Osservare il cielo/Osservare al telescopio

Se si desidera andare oltre l'osservazione del cielo tramite binocoli, occorre utilizzare un telescopio. I telescopi per uso amatoriale si dividono in due tipi principali: telescopi rifrattori e telescopi riflettori.

Osservare il cielo

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Copertina Osservare il cielo/Copertina

Riconoscere stelle e costellazioni

Oltre le stelle

Gli strumenti di osservazione

Appendici

I telescopi rifrattori

I rifrattori sono i primi telescopi ad essere stati inventati; hanno l'aspetto tipico dei cannocchiali, ossia un lungo tubo che si allarga progressivamente partendo dall'oculare fino all'apertura.

Sull'estremità frontale è disposto un doppietto, formato da due vetri ottici (lenti) opportunamente lavorati, chiamato obiettivo, che ha la funzione di raccogliere e di focalizzare la luce. L'obiettivo svolge sostanzialmente la funzione di prisma: scompone e ricompone la radiazione luminosa in un determinato punto dato dalla lunghezza focale strumentale.

Il tubo ottico, oltre ad assolvere alla funzione di sostegno dell'obiettivo e dell'oculare (o del dispositivo che esamina la radiazione luminosa) evita, dal momento che è chiuso ai due lati, che si verifichi il degrado dell'immagine dovuto ai moti interni dell'aria. L'oculare è invece un altro insieme di lenti che serve a rendere accessibile all'occhio tutti i particolari contenuti nell'immagine formata dall'obiettivo. Il notevole rapporto focale (ossia il rapporto fra il diametro dell’obiettivo e la lunghezza focale, cioè la lunghezza alla quale l’immagine viene messa a fuoco) pari in genere a f/8-f/10, consente di ottenere dei buoni ingrandimenti.

Telescopi con obiettivi a due elementi sono detti acromatici e consentono di correggere in parte le aberrazioni dovute alle diverse lunghezze d’onda. Se l’obiettivo è composto da tre elementi allora si parla di rifrattori apocromatici; questo sistema permette una correzione ancora maggiore.

I telescopi rifrattori, specialmente quelli apocromatici, forniscono immagini di alta qualità, ma risultano essere molto costosi e pure abbastanza ingombranti, motivo per cui i modelli più diffusi sono di dimensioni relativamente ridotte; in genere se si desidera avere un'elevata capacità di risoluzione, ossia un maggiore ingrandimento, ci si orienta maggiormente sui telescopi riflettori.

Osservare col rifrattore

Giove come appare attraverso un piccolo rifrattore. Sono evidenti le bande atmosferiche.

I telescopi rifrattori sono l'ideale per l'osservazione dei pianeti: la grande nitidezza caratteristica delle osservazioni condotte col rifrattore permette di osservare molti dettagli dell'atmosfera dei giganti gassosi come Giove e Saturno, nonché varie sfumature visibili sulla Luna e sulla superficie del pianeta Marte. Mediamente un telescopio rifrattore con un'apertura di 90-100 mm di diametro (i modelli più diffusi) consente di individuare stelle fino alla magnitudine apparente 11, permettendo così di risolvere in singole stelle una buona parte degli ammassi aperti e di riconoscere alcuni particolari delle nebulose più brillanti. Gli ammassi globulari invece continuano ad apparire nebulosi e apparentemente privi di stelle.

I telescopi riflettori

Il riflettore, come dice il nome, è un tipo di telescopio che raccoglie la luce per mezzo di uno specchio, che può essere parabolico o sferico o, in alcuni casi, iperbolico, fissato all'estremità opposta all'apertura, concentrandola sul fuoco, dove viene riflessa da un secondo specchio e indirizzata verso l'oculare. Questo tipo di telescopi è molto meno costoso del precedente e può essere costruito con molta più facilità, al punto che molti astrofili esperti si costruiscono da soli il loro telescopio su misura. A causa della grande potenza risolutiva che questi strumenti possono raggiungere, che ha come conseguenza il fatto che si può osservare un piccolo campo ingrandito, sopra il tubo sono spesso montati dei "cercatori", consistenti in una sorta di monocolo a basso ingrandimento, che consentono, con l'aiuto di carte celesti dettagliate, di rintracciare una stella o un oggetto tramite allineamenti di stelle più luminose o prendendo come riferimento un altro oggetto facile da trovare. Molti telescopi ormai consentono di evitare la ricerca manuale tramite dei cercatori automatici, spesso computerizzati e dotati di motore, montati alla sommità del treppiede subito sotto il tubo del telescopio.

Il telescopio Newtoniano

Una delle configurazioni più diffuse è quella detta newtoniana (immagine sopra); consiste in uno specchio primario parabolico che concentra il fascio ottico in avanti. In corrispondenza del fuoco è posto un secondo specchio ellittico (piano), inclinato di 45 gradi, che devia il fascio ottico a lato del tubo di supporto, dove è posizionato il focheggiatore, che serve per regolare l'oculare, che vi si inserisce all'interno. Lo specchio secondario è mantenuto al centro del fascio ottico da una struttura a raggi denominata in gergo crociera o spider (ragno), il quale deve essere il meno invasivo possibile per non causare luci diffuse e per non otturare eccessivamente il tubo ottico. Esistono telescopi a configurazione newtoniana di svariate dimensioni, dai più piccoli 90 mm (un classico modello fra i più diffusi è il 114mm) fino ai 400 mm ed oltre.

Generalmente un tubo Newton possiede un rapporto focale relativamente basso (f/4-f/5), ma non mancano strumenti con rapporti focali fino a f/6-f/7, anche se ciò comporta un notevole ingombro dello strumento, specie con grandi aperture.

Il telescopio Newton ha un’ottima resa specialmente sugli oggetti del profondo cielo, mentre la grande facilità di operare in esso le operazioni di manutenzione lo rende adatto agli spostamenti alla ricerca di un cielo limpido fuori dai centri abitati. Il fatto che il tubo sia aperto comporta il rischio che della polvere si insinui sulla superficie dello specchio primario, che dunque va smontato e pulito con molta cautela.

Fra le varianti esistenti di questa configurazione vi è lo Schmidt-Newton, caratterizzato dalla presenza di uno specchio primario sferico e di una lastra correttrice di Schmidt posta davanti all’apertura per correggere l’aberrazione sferica.

Il telescopio Schmidt-Cassegrain

Una diversa configurazione molto utilizzata è quella dello Schmidt-Cassegrain (immagine sopra), che a differenza del precedente contiene uno specchio primario forato; la luce viene sempre concentrata su un secondo specchio, di forma sferica, posto al centro del tubo, che però non è disposto a 45° ma è perpendicolare alla lunghezza del tubo stesso, riflettendo così la luce verso il foro dello specchio primario, dove si trova il focheggiatore e l'oculare. Davanti all’apertura dello strumento è sistemata una lastra correttrice che ha la funzione di correggere l’aberrazione sferica introdotta dallo specchio primario.

Questa configurazione consente di ridurre ulteriormente la lunghezza del tubo, cosicché anche strumenti molto grandi posseggano dimensioni relativamente contenute. I diametri più diffusi per questo genere di strumenti sono da 200 a 300 mm, ma non mancano strumenti da 400 mm e persino oltre, sebbene il loro costo e il loro peso aumenti notevolmente.

Generalmente gli Schmidt-Cassegrain hanno un elevato rapporto focale, che arriva a f/10 nonostante la ridotta lunghezza del tubo ottico; questo elevato rapporto è dato dal prodotto dei rapporti focali dei due specchi: il primario di solito ha rapporto focale f/2, mentre il secondario ha di solito f/5.

Lo Schmidt-Cassegrain ha un’ottima resa soprattutto nell’osservazione della Luna e dei pianeti, grazie al suo elevato rapporto focale. Attraverso l’uso di appositi riduttori di focale da applicare davanti all’oculare, è possibile effettuare anche buone osservazioni degli oggetti estesi.

Osservazione col riflettore

Saturno come appare attraverso un riflettore con oculare che consenta di ottenere 200 ingrandimenti.

La possibilità di osservazione varia molto a seconda del modello utilizzato. Con i modelli più classici per gli astrofili alle prime armi, come gli 80 mm o i 114mm, si possono osservare senza alcuna difficoltà gli anelli di Saturno o, con un oculare a corta focale (vedi più avanti), la famosa Macchia Rossa sulla superficie di Giove; la magnitudine limite per questo tipo di strumenti generalmente è la 12 o la 13, che consente di risolvere in stelle la gran parte degli ammassi aperti conosciuti e di intravedere qualche componente stellare degli ammassi globulari più luminosi. Tramite la visione distolta si possono inoltre osservare un discreto numero di nebulose, che comunque appaiono molto più in risalto nelle fotografie a lunga esposizione.

Strumenti maggiori (150-200 mm) permettono di rilevare stelle fino alla quattordicesima magnitudine; strumenti così potenti (ed anche di più) sono però sconsigliabili per chi inizia appena a riconoscere stelle e costellazioni, dato che sono pensati e utilizzati da astrofili con una certa esperienza.