Astrofotografia: campo de visão (FOV) - Parte 2

Nebulosa Trífida (Messier 20), objeto será utilizado para
demonstração e ilustração do artigo.

Devido a algumas dúvidas que recebi de leitores do blog após a publicação do artigo sobre FOV, resolvi dar continuidade ao assunto publicando esta segunda etapa na qual iremos falar um pouco mais sobre este tema tão interessante e por diversas vezes também confuso.

Quando falamos sobre sensores digitais e distância focal estamos basicamente falando também sobre campo (FOV) e resolução da imagem. Calma, eu explico. Conforme o artigo anterior, o tamanho do sensor determinará o campo disponível em razão da distância focal; e o tamanho dos pixels do sensor determinará a resolução da imagem também em razão da distância focal. Resumindo:

• Tamanho do sensor >> campo da imagem;
• Tamanho do pixel >> resolução da imagem.

Trataremos neste artigo o primeiro caso. Para facilitar e deixar as coisas mais intuitivas tomaremos como base o tamanho da diagonal do sensor, para isso utilizaremos o Teorema de Pitágoras, no qual a hipotenusa refere-se à diagonal do sensor, enquanto que os catetos referem-se ao comprimento e à altura. Portanto, calcularemos o valor da diagonal do sensor da câmera QHY163M (mesmo sensor da ASI1600MM-C):

Teorema de Pitágoras, utilizamos esta ferramenta para
calcular a diagonal do sensor.

• Comprimento (cateto - c): 17,70mm
• Altura (cateto - b): 13,40mm
• Diagonal (hipotenusa - a): a² = b² + c² -> a = 22,20mm

Agora calcularemos a diagonal do sensor da câmera ZWO ASI178MC-C. Utilizando novamente o Teorema de Pitágoras, temos:

• Comprimento (cateto - c): 7,40mm
• Altura (cateto - b): 5,00mm
• Diagonal (hipotenusa - a): a² = b² + c² -> a = 8,93mm

Então temos os seguintes valores:

• Diagonal sensor QHY163M = 22,20mm;
• Diagonal sensor ZWO ASI178MC-C = 8,93mm.

Diante destes dados sabemos que a câmera com sensor menor irá produzir um campo de visão (FOV) também menor caso ambas sejam utilizadas no mesmo telescópio, ressaltando que isto em nada afeta a resolução, pois um campo menor pode ter mais resolução do que um campo maior, sendo a resolução inerente ao tamanho do pixel do sensor, conforme apontamos anteriormente. Portanto, podemos considerar que (de uma maneira simplificada), o FOV nos diz o "aumento" que teremos com a configuração, quanto menor a diagonal  do sensor maior será a ampliação do objeto*. 

Vejamos agora uma simulação na qual utilizaremos um telescópio refrator ED80 (80mm de abertura / 600mm de distância focal / F7.5) com as duas câmeras citadas capturando a Nebulosa Trífida (Messier 20). Porém, antes da simulação, vejamos o tamanho angular deste objeto e o FOV de cada configuração:

• Tamanho angular da Nebulosa Trífida: 0,47° x 0,30°;
• FOV QHY163M com dist. focal de 600mm: 1.69° x 1.28°;
• FOV ASI178MC-C com dist. focal de 600mm: 0.71° x 0.48°;

De acordo com os números percebemos que a ASI178MC-C fará melhor uso do FOV nestas condições devido à distância focal e ao tamanho do objeto em questão. Vejamos a simulação:

Simulação** comparando os dois campos com o mesmo objeto
e a mesma distância focal.

Agora vejamos as astrofotografias feitas exatamente com os equipamentos aqui discutidos:

Nebulosa Trífida com refrator ED80 e câmera QHY163M
(22,20mm de diagonal do sensor).

Nebulosa Trífida com refrator ED80 e câmera ASI178MC-C
(8,93mm de diagonal do sensor).

Conclusão:

As duas fotos da Nebulosa Trífida são de minha autoria e serviram muito bem para demonstrar a diferença de FOV para um mesmo telescópio com dois sensores diferentes. Contudo, enfatizo que há mais diferenças entre as duas imagens e que não foram abordadas neste artigo, até acredito que cada parâmetro mereça ser avaliado individualmente em artigos distintos porque demandam informações interessantes para o bom entendimento de cada um deles. Exemplo disso é o tempo de exposição, a primeira imagem conta com aproximadamente 8 horas de exposição com sensor monocromático e filtros LRGB, já a segunda imagem conta com apenas 1 hora de exposição com sensor colorido. O tempo de exposição impacta significativamente na relação sinal/ruído e no nível de detalhes.

Espero que este artigo tenha lhe ajudado a considerar um pouco mais o FOV no momento do planejamento de uma captura ou que permita para quem não pratica astrofotografia entender como o processo é feito.

Abraços e até a próxima!

*Esta consideração serve apenas para fins ilustrativos e de aprendizagem.

**Crédito da imagem de simulação: simulação de FOV gerada pelo site Astronomy Tools.