Analiza comparativa a lunetelor simplet in observatia vizuala planetara

 Am iesit pentru cateva minute inainte de aparitia norilor pentru a observa planeta Jupiter cu o luneta mica, de 1 m distanta focala si 25 mm apertura utila.
Obiectivele de 1,1 m si 1 m distanta focala, ambele utilizate la o apertura utila de 25 mm, sunt in continuare in stare foarte buna; au fost polisate pe smoala si au rezultat optic impecabil.
Jupiter apare foarte mic la 40x (ocular de 25 mm), insa, chiar si la aceasta putere redusa si la o apertura de doar 25 mm, benzile ecuatoriale sunt vizibile. La 28 mm diametru (prin schimbarea diafragmei), imaginea este usor mai luminoasa si aparent mai bine definita, mai ales cu un filtru galben inchis, insa aberatia cromatica devine vizibila sub forma unei usoare ceti albicioase in jurul discului planetar.
Aceste lentile simplet, cu focale relativ scurte raportate la apertura, sunt foarte sensibile la cromatism, fenomen tipic pentru obiectivele neacromatizate utilizate in observatia vizuala.

La apertura de 25 mm, cu filtru galben inchis si la 60x (ocular de 17 mm), Jupiter apare mai mare si mai clar. Am fost surprins sa pot distinge regiunile polare chiar si fara filtru, se pot observa simultan benzile ecuatoriale si delimitarea regiunilor polare in conditii bune de seeing.
Cu un ocular de 10 mm (100x), discul planetar devine mai mare, insa fara filtru imaginea este afectata puternic de aberatia cromatica, care se manifesta evident, asemanator unui acromat rapid (aproximativ F/8). Haloul cromatic inconjoara planeta si reduce contrastul fin al detaliilor atmosferice.
Cu filtru galben inchis #15, contrastul creste semnificativ. Regiunile polare devin mai clar delimitate fata de zonele ecuatoriale, iar benzile principale sunt mai usor perceptibile.
La 28 mm apertura si 100x, chiar si cu filtru galben, cromatismul ramane vizibil sub forma unei ceti difuze in jurul planetei, desi partial atenuat spectral. Detaliile observate raman in esenta aceleasi, fara un castig suplimentar major fata de configuratia de 25 mm, dar cu un compromis mai mare in controlul aberatiei cromatice.
Aceste observatii confirma inca o data cat de critica este relatia dintre apertura, distanta focala si controlul cromatismului in cazul obiectivelor simplet utilizate in astronomia observationala vizuala.

Observatii nr. 2, ora 9:12 – 9:30
Dupa disiparea norilor, am reluat observatiile.

De aceasta data am utilizat luneta de 1300 mm distanta focala, echipata cu obiectivul simplet de 47 mm diametru, polisat exclusiv pe pasla, redus prin diafragmare la 25 mm diametru util. Configuratia optica este similara cu cea a lunetei de 1004 mm distanta focala, polisata pe smoala; am folosit aceeasi tubulatura, inlocuind doar obiectivul si extinzand tronsoanele tubului.

Trebuie mentionat ca la inceputul secolului al XVII-lea nu se utiliza smoala pentru polisare, ci pasla si pielea de caprioara (care produce efecte similare asupra micro-structurii suprafetei optice). Polisarea uscata pe hartie a fost introdusa abia in jurul anilor 1645–1650, iar polisarea clasica pe smoala s-a generalizat abia in secolul al XIX-lea.

Lentila utilizata este echivalenta ca parametri cu lentila nr. 2 a lui Galileo, avand aproximativ 1330 mm distanta focala si folosita la un diametru util de circa 26 mm. In cazul meu, apertura a fost de 25 mm.

Instrumentul a fost montat pe un trepied foto extensibil. Stabilitatea este precara: vibratiile se amortizeaza in aproximativ 10 secunde. Exista insa mici tehnici de stabilizare – o atingere foarte usoara a capatului tubului poate accelera amortizarea vibratiilor, reducand timpul de asteptare la aproximativ 5 secunde pana la stabilizarea completa a imaginii.

Dupa circa 5 minute, tubul a atins echilibrul termic intern.

Rezultate observationale – obiectiv polisat pe pasla

Cu un ocular Kepler plan-convex de 20 mm distanta focala (o singura lentila), imaginea planetei Jupiter a fost clara ca definitie a discului, cu aberatie cromatica relativ redusa pentru un simplet. Discul planetar era sharp, iar satelitii galileeni vizibili cu usurinta. Totusi, contrastul general a fost slab.

Benzile ecuatoriale au fost vizibile cu dificultate. Regiunile temperate nordice si sudice (zonele polare) au fost extrem de greu de detectat, necesitand momente de seeing excelent si un ochi antrenat. In anumite clipe de stabilitate maxima a imaginii, se putea distinge vag delimitarea regiunii polare sudice; regiunea nordica era si mai dificil perceptibila.

Planeta prezenta o nuanta galben-albicioasa, iar centurile ecuatoriale aveau o cromatica apropiata de fondul discului, rezultand un contrast foarte scazut, chiar si cu tubul interior diafragmat si vopsit mat, si cu o colimare corecta.

Cu un ocular Kepler de 25 mm, imaginea a fost similara, doar mai luminoasa; trasaturile au ramas aceleasi.
Cu un ocular modern Plossl de 17 mm, claritatea a crescut usor, dar detaliile fine – in special delimitarea neta a regiunilor polare – au ramas dificil de perceput.
La 92x (ocular Kepler de 14 mm), discul a fost bine definit, cromatismul inca redus pentru aceasta putere, iar in momente rare s-a putut distinge regiunea polara nordica, dar cu mare dificultate.

Aceasta observatie confirma ca benzile ecuatoriale puteau fi distinse cu cele mai bune lentile polisate pe pasla din prima jumatate a secolului al XVII-lea (cca. 1630–1640), asa cum au raportat observatori precum Francesco Fontana sau Giovanni Battista Zucchi. Imaginea obtinuta este compatibila cu reprezentarile istorice.

In 1645, capucinul Anton Maria de Rheita a introdus polisarea uscata pe hartie cu tripoli, inlocuind pasla sau pielea de caprioara utilizate umed. Aceasta inovatie a avut un impact major asupra calitatii optice si a deschis calea catre un progres accelerat al astronomiei observationale pana in epoca lui Cassini.

Stelele observate prin obiectivul de 25 mm polisat pe pasla, la aproximativ 60x, apar albicioase indiferent de culoarea lor reala, cu un disc Airy mic, alb, si un inel de difractie subtire, slab colorat.

Lentila de 1320 mm polisata pe hartie

Am inlocuit obiectivul anterior cu cel de 1320 mm distanta focala, polisat integral pe hartie, si am montat o diafragma de 28 mm. Tubul telescopic a fost ajustat corespunzator.

Rezultatul: o imbunatatire estimata la aproximativ 5% a calitatii imaginii fata de lentila polisata pe pasla (25 mm). La 66x (ocular Kepler 20 mm), benzile ecuatoriale sunt vizibile cu mai multa usurinta, iar regiunile polare sunt mai clar delimitate fata de discul planetar.

La 94x (ocular Kepler 14 mm), imaginea a ramas clara, cu benzile centrale si regiunile polare mai bine conturate. Contrastul este superior fata de lentila de 1300 mm polisata pe pasla; benzile ecuatoriale capata o tenta portocalie estompata, distincta de fondul galbui al planetei.

Discurile Airy ale stelelor precum Rigel sunt mai clare si mai mari aparent, cu un aspect usor galbui si un inel de difractie rosiatic, mai gros decat in cazul lentilei polisate pe pasla la puteri similare. La 94x, sistemele duble prezinta un spatiu negru fin intre componente. Castor a fost rezolvat clar, cu separatie vizibila intre stele.

Comparatie finala

Diferenta intre o lentila polisata pe hartie si una polisata pe smoala este de aproximativ 5% in favoarea celei polisate pe smoala, care ofera cea mai buna corectare optica la nivel de simplet.

Cu luneta de 1004 mm distanta focala si apertura de 25 mm (polisata pe smoala), benzile ecuatoriale si regiunile polare au fost vizibile fara dificultate, cu un contrast estimativ cu circa 10% mai bun fata de lentila polisata pe pasla (47 mm diametru total, utilizata la 25 mm).

Aceste rezultate confirma experimental impactul major al tehnicii de polisare asupra performantei optice in astronomia observationala vizuala, chiar in cazul unor aperturi foarte mici.