Astrofotografia: campo de visão (FOV)

Galáxia do Triângulo (Messier 33), exemplo de FOV bem explorado.

NGC300, mesmo equipamento da foto anterior, porém com um
objeto menor, FOV sub-utilizado.

Nesta publicação falaremos sobre um importante tema na astrofotografia por muitas vezes negligenciado porque quem está iniciando nesta prática. Trata-se do campo de visão ou simplesmente FOV (do inglês Field of View). O objetivo é demonstrar como um mesmo telescópio pode oferecer campos de visão diferentes em razão do dispositivo de imagem utilizado (caso 1); ou como uma câmera pode da mesma forma oferecer campos diferentes em razão da distância focal do sistema ótico utilizado (caso 2).

Na astrofotografia planetária é possível conseguir bons resultados com o mesmo equipamento em praticamente todos os alvos (Lua e planetas), basta para isso possuir um telescópio com boa abertura, uma câmera sensível e veloz, uma montagem estável e algumas barlows de qualidade. Enquanto que na astrofotografia de céu profundo, ao contrário do que muitos pensam, não é possível fotografar todos os objetos com o mesmo conjunto de equipamentos, isto porque há uma miríade de fatores que estabelecem diferenças entre os alvos que estão fora do sistema solar. 

Na astrofotografia de céu profundo, ou deepsky, o tamanho dos objetos é muito diversificado, existem imensas estruturas que você consegue fotografar apenas com lentes fotográficas, pois elas permitem grandes campos; enquanto outros objetos são tão pequenos que somente é possível registrá-los com minúsculos campos de captura. Portanto, para obter resultados satisfatórios você deve escolher o alvo que melhor se apresente diante do seu equipamento.

Geralmente iniciamos na astrofotografia de céu profundo com uma câmera fotográfica semi-profissional, as chamadas DSLRs (sigla do inglês para Digital Single Lens Reflex), tais câmeras são acessíveis, permitem tanto astrofotografia quanto fotografia diurna e são extremamente versáteis. Exemplo disso é que podemos acoplá-las a um telescópio com 2.000mm de distância focal e logo depois usá-las em uma pequena objetiva fotográfia com apenas 12mm de distância focal. As câmeras DSLR's de entrada possuem sensores no formato APS-C, enquanto que as chamadas high end (mais sofisticadas) possuem sensores full frame. Existem inúmeras diferenças entre os dois modelos, mas focaremos aqui apenas num único fator que se refere ao tema do artigo, isto é, o tamanho do sensor. 

Fazendo referência ao caso 1 do preâmbulo deste artigo, vejamos abaixo como ficaria a Nebulosa do Caranguejo - Messier 1 num determinado telescópio usando uma câmera DSLR com sensor full frame, outra com sensor APS-C e por fim uma câmera dedicada com sensor reduzido:

• CASO 1: Telescópio refletor newtoniano SkyWatcher 200mm F/5 (1000mm dist. focal) apontado para Messier 1 (um objeto com tamanho angular  estimado em 8.0 min. arco x 4.0  min. arco):

Câmera Canon 6D (full frame), este conjunto resulta  em um Campo de Visão de: 2.05° x 1.37°.

Câmera Canon 600D/T3i (APS-C), este conjunto resulta  em um Campo de Visão de: 1.28° x 0.85°.

Câmera ZWO ASI224MC (sensor IMX224), este conjunto resulta  em um Campo de Visão de: 0.28° x 0.21°.

Comparativo entre as 3 câmeras no mesmo telescópio.

• CASO 2: Câmera ZWO ASI178MM-C, cujo sensor é bem menor do que o sensor de uma DSLR, acoplada a dois sistemas diferentes (um telescópio refrator e uma objetiva fotográfica), sendo ambos apontados para a Nebulosa da Águia - Messier 16 (um objeto com tamanho angular  estimado em 30.0 min. arco x 20.0  min. arco):

Telescópio refrator ED80 (600mm de distância focal),

este conjunto resulta  em um Campo de Visão de: 0.71° x 0.48°.

Objetiva Canon (200mm de distância focal), 

este conjunto resulta  em um Campo de Visão de: 2.13° x 1.43°.

Comparativo, mesma câmera com dois sistemas óticos diferentes.

* Adequações:

• Objeto grande, campo pequeno: é possível fazer mosaicos para ao final compor uma imagem com o objeto inteiro, o problema desta técnica é que ela deve ser muito bem planejada e executada, exige uma certa perícia no apontamento e construção do mosaico, além de demandar mais tempo na captura.
• Campo grande, objeto pequeno: é possível recortar na imagem apenas a região de interesse (crop), contudo haverá uma perda significativa de campo e a resolução será a mesma (não há ganho de resolução ao fazer um recorte).

* Ferramentas para calcular o FOV:

• Sky At Night Magazine;
• Astronomy Tools;
• HR Astro;
• Starizona.

* Programas para descobrir o tamanho dos objetos:

• Stellarium;
• Cartes du Ciel;
• SkyTechX;
• SkySafari.

Conclusão:

Uma boa foto é o resultado de um bom planejamento. Consulte o tamanho angular do objeto a ser fotografado, analise e compare com o campo gerado pelo teu conjunto de captura, verifique as possibilidades de adequação. Escolher bem o alvo depende também de outros fatores como tenuidade, perfil espectral, qualidade do seeing e outros; mas a escolha do enquadramento já é o primeiro passo para uma boa foto, pois evita-se que o objeto fique perdido no centro da foto ou fique faltando partes. Há casos cujo objetivo é registrar as redondezas de uma nebulosa (campo grande) ou dar ênfase à uma determinada parte da nebulosa (campo pequeno). Planejando tudo previamente minoriza a possibilidade de algo dar errado e de uma noite de céu limpo ser perdida.

Abraços e até a próxima!

*Créditos das imagens de simulação: as imagens de simulação de FOV utilizadas neste artigo foram geradas pelo site Astronomy Tools.