Da razão focal e fotografias profundas na astrofotografia

A utilização do “reducer”

Um “reducer” pode ajudar no ajuste da distância focal à dimensão do objeto ou às condições atmosféricas.

Os “reducer” são utilizados para diminuir a distância focal e para alcançar um menor número f, ou seja, distância focal por diâmetro de abertura. Não é raro ler na Internet que se recebe “mais sinal” no chip desta forma. O objetivo é conseguir uma melhor relação sinal/ruído (SNR) — importante para criar imagens particularmente profundas — ou encurtar os tempos de exposição.

O número de fotões registados a partir de um objeto com uma câmara CCD é, em grande parte, determinado pela área da secção transversal do telescópio que recolhe a luz e pelo tempo de exposição. Na fotografia convencional, a abertura e, consequentemente, o número de fotões que atingem o chip são alterados com o ajuste do diafragma para se adaptar às condições de iluminação a uma distância focal constante. Para a modalidade da astrofotografia de grande angular e teleobjetiva, aplica-se, portanto, a seguinte afirmação: um f mais reduzido com o mesmo tempo de exposição resulta numa melhor SNR. Na astrofotografia, chamamos a isto uma fotografia mais profunda, pois os objetos menos luminosos se destacam melhor do ruído da imagem.

No entanto, no caso dos telescópios, as coisas são um pouco diferentes. Neste caso são utilizados “reducer” que reduzem a distância focal do telescópio, enquanto o diâmetro de abertura permanece constante. Assim, não é o número de fotões captados que aumenta, mas sim o número de fotões por pixel. Isto significa que as estatísticas de fotões só melhoram em relação aos píxeis individuais, mas não para o objeto como um todo. Contudo, isto apenas se aplica a objetos bidimensionais e com boa resolução. Por outro lado, as fontes de pontos não “reagem” a um “reducer”, mas apenas a uma maior abertura. Para objetos bidimensionais, o tempo de exposição necessário para alcançar uma determinada SNR é reduzido por um fator R:

R = (Fencurtado Fnormal)2 = (fator de redução)2

Um “reducer” de 0,75 vezes encurta assim o tempo de exposição quase para metade. Para o mesmo tempo de exposição, a SNR para objetos bidimensionais melhora pelo valor recíproco do fator do “reducer”. Um “reducer” de 0,75 vezes permite, portanto, uma SNR 1,33 vezes melhor. Contudo, a resolução é ao mesmo tempo inevitavelmente reduzida, o que significa uma perda de informação. Efetivamente, o aspeto granuloso da imagem torna-se apenas menos visível, o equivalente à utilização de píxeis maiores. No entanto, para obter mais informação de imagem e, consequentemente, uma imagem verdadeiramente mais profunda, seria necessário um telescópio com uma abertura maior. Além disso, em vez de um “reducer”, poder-se-ia também considerar posteriormente um “software de binning”, que combina os valores de sinal de vários píxeis. Após esta consideração, poder-se-á perguntar porque é que os “reducer” devem afinal ser utilizados. Contudo, existem vários motivos para a utilização sensata de um “reducer”.

É possível que a SNR tenha uma importância decisiva num projeto astrofotográfico, por exemplo, quando se trata do registo de uma estrutura pouco luminosa. Aqui, devem ser mencionadas a deteção de jatos de galáxias pouco luminosos e a fotografia com filtros de banda estreita. Até agora, para além das estatísticas de fotões, o ruído interno da câmara tem estado de fora da reflexão. Para que um objeto se destaque melhor deste ruído, uma abertura maior seria definitivamente a melhor solução, mas pode não ser viável. Em cenários com estatísticas de fotões muito reduzidas, um “reducer” melhora a distância do sinal ao ruído da câmara, uma vez que mais fotoeletrões enfrentam um número igual de eletrões de ruído por pixel. O mesmo efeito não pode ser criado pela simples redução do tamanho de uma fotografia sem um “reducer” por EBV. Portanto, um “reducer” é, na verdade, uma vantagem.

Para fotografias detalhadas de objetos de céu profundo mais pequenos, são utilizados telescópios com distâncias focais longas, por exemplo, os telescópios RC. No entanto, os proprietários de tais equipamentos ou de câmaras CCD com píxeis muito pequenos têm frequentemente problemas com o “seeing” na Alemanha. As estrelas nas fotografias são insufladas e os detalhes delicados ficam manchados. A capacidade de resolução do telescópio não pode de modo algum ser utilizada desta forma. Se não pode ou não pretende adquirir uma vasta série de equipamentos com a ótica certa para cada situação, um “reducer” é a sua alternativa. Em princípio, neste caso também se poderia simplesmente reduzir posteriormente o tamanho das imagens ou captá-las com binning. Contudo, a utilização de um “reducer” tem a vantagem de um maior campo de imagem. Por último, mas não menos importante, uma tarefa importante do astrofotógrafo é a escolha do recorte da imagem para uma composição estética da imagem. Algumas imagens podem exigir um campo de imagem mais amplo, pelo que poderá ser necessário um “reducer”.

Um “reducer” pode ser um recurso importante para o ajuste da distância focal à dimensão do objeto ou às condições atmosféricas. Mesmo para objetos muito pouco luminosos e bidimensionais, um encurtamento da distância focal é vantajoso se for possível tolerar uma perda de resolução. Caso contrário, apenas um aspeto é importante para estes objetos: a maior abertura possível!

Autor: Mario Weigand / Licença: Oculum-Verlag GmbH