1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Partendo dal presupposto che, in visuale, usando un oculare di focale minore il campo visivo si rimpicciolisce, ma sarà meno luminoso. Mentre con un oculare di focale maggiore, accade il contrario.
In astrofotografia usando lo stesso telescopio, ma con due sensori di dimensioni differenti.
A parte il diverso campo inquadrato, cosa cambia?
Usando le stesse impostazioni (exp, gain, etc...), e presupponendo che i sensori abbiano le stesse caratteristiche (QE, rapporto segnale rumore, etc...).
Cambierà anche la quantità di luce raccolta e di conseguenza, si avrà un'iimmagine più luminosa col sensore più grande?
Se si, il tutto è dovuto dalle dimensioni dei singoli pixel (e non, dalla dimensione del sensore in se). Più sono grandi e più raccolgono luce. Giusto?

Altra domanda...
Sapendo che, tra un diametro di 30mm ed uno di 150mm, in visuale ci sono circa 3,5 magnitudini di differenza.
E quindi, partendo il 30mm con un forte handicap a livello di raccolta di luce.
Presupponendo che il 30mm sia un F4, ed il 150 mm un F10.
A partità di sensore questa volta, è possibile riuscire ad ottenere gli stessi risultati in astrofotografia?
Il minor rapporto focale del 30mm, a parte permettere di avere un campo più largo non credo influisca. Se è valido il discorso fatto prima sui pixel del sensore (in questo caso il sensore è lo stesso, ed i pixel hanno le stesse dimensioni). Magari mi sbaglio, ed influiscono anche la lunghezza ed il rapporto focale!
Oppure, l'unica soluzione (e non è detto che basti) sarebbe quella di usare tempi di esposizone (aumentando anche il gain) nettamente superiori con il 30mm?
Esistono per caso delle formule, per fare calcoli di questo tipo?

Grazie

Premesso che per risponderti con precisione ci vorrebbe un mezzo trattato di ottica, secondo me nel tuo post fai un po' di confusione tra il visuale e la fotografia, che sono ambiti completamente diversi.
E' corretto che tutto dipende dalle dimensioni dei pixel non da quelle del sensore, che influenza il FoV (campo inquadrato) e la risoluzione. La raccolta di luce dipende invece solo dal cono di luce in arrivo sui pixel, mentre le caratteristiche di questi ultimi (QE, Full Well Capacity, dimensioni) influenzano la luminosità dell'immagine a schermo.
Per fissare le idee supponiamo di avere due sensori con la stessa QE, stessa FWC, ecc. ma uno da 2,90 micron e l'altro da 5,8 (il doppio). Riprendiamo con gli stessi settaggi. Cosa cambia togliendo uno e mettendo l'altro?
Cambia che il cono di luce che il telescopio fa convergere al fuoco è lo stesso, assicurando lo stesso flusso luminoso (fotoni/micron quadrato*s) ma i pixel più grandi hanno una superficie quadrupla e quindi raccolgono 4 volte i fotoni dell'altro, il che risulta in una immagine 4 volte più luminosa. L'esempio non è molto realistico perché a un pixel più grande corrisponde generalmente una FWC maggiore, com'è anche intuitivo.
In teoria, quello che si vuole sono pixel più grandi possibile, con FWC maggiore possibile, ma non tali da sottocampionare, e con un rumore di lettura e di buio minore possibile, con un sensore più grande possibile.
In pratica, la possibilità di aumentare o ridurre con Barlow/riduttori il rapporto focale dello strumento (e quindi il flusso di energia luminosa in arrivo sul sensore), e la possibilità di incrementare la profondità di ripresa con lo stacking rendono molto più flessibile la scelta e molto più facile la vita dell'astrofotografo.
Se parliamo di oggetti diffusi e non di stelle (planetarie, galassie, nebulose) allora il 30 mm del tuo esempio sarà sempre 15/4^2= circa 16 volte più luminoso dell'altro da 150, richiedendo tempi di posa 16 volte minori. L'obiettivo più grande, in virtù della molto maggiore lunghezza focale, avrà dalla sua una scala d'immagine superiore e una risoluzione migliore, tutto questo semplificando un discorso con molte variabili. La scelta migliore dipende da cosa vuoi ottenere.

_________________
http://www.vincenzodellavecchia.it

Ti ringrazio intanto per la risposta.
Colgo l'occasione per chiedere delucidazioni anche sul visuale... aumentando la focale, il campo visivo si ristringe e risulta essere meno luminoso. E fin qui, ok.
Ma, la magnitudine limite resta la stessa (tra un 60x ed un 200x per esempio?), sabbene in pratica causa maggiore turbolenza dovuta al maggiore ingrandimento, risulterà minore? Oppure, si riduce per via del minor cono di luce che raggiunge il punto di fuoco?

Chiuso il capitolo visuale, torno al tema principale.
Mi sono dimenticato di scriverlo, ma il succo del discorso era legato alla magntudine limite raggiungibile.
Quindi, se ho capito bene a parità di tubo, di impostazioni di scatto, e caratteristiche dei sensori.
Quello con i pixel più grandi, raggiungerà un valore di magnitudine maggiore.

Per quanto riguarda il confronto tra il 30mm f4 ed il 150mm f10, mi riferivo sempre alla magnitudine limite (possiamo quindi dire stellare).
Presumendo di usare la stessa camera astronomica, e quindi lo stesso sensore.
La differenza di diametro, non è comunque determinante a livello di raccolta di luce da parte dei pixel?
Sebbene l'altro sia più "veloce"?
Per quello, accennavo all'ipotesi di dover usare un tempo di esposizione maggiore con il 30mm, per raggiungere la stessa magnitudine raggiunta con il 150mm.
Forse confondo il visuale ed il fotografico, e non riesco a comprendere bene il discorso.

Per il visuale, come giustamente hai intuito, l'ingrandimento non ha in teoria effetto sulla magnitudine limite, sebbene questo sia vero fintantoché le stelle restano puntiformi. Se l'ingrandimento è elevato e/o la turbolenza è forte allora le stelle si comportano come piccoli oggetti estesi, la loro intensità superficiale diminuisce e le più deboli finiscono per scomparire rispetto al caso ideale.
Un concetto che faticherà sempre ad entrare in testa agli astrofili è la differenza tra luminosità fotografica (che dipende da f/) e quella visuale (che dipende da PU, pupilla d'uscita). Questo perché il sensore riceve il cono di luce dall'obiettivo la cui intensità dipende da f/, mentre questo stesso cono non arriva all'occhio ma ad un oculare interposto che ha lo scopo di formare un'altra immagine, la pupilla d'uscita PU, immagine che poi il nostro occhio metterà a fuoco sulla retina.

Per venire all'imaging non saprei dirti se esistono fogli di calcolo appositi, una formula che avevo annotato, presa non ricordo da dove ma che dovrebbe essere abbastanza affidabile è questa:

Lm= 15 + 5 log (D) + 1,25 log (t)

con D diametro dello strumento in metri, e t tempo totale di esposizione in secondi (logaritmi in base 10). Il primo addendo può migliorare di 2 - 3 magnitudini o più se il seeing è buono e la camera è raffreddata.

Quindi con il 30 mm, 100 immagini da 1 sec
Lm= 9,9

con il 150 mm:
Lm= 13,4.

Comunque se il tuo scopo è tirare fuori le stelle deboli allora vince sempre il diametro. Il 150 mm raccoglie 25 volte più luce del 30 mm, cioè vede stelle di circa 3,5 magnitudini [la radice 2.5 di (150/30)^2] più deboli a parità di tutte le altre condizioni.

_________________
http://www.vincenzodellavecchia.it

Ti ringrazio!
Ipotizzando di usare sempre lo stesso tubo, e la stessa camera. Utilizzando lo stesso tempo d'esposizione, gain, etc...
E scattassi prima senza, e poi con una barlow x2.
Con il raddoppio della focale (e del rapporto focale), ci sarebbe ovviamente il dimezzamento del campo inquadrato. E fin qui, ok.
Ammesso che abbia capito, e sono ignorante in campo fotografico... lo so!
A differenza del visuale, a causa della minor luce che raggiungerebbe i pixel, la magnitudine limite sarebbe minore?
Oppure come avviene nel visuale non cambierebbe teoricamente (perchè il diametro è sempre lo stesso), ma in pratica anche per il seeing sarebbe minore? Salvo l fatto che, l'immagine sarà meno luminosa, e più scura.
Mi sembra di aver capito che il rapporto focale, non è determinante per la magnitudine limite fotografica. Ma solo per la luminosità dell'immagine. Quindi, dovrebbe essere corretta la seconda ipotesi.

Per quanto riguarda il confronto tra il 30mm f4 ed il 150mm f10. Quindi, dovrei aumentare notevolmente il tempo d'esposizione per singolo scatto col 30mm, per avvicinarmi alla magnitudine raggiunta dal 150mm (per esempio in 1s). Ammesso che ci si riesca, dal momento che 3,5 magnitudini sono una bella differenza.

Ma se volessi simulare l'uso del 30mm (che non ho), potrei diaframmare eccentricamente il 150mm F10 (è un SC ed è quindi ostruito) a 30 mm? Ci sarebbe però il problema, del netto aumento del rapporto focale (passerebbe ad un F50! invece che usare un F4 nativo). Non credo abbia senso.

Avendo un 150mm f10 ed una camera planetaria (4.8mm x 3.6mm). Volevo allargare il campo senza spendere troppo, per fare qualche prova di live stacking su oggetti deep (quelli più luminosi, con il live stacking non ho pretese di fotografare deboli nebulose).
Considerando che, è meglio avere campi larghi, sia per il seeing che per facilitare l'allineamento degli scatti e per una questione di precisione d'inseguimento (e la mia montatura non è di certo la migliore).
Quindi, mi era venuta in mente l'idea di prendere un tele guida 30/120 e usarlo con la camera planetaria.
Però, mi pare di capire che il diametro è troppo piccolo e limitante.
Rischierei di avere problemi (3,5 magnitudini dovute al diametro in un ambiente urbano periferico, non sono pochi) a trovare le 3 stelle minime di allineamento con sharpcap, e sarei costretto ad aumentare tanto i tempi sul singolo scatto (e non possedendo una montatura equatoriale, non potrei aumentarli più di tanto).

Temo di dover usare il 150mm f10 con la camera planetaria, dovendomi limitare a scatti brevi su oggetti molto piccoli! Però molti altri oggetti, sarebbero preclusi perchè troppo grandi. M31, M42 e le Pleiadi per esempio, me le scorderei...

Pur non avendo le rigorose conoscenze di Vincenzo, da qualche anno mi diverto ad osservare/riprendere il cielo profondo accessibile alla mia QHY-5L-II (stesse dimensioni del tuo sensore, 3,6x4,8 mm, risoluzione 1280x960) dotata di piccolissimi strumenti che vanno da un cercatore 50/180 ad un minuscolo doppietto 18/67,5 fino ad obiettivi CCTV a focale corta e cortissima (un 8 mm e un 2.5) e, ultimamente, un obiettivo zoom 5-100 mm con lente frontale di circa 40. Ciò che accomuna tutto quanto è un rapporto focale mai superiore ad F/4 o meno: in questi thread
viewtopic.php?f=3&t=101187
viewtopic.php?f=3&t=111408&start=10
puoi trovare alcuni dei risultati che ottengo (nemmeno i migliori). Ti assicuro che, anche con diametri piccoli o piccolissimi, moltissimo del cielo profondo è accessibile (perfino da Milano e, con focali sotto i 100 mm, anche senza montatura: io tengo la camera fissa su treppiede, poi il livestack di Sharpcap fa il resto), naturalmente in relazione alla scala d'immagine che ogni focale permette di avere.
Spero sia utile.

_________________
... lunga vita al sessantino!

"CHI BRUCIA LIBRI FINISCE COL BRUCIARE UOMINI"
Heinrich Heine

Intanto complimenti!
Ti avevo già letto su altri lidi, ma ero solo un "visitatore" non registrato del forum. Ed eri stato proprio tu, a farmi venre la voglia di provare a fare live stacking!
E memore dei minuscoli diametri usati da te, mi era balenata l'idea del tele guida svbony 30/120. Senza spendere troppo.
Veramente notevole l'M42 ripresa con il 50/180 di Lolli, da Milano. Con pose da 2s ed un tempo totale di 10 minuti, ho constatato che hai quasi raggiunto una mag di 14! Delle macchie debolissime, ma ci sono.
Stellarium web riporta le stelle come GAIA DR2, quindi i dati dovrebbero essere affidabili (a differenza di stellarium software). Anche Cartes Du Ciel, sembra confermare!
A questo punto, perchè non provi con Plutone? Non ti nego che è un mio pallino, e vorrei tanto riuscirci a "beccarlo"

ps: Ma il 50/180 di Lolli quanto l'hai pagato? Io ho cercato nel sito, ma non l'ho trovato... forse ho cercato male io però.
Credo che il 50mm (c'è anche quello della svbony), forse sarebbe il miglior compromesso tra budget, campo visivo e luce raccolta.

Ciao, sì, come vedi si può fare: da Lolli avevo preso questo cercatore/puntatore da 50 mm. Naturalmente è un cercatore a f/3.6, con tutti i limiti del caso: sferica, cromatismo... Ma se ci si accontenta può far togliere delle belle soddisfazioni (incredibilmente anche nella fotografia planetaria, con qualche alchimia ottica da smanettone). Funziona benissimo sui globulari, sugli ammassi aperti e sulle nebulose luminose; non tanto sulle galassie, perlomeno finché non lo si piazza su una montatura motorizzata che permetta pose da almeno 6-8 secondi - ma non ci ho mai provato.
Oltre al puntatore/cercatore avevo trovato anche questo interessante obiettivo zoom 5-100 mm: a dir la verità l'ottica è piuttosto forzata e con una sferica davvero invadente alle focali medie, ma permette di togliersi molte soddisfazioni con un setup davvero lillipuziano e portabilissimo. Montato su cavalletto, anche da tavolo, e testa a sfera passa da panoramiche di intere costellazioni ad ammassi globulari (che riesce in parte a risolvere), nebulose di media estensione e addirittura galassie (M81-M82, ammasso della Vergine, tripletto del Leone...). Naturalmente non parliamo di astrofotografia "con tutti i crismi", ma semplicemente di osservare a video cose altrimenti invisibili; il livestack di Sharpcap permette di salvare la somma di immagini come raw a 32 bit, poi editabile con software come questo
Tanto per intenderci, ecco alcune immagini prese qualche sera fa nel giro di pochi minuti con l'obiettivo zoom su testa a sfera (senza neanche treppiede: avvitata su un morsetto agganciato alla ringhiera del balcone):






eccetera, eccetera... basta solo avere un po' di fantasia, di pazienza e rapporti focali veloci (per l'obiettivo in questione, da F/1,6 a F/2,8) e accontentarsi della qualità ottica non eccelsa. Ma l'agilità di questa attrezzatura ripaga grandemente.

... Aggiungo: oltre al 50 mm mi sono autocostruito qualcosa di molto simile al 30/120 di cui parli. Acquistando uno di questi doppietti, sempre dal mitico Lolli, ed intubandolo in modo casereccio ma efficace, ho messo insieme un cannocchiale 35/140 (la lunghezza focale, calcolata su Astrometrica, è risultata 141 mm) dalle dimensioni abbastanza simili allo SVBony (ma dal costo un paio d'ordini di grandezza inferiore).
L'estate scorsa, installandolo su di una montatura autocostruita con due bei disconi in azimuth e altezza, ho visto un sacco di roba puntando con le coordinate altazimutali... per intenderci, ecco come ha "visto" M20 con pose da un paio di secondi... c'è da dire che il rapporto più spinto, di circa F/4, vorrebbe pose più lunghe.

_________________
... lunga vita al sessantino!

"CHI BRUCIA LIBRI FINISCE COL BRUCIARE UOMINI"
Heinrich Heine

@ Andrea75

Grazie per il link, non ero riuscito a trovarlo. E belli pure gli scatti, considerando anche che da quanto ho inteso non hai una montatura motorizzata!
Devo dire che... sei bravo con il fai da te
Io invece non sarei capace nell'autocostruzione, devo affidarmi agli strumenti fatti e pronti.
Su un noto sito di ecommerce cinese ho trovato il 60/240 della Svbony, praticamente allo stesso prezzo del 50mm di Lolli. Ovviamente, non ti saprei dire sulla qualità dello strumento.
Certo, un 60mm rispetto al 30mm iniziale... già sarebbe un'altra cosa! Ma il campo inquadrato comincierebbe ad essere stretto con la planetaria, e con M31 mi servirebbe un riduttore x0.5
Ci devo pensare...


Per quanto riguarda il discorso del rapporto focale. Non potendo ridurre la focale con la strumentazione a mia disposizione., ho effettuato un test aumentandola con la barlow x2.
Ho effettuato uno scatto senza, e poi con la barlow x2.
Ho usato il 150mm F10 con il sensore 4,8mm x 3,6mm, con gli stessi parametri di scatto (1s di exp e gain 500).
In quella senza barlow si vede in alto a destra, una stella di mag 11.4 (è fuori campo in quella con la barlow x2) in modo evidente.
In quella con la barlow x2, si nota ovviamente il calo di luminosità e la stella più debole di circa mag 11.2... s'intravede a malapena. Praticamente, quello che accade in proporzione in visuale.
Mi resta il dubbio sul fatto che, il rapporto focale in ambito fotografico, possa incidere oltre che sulla luminosità anche sulla magnitudine limite effettiva. A parità di diametro, sensore e parametri di scatto.

ps: Gli scatti sono grezzi, non c'è stata nessuna elaborazione. Li ho fatti giusto per test.

Zubenelhakrabi (campo visivo circa 11' x 8')