostenere.

• Esempio, è inutile comprare un oculare da 4 mm da usare con un telescopio da 80 mm con focale

di 1200 mm, poiché l'ingrandimento restituito, pari a 1200/4=300X è troppo elevato per lo

strumento, che al massimo può essere utilizzato con un ingrandimento pari a 80X2,5=200X.

Come si sceglie un oculare?In commercio esistono 3 standard di oculari, contraddistinti dal diametro del barilotto: 24,5mm, 31,8mm (1,25’’), 50,8mm (2’’). I primi non si utilizzano più, se non per i telescopi giocattolo.

Oculare da 1,25’’ Oculare da 2’’

Esistono in commercio anche oculari zoom,permetto di variare la lunghezza focaledell’obiettivo ottenendo un’ampia gamma diingrandimenti.

Diagonali

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• È un oggetto da posizionare nel fuocheggiatore del telescopio eserve per deviare il fascio di luce di 45°: all’estremità opposta viè l’alloggio per l’oculare.

• In alcuni telescopi a rifrazione si deve usare il diagonale pertenere l'oculare abbastanza in fuori e per conseguire una

buona messa a fuoco.

• Inoltre il diagonale facilità la visione in molte configurazioni deitelescopi che abbiamo visto, escluso i newton dove generalmentenon si utilizza.

• È sconsigliato l’utilizzo di diagonali troppo economici perché nonhanno una buona riflettività della luce e potrebbero portare unpeggioramento nell’immagine che si osserva nell’oculare.

• Esistono sia da 2’’ e sia da 1,25’’.

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Lente di Barlow

Obiettivo del telescopio

Lente di Barlow,

Luce senza lente di Barlow,

Luce con lente di Barlow

La lente di Barlow è un moltiplicatore di focale.

Si usa prevalentemente nei telescopi (ma è usataanche in fotografia), per aumentare il fattore di

ingrandimento sviluppato dallo strumento.Prende il nome dal suo inventore, l'ingegnereinglese Peter Barlow.

Esistono Barlow acromatica a 2 lenti e l’apocromatica a 3 (APO). Quest’ultima è da preferire.

Sul barilotto della Barlow è stampato il fattore d'ingrandimento, seguito da una "x".

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Sono di molte tipologie, e si possono usare sia in fotografia che in uso visuale.

Quelli che si possono usare per un uso visuale:

• Filtri solari (esempio astrosolar);

• Filtri lunari (E' un semplice attenuatore di luce, grigio o verde, cheassorbe circa il 90% della luce e che permette di osservare la Lunasenza restarne abbagliati);

• Filtri colorati (Sono piccoli filtri da avvitare al barilotto degli oculari,in grado di migliorare la visibilità dei pianeti);

• Filtri interferenziali (Sono filtri che lasciano passare solo alcunefrequenze e sono possibili diverse soluzioni, dalla riduzionedell’inquinamento luminoso fino a filtri per aumentare il contrasto dellenebulose contro il fondo del cielo

Filtri

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• Il cercatore è un piccolo cannocchiale che viene montato sul tubodel telescopio e serve per facilitare il puntamento degli oggetticelesti.

• Centrare un pianeta o una nebulosa con gli alti ingrandimenti di untelescopio è spesso difficile e lungo è per questo che si ricorreall’uso del cercatore.

È utile per cercare gli oggetti utilizzare oculari con focali alteper ottenere meno ingrandimenti e facilitare la ricercadell’oggetto.

Cercatori

Cercatore 8x50

Come per i binocoli i cercatori riportano un numero che neidentifica gli ingrandimenti e un numero che indica ildiametro (in mm) del cercatore stesso.

Esistono anche cercatori elettronici con mirino apuntino rosso (red dot) che permette una rapidaricerca dell’oggetto cercato.

Qui a fianco è riportato il Telrad uno dei miglioripuntatori a mirino rosso che proietta 3 cerchiconcentrici su di un vetro trasparente posto a 45°

Una base solida…le montature.

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• La montatura del telescopio è forse la parte più importante di tutto l’apparato (telescopiopiù accessori) sia per un uso visuale che fotografico.

• Principalmente sono di due tipologie:

• Altazimutali;

• Equatoriali.

In buona sostanza non sono molto diverse l’una dall’altra:entrambe hanno un treppiede (montatura Dobson a parte), edentrambe permettono di compiere movimenti tra di loro

perpendicolari.

La differenza fondamentale è come sono inclinati gli assiprincipali delle rispettive montature.

50

L’asse che nell’altazimutale èquello di azimut ed è direttoperpendicolarmente al terreno,nell’equatoriale è inclinato.

Questo angolo è pari alla

latitudine del luogo da cui siosserva (ovvero la distanza chesepara la posizionedell’osservatore dal paralleloprincipale, cioè l’equatore).

In questo modo l’asse di azimut

di una montatura equatoriale

non punta lo zenit (come nellaaltazimutale) ma punta il polo

celeste.

Cosa cambia fra altazimutale e equatoriale?

Quindi in una montatura equatoriale i due movimenti (Declinazione-DEC e Ascensione Retta-AR)sono allineati con i ‘’meridiani’’ e i ‘’paralleli’’ celesti, permettendo così di inseguire e di puntarepiù facilmente gli oggetti. Infatti per inseguire un oggetto una volta puntato con il telescopio, è

sufficiente muovere solo uno degli assi, quello AR.

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• È una montatura più semplice da costruire (quindi più economica), è più facile da utilizzare edha una buona robustezza. Questi requisiti hanno fatto si che tale montatura sia più indicata perutilizzi visuali, come ad esempio i Dobson.

• A parità di diametro dello specchio principale del telescopio l'ingombro di una montatura

altazimutale è circa 1/3 minore di quello di una equatoriale.

• Il grande svantaggio delle montature altazimutali è l'assenza dell'inseguimento degli oggetti

nel cielo: mentre usarla per puntare un oggetto si rivela molto semplice, inseguire un oggetto sipuò rivelare al quanto difficile.

Montature Altazimutali

Nelle osservazioni planetarie amatoriali, soprattutto a fortiingrandimenti, è molto difficile e complicato inseguirel’oggetto e si provocheranno inevitabili vibrazioni cheimpasteranno i dettagli più fini delle superfici planetarie.

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• Esistono in commercio differenti tipologie di montature equatoriali. E si possono dividere in due grandi categorie:

• Montature equatoriali a forcella;

• Montature equatoriali tedesche.

Montature Equatoriali

Ad ogni modo qualsiasi sia il

tipo di montatura equatoriale i

movimenti sono sempre due:quello in orizzontale dettaascensione retta, e unoverticale detto declinazione.

A differenza della precedenteclasse di montature è più

costosa da realizzare, e inoltreè più ingombrante e pesante

rispetto al telescopio che vi saràposizionato sopra.

Il notevole vantaggio è la

possibilità di inseguire con più

facilità gli oggetti.

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• La montatura equatoriale alla tedesca è sicuramente la montatura più diffusa fra gli

astrofili amatoriali perché presenta è abbastanza versatile: è possibile fare fotografiaastronomica, osservare con precisione gli oggetti ad alti ingrandimenti (esempio i pianeti),ecc…

• Di contro è piuttosto costosa, in relazione anche al carico (in kg) che dovrà sopportare ealla precisione di inseguimento che vogliamo.

Montature Equatoriali alla tedesca

In una montatura alla tedesca è necessario bilanciareil peso del telescopio su entrambi gli assi in modo daavere un sistema più stabile.

È necessarioallineare l’asse

polare del

telescopio alla

l’asse polare

celeste tramite il

cannocchiale

polare

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE!

Fonti e riferimenti

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• http://it.wikipedia.org;

• http://www.danielegasparri.com/Italiano/montatura_equatoriale.htm;

• Paola Battaglia - ‘’Telescopi: aberrazioni, ingrandimenti, luminosità e risoluzione.’’Università degli Studi di Milano- Dipartimento di Fisica dello Stato Solido e Astrofisica;

• www.lezionidiastronomia.it/ ;

• Dr. Emanuele Pace - Lisa Gambicorti – ‘’Sistemi ottici: telescopi’’ corso di tecnologiespaziali;

• http://digilander.iol.it/photallica/semi1.htm;