Contando as estrelas

A maioria das estrelas não podem ser vistas a olho nu, o olho humano sem ajuda ótica só consegue enxergar um astro de até sexta magnitude, portanto sem alcançar alguma estrela além da nossa galáxia. Desta forma torna-se necessário o uso dos telescópios para poder enxergar mais adiante.

O universo visível é o espaço máximo no qual o homem pode enxergar com o uso do mais potente telescópio e este alcance vem aumentando com os avanços da tecnologia.

Em 2004 o centro de operações do telescópio espacial Hubble divulgou uma imagem de uma observação do espaço profundo. Esta observação detectou objetos de até 30ª magnitude e foi chamada de "Hubble Ultra Deep Field" (HUDF).

O telescópio Hubble capturou 800 exposições de um mesmo ponto distante por durante quatro meses, realizando 400 órbitas no planeta, com duas exposições por órbita. Isto aconteceu entre 24 de setembro de 2003 à 16 de janeiro de 2004 e acumulou um total de 11,3 horas de tempo de exposição.

Dentro deste campo ultra profundo foram coletadas aproximadamente 10.000 galáxias. Toda a área da esfera celeste é 12,7 milhões de vezes maior do que este minúsculo campo observado pelo telescópio Hubble. Sendo assim, se extrapolar esta contagem para todo o céu, terá uma estimativa de 127 bilhões de galáxias.

Uma galáxia típica tem aproximadamente 200 bilhões de estrelas. Multiplicando pelo número de galáxias tem-se um total de 25,4 sextilhões (2,54x10^22) de estrelas. Lembre-se, isto enxergando objetos até 30ª magnitude.

Quer ver todos os zeros?

25.400.000.000.000.000.000.000

Segue a imagem capturada pelo telescópio Hubble:

Conhecendo um telescópio

O telescópio ótico é um instrumento que permite estender a capacidade dos olhos humanos de observar e mensurar objetos longínquos. Permite ampliar a capacidade de enxergar longe, como seu nome indica, do Grego "tele" = longe + "scopio" = observar, através da coleta da luz dos objetos distantes, da focalização dos raios de luz coletados em uma imagem ótica real e sua ampliação geométrica.

Os principais tipos de telescópios com relação à ótica utilizada são: telescópio refrator, telescópio refletor e telescópio catadióptrico.

O telescópio refrator, também chamado de luneta, é um aparelho que utiliza uma lente convergente na função de elemento primário de captura da luz ou objetiva. Este tipo de telescópio forma uma imagem final invertida.

O telescópio refletor, também conhecido como Newtoniano, usa uma combinação de espelhos curvos e planos para refletir a luz e formar uma imagem. Um espelho primário esférico côncavo é o elemento ótico básico do telescópio refletor. Um espelho secundário plano reflete a luz para o plano focal no lado do topo do tubo do telescópio. É um dos designs mais simples e baratos, e é popular entre amadores e projetos feitos em casa.

O telescópio catadióptrico emprega ambos elementos, espelho e lente, resultando em uma configuração que proporciona telescópios pequenos e portáteis e com ótimo poder de ampliação. Os tipos mais comuns de catadióptricos são Cassegrain, Schmidt-Cassegrain e Maksutov-Cassegrain.

A ótica de um telescópio é composta por duas partes básicas, a objetiva que pode ser uma lente ou espelho ou combinação de ambos, que ficam direcionados para o objeto da observação, e a ocular que é uma lente ou grupo de lentes que tem a função de levar a imagem da objetiva aos olhos.

A montagem de um telescópio deve ser firme e estável e permitir movimentos suaves e facilidade de posicionamento em qualquer parte do céu. Há dois tipos básicos de montagem, a altazimutal e a equatorial.

A montagem altazimutal, mais simples e conhecida como montagem Dobsoniana, proporciona um movimento de rotação da base com eixo perpendicular ao solo, para o azimute, e o movimento basculante do tubo do telescópio, para a altura.

A montagem equatorial, mais complexa e requer posicionamento correto, sendo que um dos eixos de movimentação deve ficar paralelo com o eixo de rotação da Terra, assim é possível atuando apenas em um dos controles acompanhar a trajetória do objeto no céu.

As características óticas básicas dos telescópios são o diâmetro da objetiva (D), a distância focal (f), a razão de abertura (F), o aumento (A), a pupila de saída (E), o poder de resolução (q), a magnitude limite (M) e o campo visual (C).

O diâmetro da objetiva ou abertura do telescópio é a medida do diâmetro da lente ou do espelho principal e é dada em milímetros. É a característica mais importante. Esta medida também nos dá o aumento máximo do telescópio que é 2,4 vezes o diâmetro.

A distância focal é a distância entre a lente ou espelho e o ponto focal, que é o ponto onde os raios de luz que incidem na óptica convergem. É dada em milímetros.

A razão de abertura ou razão focal determina a quantidade de luz que o instrumento será capaz de capturar e é a distância focal da objetiva dividida pelo seu diâmetro (F = f/D). Pode-se dizer que é a segunda característica mais importante. Para observação de objetos de pouca luminosidade é necessária uma abertura maior. Em geral quanto maior a relação focal melhor será a observação de objetos muito distantes.

O aumento é dado, em vezes, pela divisão da distância focal da objetiva pela distância focal da ocular (A = f/f').

A pupila de saída é o tamanho da imagem de saída, em milímetros, e é dada pela divisão do diâmetro da objetiva pelo aumento (E = D/A) ou pela divisão da distância focal da ocular pela razão de abertura (E = f'/F). No olho humano o diâmetro da pupila é cerca de 6mm quando dilatada (em ambiente escuro) e 2mm em ambiente claro, assim, a imagem gerada pelo telescópio terá um melhor aproveitamento quando for próxima ao diâmetro da pupila dos olhos.

O poder de resolução é o poder separador do telescópio e determina a mínima separação angular entre dois objetos, em segundos de arco, para que estes possam ser visualizados com o instrumento. A resolução é dada por q = 120/D.

A magnitude limite indica o menor brilho (maior valor de magnitude aparente) que um telescópio pode captar. Podemos calcular usando a seguinte fórmula: M = 7.1 + 5(log D). Obs: diâmetro da objetiva do telescópio em cm.

O campo visual representa a área aparente do céu que vemos pelo telescópio. Quanto menor o aumento do telescópio maior será o campo visual. O campo visual, em graus, pode ser obtido com a divisão do campo da ocular pelo aumento (C = O/A).

As características fixas do telescópio, ou seja, as quais não poderão ser alteradas durante a observação são as características da objetiva (diâmetro, distância focal e razão) que por sua vez influenciam no poder de resolução e na magnitude limite. Todas as outras características, que dependem da ocular, tornam-se variáveis pois nos telescópios é possível a troca da ocular.

As escolhas do tipo, da montagem e das características óticas de um telescópio dependem da aplicação e do tipo de observação. Por exemplo, para a observação de objetos celestes distantes, com magnitude baixa ou muito próximos em ângulo, recomenda-se um maior diâmetro para a objetiva. Se deseja acompanhar o movimento do astro, para fotografia por exemplo, recomenda-se um com montagem equatorial. Se a necessidade é um equipamento curto, deve-se optar por um com distância focal baixa ou, melhor ainda, do tipo catadióptrico. Na escolha do telescópio nunca se deve valorizar somente o aumento, pois em qualquer tipo de telescópio, quanto maior for a abertura (diâmetro) mais você verá.