Va de focales la cosa

[perseo]

Hola me gustaría saber, que focales son buenas para astrofotgrafía del cielo profundo, si las largas o las cortas. Es decir, ¿una relación focal de f10 es idonea para esto, o es mejor una de f5?, ¿de todas formas hay reductores de focales, no?

Saludos!

[jordillo]

Evidentemente las focales cortas f4, f5, si hay reductores de focal, pero los de calidad son bastante caros..., si usas una webcam modificada para larga exposición con una focal larga, olvidate de coger grandes campos, muchos objetos messier no van a caber en el campo...

[escilla]

Hola,

Primero de todo unos cuantos aspectos previos:

- la capacidad de captacion de luz de un telescopio depende de su diametro. Es decir que es independiente de la focal del telescopio. A IGUALDAD de DIAMETRO, IGUALDAD de superficie COLECTORA.

- La focal del telescopio influye en la escala de la imagen y en el campo captado. Esto es asi debido a que los CCD, CMOS o peliculas tienen unas dimensiones x-y finitas. La escala de la imagen esta referida a el angulo de cielo que el binomio focal del telescopio-pixel es capaz de diferenciar. se usa la siguiente ecuacion:

=206/Focal*tamaño de pixel(micras)

- Las fuentes de señal de una imagen CCD son: Flujo del objeto (estrella u objeto difuso), flujo del fondo de cielo (skyglow) y corriente de oscuridad (a la postre es señal).

- Las fuentes de ruido de una imagen CCD son: Ruido de flujo del objeto, ruido de fondo de cielo, ruido termico y ruido de lectura.

-Los CCD (y los CMOS) son detectores lineales practicamente en todo su rango dinamico. Esto es, solo en circustancias cercanas a la saturacionse pierde la linealidad 1 foton=1 electron. Tampoco es lineal en situaciones de baja iluminacion, pero es muy poco probable que una imagen astronomica con su bias, sus electrones- termicos, su skyglow y la señal denoten este problema.

- El seeing afecta por igual independientemente de la relacion focal del telescopio.

Propongo el siguiente ejercicio, pongamos que en un area de 8x8 segundos de arco de cielo caen los siguientes fotones por segundo:

- 640 fotones por segundo de cielo (vamos a suponer un cielo tipico suburbano de magnitud 20).
- 1000 fotones por segundo de una estrella que tiene una FWHM de 3" arco.
- Tenemos un telescopio a F5 (escala 2"/pixel) y uno a F10(escala 1"/pixel)
- La CCD es la misma en ambos casos.

La teoria fotografica nos dice que el F5 sera 4 veces mas rapido que el F10, pero examinemos los resultados de nuestro experimento:

En el caso del primer telescopio (F5), tendremos que cada pixel de la imagen captura:
- 40 fotones de skyglow
- Los pixels que cubren nuestra estrella (al menos 4) recogeran ademas del skyglow, 250 fotones de la estrella.


Ahora el segundo telescopio (F10), tendremos que cada pixel de la imagen captura:
- 10 fotones de skyglow
- Los pixels que cubren nuestra estrella (al menos 9) recogeran ademas del skyglow, 111 fotones de la estrella.

Vamos a partir de la base de que al usar el mismo detector en ambos casos, podemos descontar a efectos de simplificar el experimento el ruido de lectura y la corriente de oscuridad. Apliquemos las ecuaciones para calcular la relacion señal ruido (RSR) de la estrella respecto al fondo de cielo:

- Telescopio a F5:
RSR=Señal/raiz cuadrada(Señal+Skyglow)
RSR=250/raiz(250+40)=14,7


- Telescopio a F10:
RSR=Señal/raiz cuadrada(Señal+Skyglow)
RSR=111/raiz(111+10)=10

Siguiendo la idea "fotografica" de que el telescopio a F5 es 4 veces mas rapido que a F10, descubrimos que las CCD no funcionan asi. Para el telescopio a F10, alcanzar la misma RSR le cuesta aproximadamente un 80% mas de tiempo de exposicion.

-Telescopio a F10 (incrementamos los valores en un 80%, o lo que es lo mismo, escalamos la ecuacion para 1,8 segundos de exposicion)
RSR=Señal/raiz cuadrada(Señal+Skyglow)
RSR=200/raiz(200+18)=14,7

Esto es lo que se llama el mito de la relacion focal/diametro de las CCD.

Conclusiones:

- Debemos de tener claras las ventajas e inconvenientes de la focal.
- El CCD no tiene problemas asociados al flujo por unidad de superficie que aqueja a la fotografia quimica, ni fallo de reciprocidad. Es un detector lineal.
- Un telescopio con menos focal es mas rapido que un telescopio con mas focal, pero a veces la focal extra puede conpensar.
- Los discos estelares son iguales independientemente de la focal del telescopio.
- El flujo estelar y el del skyglow son iguales independientemente de la focal del telescopio.
- Los parametros inherentes a las camaras(corriente de oscuridad y ruido de lectura) son los mas importantes a la hora de calcular la RSR de los objetos contenidos en las imagenes.
- Ahora las CCD tienen cada vez menos ruido, menos corriente de oscuridad por lo que el factor limitador es el fondo de cielo. Por que si no los grandes se llevan sus telescopios a sitios como el desierto de arizona, namibia, o los andes?

Espero haberos ayudado.
Jorge Garcia.

[cometas]

Escilla te felicito tu exposicion es impecable

Yo desde hace cierto tiempo estoy trabajando a f10 , efectivamente debo darle mas tiempo a mis tomas, pero tambies es cierto que devido a la anorme polucion luminica , trabajando a f10 logro mejores resultados y sobre todo una mayor resolucion .

[nandorroloco]

Yo tengo una webcam con CCD

[ManuelJ]

Hablando claramente (que creo que es lo que quiere):

- La magnitud maxima la da el diametro del telescopio y la sensibilidad del CCD.

- La rapidez con que se recoge luz depende del F ratio. Esto acortara las exposiciones, con lo cual no habra tanta necesidad de montura.

- Claro que hay reductores/correctores, pero tienen que estar diseñados para ese telescopio especifico, y son normalmente prohibitivos. Por ejemplo el de TMB estiman que costara entre 1000-2000$.

Resumiendo: contra mas apertura y f ratio mas bajo, mejor. Aunque tu bolsillo puede sufrir

[cometas]

La magnitud maxima la da el diametro , pero segun a que relacion focal trabajes la consigues o no. sobre todo por culpa dela contaminacion luminica


Recuerdo el caso de unos 400 mm de abertura f2 en 30 segundos llegaban a mag 18 , pero luego por muchas exposiciones que hicieran no habia forma de sacar objetos mas debiles .


Yo mismo he pasado de f5.5 a f10 y aunque debo exponer más para compensar la perdida de luz , cuando los valores estelares FWHM son bajos , logro capturar cometas y asteroides de magnitudes mas debiles .

Tambien me gustaria comentar que para mi ,es mucho mas importante que la noche sea poco turbulenta (fwhm inferior a 4 )que
la noche sea especialmente oscura., pues ello me permite capturar objetos mas debiles.