Astrofotografia: abertura real vs número f?

Ao ler sobre astrofotografia, descobri que parece haver um movimento que acredita que a abertura real (diâmetro da íris) é mais importante que o número f quando se fala em velocidade. Como e de onde isso veio?

Eu li uma refutação, mas estaria interessado em ouvir opiniões. Eu acho que você pode atribuir isso a espalhar a mesma luz (uma seção da imagem) por mais sites de fotos, ou apenas uma maneira enigmática de dizer que a ampliação é boa, mas isso parece ter sido aplicado também em fotos de grande angular.

Também li coisas sobre o número f que afeta o limite de neblina do céu (em oposição à exposição geral).

Em uma câmera, todas as partes da imagem passam por todas as partes da lente, de modo que a abertura afeta a quantidade de luz que atinge cada parte da imagem.

Em um telescópio, a luz que entra é paralela, de modo que cada parte da imagem passa apenas por um ponto na lente. A abertura limita apenas o círculo da imagem, não afeta a quantidade de luz que atinge cada parte da imagem. Portanto, a relação entre abertura e distância focal (número f) não é relevante para a exposição.

O limite de neblina no céu é determinado principalmente pela quantidade de luz dispersa que você recebe e, como a luz dispersa não é paralela (como vem da atmosfera da atmosfera), sua intensidade é afetada pela abertura. Portanto, uma abertura menor teria algum efeito no limite de neblina do céu.

Por um momento, considere apontar sua câmera para uma parede completamente iluminada. Vamos supor que você comece com uma lente de 50 mm com uma abertura de 25 mm (ou seja, f / 2). Se você mudar para uma lente de 100 mm, estará reduzindo o ângulo de visão para coletar luz de uma área menor - para coletar menos luz. Para ser mais específico, você está cortando o ângulo de visão pela metade, o que reduz a área para 1/4 do total, e você coleciona 1/4 da quantidade de luz. Para olhá-lo de um ponto de vista ligeiramente diferente, a luz de uma determinada parte da entrada é espalhada em quatro vezes a área no sensor / filme, de modo que apenas aparece 1/4 da mesma luz em qualquer parte do sensor / filme.

O uso de uma abertura relativamente compensa isso; por exemplo, f / 2 fornece a mesma quantidade total de luz que entra na câmera, independentemente da combinação da distância focal e tamanho da abertura necessária para chegar a f / 2.

A maioria das astrofotografias é um pouco diferente. Em particular, ao tirar uma foto de uma estrela, dobrar a distância focal não deve dobrar o tamanho aparente da estrela. Além do sol, todas as estrelas ¹ são distantes o suficiente para que elas sempre apareçam como uma fonte pontual. Dobrar a distância focal não significa que a estrela será projetada em quatro vezes a área do filme / sensor. Pelo contrário, com os limites de nitidez da ótica, qualquer distância focal usada ainda projetará a imagem das estrelas como uma fonte pontual.

Eu digo "a maioria" acima, porque isso realmente se aplica apenas às estrelas . Para a lua, nebulosas, cometas e planetas mais próximos, você normalmente amplia a tal ponto que o objeto em questão se projeta como um disco no sensor / filme. Assim que isso acontece, você volta à situação originalmente descrita: alterar a distância focal altera o tamanho aparente do objeto. Uma distância focal longa espalha a mesma luz por mais pixels, então você precisa coletar mais luz para compensar.

_{¹ Apenas como tecnicidade, alguns dos maiores telescópios teoricamente têm resolução suficiente para resolver um disco de duas estrelas extremamente grandes e relativamente próximas, como Betelgeuse. Mesmo com eles, isso ainda é puramente teórico - a atmosfera nunca é suficiente para atingir o nível de detalhe necessário.}

Se um telescópio de 200 polegadas fosse colocado em órbita, fora da atmosfera, poderíamos ver Betelgeuse como um disco e não como uma fonte pontual. Mesmo isso só é possível porque Betelgeuse é quase espantosamente enorme e relativamente próxima. Para a maioria das estrelas, você precisaria de um telescópio em órbita muito maior ainda.

A proporção f em um telescópio define o ângulo de visão que é capaz de exibir com uma ocular que focaliza todo o círculo da imagem a partir do espelho primário (em um refletor) ou da lente objetiva (em um refrator). A abertura de um telescópio é o diâmetro do espelho primário / lente objetiva. Na prática, o fator limitante ao usar um adaptador para montar sua câmera no telescópio é geralmente o diâmetro do adaptador de montagem em T entre o telescópio e a câmera que tende a sufocar um pouco da luz.Durante a visualização normal do telescópio, para obter uma ampliação maior, substitua a ocular que focaliza todo o círculo da imagem por uma que focaliza a luz em apenas uma porcentagem do círculo da imagem. Você ainda está usando o objetivo / objetivo inteiro, mas está focando apenas a luz que a atinge do centro do campo de visão.

Quando você remove a ocular e insere um adaptador de montagem em T, o que você está fazendo é permitir que o ponto de foco ultrapasse o tubo de foco e resolva no plano do sensor da câmera. O foco é ajustado colocando o focalizador dentro ou fora para alterar a distância entre o primário / objetivo e o sensor da câmera. Às vezes, podem ser necessários tubos de extensão para tirar a câmera longe o suficiente para que o movimento do rack de foco possa trazer a luz da luneta para o foco.

O que tudo isso significa é que a abertura efetiva geralmente é determinada pelo diâmetro do adaptador de montagem em T, e não pela razão f do telescópio. Na prática, ao usar uma DSLR em um telescópio astronômico, você precisará experimentar um pouco de ISO e velocidade do obturador para encontrar os valores de exposição corretos. Não existe um valor de exposição "correto". Uma exposição mais baixa revelará apenas as estrelas mais brilhantes, enquanto uma exposição mais alta também revelará as mais escuras. Geralmente, uso a regra da distância focal / 600 para determinar a velocidade máxima do obturador que pode ser usada sem que o movimento das estrelas em relação à superfície da Terra se torne evidente em uma imagem não cortada, depois vá daí com a ISO até a menor magnitude que eu gostaria para mostrar na imagem é apenas visível.