Aberrações óticas

Infelizmente, não existe nenhum telescópio nem nenhuma ótica sem erros. Pode encontrar aqui as aberrações óticas mais importantes dos telescópios astronómicos.

A aberração ótica esférica consiste numa aberração ótica que pode ocorrer tanto nas lentes como nos espelhos. Um feixe de luz próximo do eixo é refratado ou refletido de forma diferente do que um feixe de luz distante do eixo. Por esse motivo, ocorrem diferentes planos focais ou distâncias focais para diferentes feixes. No telescópio, esta aberração ótica surge como uma mancha. O erro é mais percetível com distâncias focais curtas do que com distâncias focais longas. A aberração esférica pode ser eliminada através de uma lente asférica curva ou de um espelho em forma de parabólica.

Um facto interessante: quando o telescópio Hubble foi lançado para o espaço, descobriu-se que tinha uma aberração esférica, porque fornecia imagens desfocadas. O telescópio teria de ser equipado com “óculos” para corrigir o erro.

A aberração cromática consiste numa aberração ótica que ocorre nos telescópios de lentes, ou seja, nos refratores. A luz atinge os elementos de lentes e é, assim, refratada. Talvez ainda se recorde disto das suas aulas de Física na escola. Apenas através desta refração da luz pode ser formada uma imagem. Deste modo, a luz azul é refratada com mais intensidade do que a luz vermelha. Isto significa que os diferentes comprimentos de onda têm diferentes distâncias focais.

Se pensarmos nisto em termos práticos, na imagem de um corpo celeste, podemos dizer que a luz azul é reunida num local diferente da luz vermelha. Esta circunstância resulta em desfocagens de imagens. Mas não apenas nisso, dado que também ocorre uma diferença de ampliação da cor. Simplesmente falando, isto significa que as diferentes larguras de imagem também produzem imagens de tamanhos diferentes para as respetivas cores, o que resulta em franjas de cor.

A aberração cromática pode ser corrigida com uma ótica acromática. Para tal, uma lente “menos” com dispersão mais intensa (dispersão de cores) é colocada atrás da lente biconvexa “mais”. Assim, as aberrações cromáticas são parcialmente eliminadas. Contudo, ainda assim, ainda podem ser detetadas aberrações cromáticas menores. Esta aberração cromática residual é designada por espetro secundário.

Este espetro secundário também pode ser corrigido através da colocação de uma lente adicional (geralmente, uma lente “mais”). A aberração cromática não ocorre nos telescópios de reflexão.

A coma é outra aberração cromática que ocorre principalmente devido a raios de luz obliquamente incidentes fora do eixo ótico. A coma resulta frequentemente da sobreposição da aberração esférica e do astigmatismo. Na imagem, os feixes luminosos são produzidos em figuras assimétricas. Isto resulta em estrelas com distorções semelhantes a caudas cometárias na margem do campo de visão. Estas surgem difusas e não podem ser focalizadas.

A coma é particularmente percetível em telescópios com uma grande razão focal, tal como 1:4 ou 1:5. Deste modo, o erro é mais percetível com a ótica fotográfica de elevada intensidade luminosa. O erro pode ser reduzido com uma longa distância focal do telescópio e uma menor razão focal associada (por exemplo, 1:10). Se existir uma redução na objetiva, este erro também pode ser minimizado. Para obter ainda imagens nítidas com lentes de elevada intensidade luminosa, também pode ser utilizado um corretor de coma.

O astigmatismo no telescópio pode ser causado por feixes luminosos incidentes oblíquos (astigmatismo = feixe oblíquo). Este pode ocorrer devido a distorções no espelho. Contudo, o mesmo é frequentemente causado por duas curvaturas diferentes de espelhos ou de lentes que têm diferentes distâncias focais. Um feixe luminoso seria, assim, perpendicular a outro. No Airy disk, o astigmatismo surge como uma estrutura alongada e distorcida.

Curvatura do campo de imagem — campo curvo

A curvatura do campo de imagem está relacionada com o astigmatismo.

A imagem é criada sobre uma superfície curva, pelo que nunca é possível obter o centro da imagem e a margem da imagem com nitidez em simultâneo.