Fotografando o céu

          Antes de começar a astrofotografia vamos conhecer alguns parâmetros que caracterizam uma objetiva fotográfica. O primeiro deles é a abertura D, isto é, o diâmetro da objetiva que determina a luminosidade e o poder de resolução do aparelho fotográfico, a primeira característica é a capacidade da objetiva de registrar astros de brilho muito fraco e a segunda é a capacidade de separar objetos de separação angular muito pequena; o segundo parâmetro é a distância focal f, esse valor determina as dimensões lineares; o terceiro parâmetro é a abertura relativa f/D, ou seja, a relação entre a distância focal f e a abertura da  objetiva D, que determina a luminosidade da câmara fotográfica em relação às fontes luminosas extensas como, por exemplo, a Lua, os cometas e as nebulosas.
Com base nos valores de D e f/D de uma câmara será possível determinar a magnitude limite, ou seja, a luminosidade das estrelas mais fracas possíveis de serem registradas.

Magnitude limite
D (cm)      1      2,5    5      7,5   10     15     20
f/D = 3    10,2   12,1   13,6   14,4   15,0   15,8   16,3
f/D = 5    11,2   13,1   14,6   15,4   16,0   16,7   17,2
f/D = 7    11,8   13,7   15,2   16,0   16,6   17,3   17,8
f/D = 10   12,4   14,3   15,8   16,6   17,2   17,9   18,4

Por outro lado, com base na abertura relativa f/D obtemos o valor de tempo de exposição T máximo que poderemos dar a uma emulsão ultra-sensível, antes que a luz do fundo do céu venha a prejudicar a emulsão sensível criando um véu. A poluição luminosa ou luz da Lua, difundida no céu noturno, funciona como uma fonte extensa que dependerá da abertura relativa.

Máximo tempo de exposição em função da abertura relativa
D (cm)        1     2,2   5     7,5  10    15    20
T = 1 min     7,1   9,0  10,5  11,3  11,9  12,6  13,1
T = 5 min     8,5  10,5  12,0  12,8  13,4  14,1  14,6
T = 10 min    9,1  11,2  12,5  13,3  13,9  14,6  15,1
T = 30 min   10,1  12,1  13,5  14,3  14,9  15,7  16,2
T = 1 h      10,6  12,6  14,1  14,9  15,5  16,2  16,7
T = 2 h      11,2  13,1  14,6  15,4  16,0  16,7  17,2
T = 4 h      12,0  13,8  15,4  16,1  16,8  17,5  18,0
T = 6 h      12,5  14,3  15,8  16,6  17,2  17,9  18,4

Com base na distância focal f, em centímetros, da objetiva do aparelho fotográfico, poderemos conhecer a escala da imagem, em dimensões lineares em milímetros correspondentes a um arco de 1º sobre a esfera celeste, bem como o arco correspondente a 1 mm sobre o plano do foco de um objeto de comprimento focal f, em centímetros.

Abertura angular (em minutos de arco) correspondente a 1mm no plano do foco
f (cm)   5     10     15     20     30    50   100   200
1mm     68,8   34,4   22,9   17,2   11,4   6,9   3,4   1,7

Dimensão linear (em milímetros) no plano do foco correspondente a 1º na esfera celeste
f (cm) 5 10 15 20 30 50 100 200
1º 0,9 1,7 2,6 3,5 5,3 8,7 17,4 34,8

Ao fotografar o céu, o astrônomo amador deparara com um contínuo deslocamento das estrelas, provocado pela rotação do globo terrestre. Assim, para que a imagem puntiforme das estrelas não se transforme em riscos, ele deve acompanhar com a câmara o movimento aparente dos astros. Em alguns casos – por exemplo, nas proximidades do pólos terrestres, onde se visualizam os círculos concêntricos gerados pela rotação da Terra – tal movimento chega a contribuir de maneira positiva para os resultados. Mas, quando se trata da reprodução fiel do objeto observado, ou seja, as imagens estelares puntiformes, convém ter cautela.

Máximo tempo de exposição T (em segundos) antes da manifestação do traço
f (mm)  28  35  38  40  43  45  48  50  55  85  100  135  200
T (s)   20  16  15  14  13  12  11  11  10   6    5    4    3

Um leve deslocamento da imagem pode ser aceitável se ocorrer dentro do círculo de confusão, isto é, dentro dos limites da “mancha” que representa a estrela. Em condições normais esta mancha aparece com diâmetro de cerca de 0,04 mm. A partir desse pressuposto, calcula-se o tempo máximo de exposição antes que se forme os traços, segundo a seguinte fórmula:

tmax = 550/f

tmax = tempo máximo em segundos;
f = distância focal da objetiva em milímetros;

A astrofotografia deve começar com uma fotografia do céu sem telescópio utilizando o tempo de exposição adequado para manter as imagens das estrelas puntiformes, também convém utilizar tempos de exposição maiores para evidenciar os traços, isso ajuda a conhecer os movimento aparente dos astros nas diferentes direções norte, sul, leste e oeste.

O segundo passo na astrofotografia é fotografar a Lua no foco de uma pequena luneta ou telescópio com tempos de exposição rápidos (1/30 s,  1/60 s  e  1/125 s).

As etapas seguintes devem ser realizadas com uma montagem equatorial, primeiro devemos fixar a câmara na montagem e fotografar o céu com acompanhamento e efetuar exposições de 30 à 60 segundos, ou maior, os resultados são muito interessantes, é possível registrar nebulosas e aglomerados de estrelas.

Fotografar a Lua e os planetas, com telescópio e equatorial, ampliando-se a imagem com uma ocular ou duplicador, utilizando acompanhamento automático e tempos de exposição de 1 à 5 segundos.

Fotografar aglomerados de estrelas e nebulosas com telescópio utilizando longo tempo de exposição (10 à 50 segundos no mínimo).

Os filmes fotográficos a utilizar devem ser de alta sensibilidade, 400 ASA, ou superior, filmes preto e branco ou a cores são igualmente adequados para fotografar o céu.