Üzletünkben gyakran találkozni a fényerő félreértéséből fakadó tévedésekkel. Rövid írásomban ezt szeretném értelmezhetőbbé tenni az amatőrcsillagász távcsövek kapcsán, legalábbis a legfontosabb szempontok szerint.
Tipikus félreértés, hogy a fényerősebb távcsövek alkalmasabbak a mélyegezésre, azaz a halvány objektumok észlelésére, mint a kevésbé fényerős társaik. Sokan tévesen azt gondolják, hogy a fényerős távcső a „jobb” távcső.
Mi a fényerő és hogyan számoljuk?
Az objektívek, távcsövek két mm-ben vett értékét, az átmérőt (aperturát) és a fókuszhosszt használjuk a számításhoz. Tegyük fel, hogy van egy 150/1200-as távcsövünk. Ha a 1200 mm-es fókuszt, elosztjuk a 150 mm-es átmérővel, akkor f8.0-as fényerőt kapunk. Ugyanígy egy 150/750-es távcsőnél az osztást követően ez az érték f5.0-öt eredményez. (Az f értéknél a kisebb érték a fényerősebb érték! f5.0 fényerősebb mint f8.0)
Ez az érték ugyanaz a szám, mint amit a fényképezőgép objektívjén a rekesz (blende) szűkítésével-tágításával változtatni tudunk.
Nyilvánvaló, hogyha egy távcsövet „leblendézünk”, azaz lecsökkentjük az optika átmérőjét, akkor csökken a fényereje. Épp így, ha fókusznyújtót használunk, szintén csökken a távcső fényereje. A fókuszreduktorok ezzel szemben növelik a fényerőt, ahogy sok képsíkkorrektor, kómakorrektor is ilyen hatású.
Hogyan befolyásolja az észlelést a fényerő a gyakorlatban?
Le kell szögezni, hogy a vizuális észlelő a fényerő változásából nem sokat tapasztal. Ha azonos átmérőjű távcsövekkel azonos nagyítást használ, mindkét távcső esetében ugyanannyira lesz fényes a látott kép. (A nagyítást úgy számoljuk, hogy a távcső fókuszhosszát osztjuk az okulár fókuszhosszával.)
Tehát ha a példánkban szereplő 1200 mm fókuszú távcsövet elméletben egy 24 mm-es okulárral használjuk, a 750 mm fókuszú távcsövet pedig egy 15 mm-es okulárral, akkor mindkét esetben 50x-es nagyítással, 150 mm-es átmérő mellett, azonos mennyiségű fény fogja érni a szemünket!
Mégis van szerepe a fényerőnek! A hosszú fókuszú lencsés és a hosszú fókuszú newton távcsövek esetében a hosszú fókusz, hosszú építési mérettel jár. Emiatt stabilabb, de nehezebb és drágább mozgató mechanikát (állványt) igényelnek. Tehát a pénztárcánk és a hordozhatóság kényelme sérül a fókuszhossz növelésével.
(Szándékosan nem említettem a katadioptrikus (MC, SC) távcsöveket, ahol az összehajtogatott fényút kis fényerő mellett is rövid tubushosszal jár együtt.)
A hosszú fókusz előnyei
Mindkét távcsőtípusra igaz, hogy a látott kép esztétikusabb!
Ennek a lencsés távcsöveknél (refraktoroknál) az az oka, hogy a kevésbé fényerős távcsöveket könnyebb precízen előállítani, így a két fő jellemző optikai hibájuk a CA azaz kromatikus aberráció (színezés) és a szférikus aberráció (gömbi hiba) sokkal kevésbé jelentkezik náluk, mint a fényerős típusoknál.
(Persze itt is akad kivétel, mert az ED-lencsés, apokromatikus távcsövek pont a kromatikus aberráció problémájának kiküszöbölésére készültek.)
A newton (tükrös) távcsövek esetében, egész más okból előnyösebb a kevésbé fényerős távcsövek vizuális használata. Mivel kisebb segédtükör kerül beépítésre, a központi kitakarás is kisebb, emiatt javul a képalkotás, kontrasztosabb látványra számíthatunk. Sőt a kómahiba is kisebb és a kevésbé fényerős newton távcsövek a kollimációra is kevésbé érzékenyek.
Nem a fényerő a mélyég objektumok észlelésének fő befolyásoló tényezője
Visszatérve a mélyég objektumok észlelésére, vizuálisan könnyebb a nagy kiterjedésű ködök észleléséhez a kis nagyítás és a nagy látómező alkalmazása, amiben a fényerős távcsövek jeleskednek. Ugyanakkor sok mélyég-objektum közepes, vagy nagy nagyítást igényel, amit a kevésbé fényerős, hosszabb fókuszú amatőr távcsövek is könnyen teljesíteni tudnak. A mélyég objektumok észleléséhez elsősorban az optika átmérőjét kell maximalizálni! Erre célra kiválóak a dobson távcsövek, amelyekből szűkösebb anyagi keretből is nagyobb átmérőjű választható!
A fényerős távcsövek hátrányai
Sok fényerős távcső ugyanakkor nagy nagyításon „elvérzik” ha például nagy kontrasztot igénylő bolygó, Hold, vagy napfolt észlelést végzünk. Említést érdemel még, hogy nagyobb nagyításokhoz rövid fókuszú okulárokra van szükség. Ezek az alacsonyabb árkategóriában már elég kényelmetlenek a rövid pupillatávolság miatt. A kényelmetlen okulárok kiválthatóak fókusznyújtó barlow lencsék használatával, de minden további üveg-levegő felületnek lehet képrontó hatása. A másik lehetőség, a drágább, több lencsetagot tartalmazó kényelmesebb okulárok használata.
Fényerő fotós szemmel
A fényerőnek nagyon fontos szerepe van a fotografikus felhasználásnál, ugyanis szemünkkel ellentétben az érzékelő lapkák képesek folyamatosan gyűjteni a fényt, márpedig minél fényerősebb a távcső annál gyorsabban. Tehát rövidebb idő alatt lehet kiexponálni a képet egy nagyobb fényerővel bíró optikával. Ez egyrészt csökkenti az áram alatt folyamatosan melegedő érzékelő által okozott „zaj” mennyiségét, másrészt a távcsőmechanikák elkerülhetetlen pontatlanságai és a légkör okozta változások a rövidebb expozíció alatt szintén kevésbé jelentkeznek.
A fényerő és a szükséges expozició hossza között négyzetes és fordított arány van, tehát f4.0 és f8.0 érték között (két fényérték) 4x annyi expoziciós időre van szükség, hogy ugyanannyi fény érje az érzékelőt.
Másként megfogalmazva a (hagyományos nappali fotózásból ismert) szabvány fényerősor két szomszédos értéke közötti előre lépés azt jelenti, hogy éppen felennyi fény éri majd a szenzort, azaz duplájára nő az expozíciós idő. Ha nem akarunk négyzetgyökökkel bajlódni, akkor közelítőleg megkapjuk milyen egy szabvány blendesor, ha 1.4x-es szorzót használunk az értékek között. Kicsit csalnunk, azaz felkerekítjük az értékeket.
Gyakran találkozhatunk a „változtatható fényerejű” régi fényképezőgép objektívjein is ezekkel az értékekkel, ahol a blende szűkítésével lehet befolyásolni a bejövő fény mértékét. Persze a fényképezőgép optikáknál más szempontok miatt is fontos a fényerő, mint amilyen például a mélységélesség. A mélységélesség (azonos fókuszhosszt feltételezve) nő a blende, azaz az átmérő szűkítésével és ezzel együtt a fényerő csökkenésével is jár.
f1.0 – f1.4 – f2.0 – f2.8 – f4.0 – f5.6 – f8.0 – f11.0 – f16 – f22 – stb.
A fókuszhossz az asztrofotózás szempontjából, az érzékelőre vetített kép révén is fontos. A hosszabb fókusz értelemszerűen szűkebb látómezőt okoz, tehát korlátot jelent a nagyobb kiterjedésű objektumok fotózásánál. Fordítva is igaz, hogy a rövidebb fókusszal „elvész” a kisebb égterületet elfoglaló objektum a képen.
A bolygó-videókból készített képek esetében is hosszú fókuszú távcsövekre lesz szükségünk, amelynek a fókuszát sokszor még tovább is kell nyújtanunk, persze kellő átmérő mellett, hogy felbontás is megfelelő legyen.
Összegezve
A fentiekből is jól látszik, hogy kevés mindenes amatőr csillagász távcső létezik. Vagy vizuális használatkor nyerünk/vesztünk a választásunkkal, vagy pedig a fotografikus felhasználásnál járunk hasonlóan. Épp így egy nagy nagyításra, ezáltal bolygózásra maximálisan jó távcső nem lesz ugyanannyira jó nagy látómezőt igénylő területekre és fordítva.
A nagyon fényerős, vagy a kis fényerővel rendelkező távcsövek „cél” műszerek, a használójuk számára fontosabb érvek alapján lesznek kedveltek, valójában nem jobb vagy rosszabb távcsövekről beszélünk, hanem más-más területen jeleskedő műszerekről. Sok amatőr éppen ezért választ magának akár kettő (vagy több) műszert is.
Ha távcső vásárlás előtt állsz érdemes elolvasnod a Tanácsok csillagászati távcső vásárlása előtt című cikkünket
