Benvenuti in questa guida pratica dedicata alle focali per astrofotografia, ossia quale lunghezza focale dello strumento è necessaria per poter fotografare le varie tipologie di oggetti celesti.
Non esiste ovviamente, una focale fissa, salvo per alcuni oggetti specifici. Per cui è difficile dire cose tipo: “per fotografare questo tipo di oggetti serve una focale di x millimetri”, perche nelle varie tipologie ci sono dimensioni apparenti molto variabili.
Quindi vedremo i vari casi e cercheremo di capire come gestire bene la scelta delle focali per astrofotografia.
Esempi di focali per astrofotografia
Per questa guida sulle focali per astrofotografia abbiamo usato alcuni simulatori astrofotografici e una rosa di possibili telescopi, scelti non per il modello specifico (non facciamo pubblicità a nessuno), ma solo per la loro classe di focale. Piuttosto che fissare un generico x mm preferiamo infatti fare riferimento a veri strumenti esistenti.
La focale maggiore la offre il C14 coi suoi quasi 4000 mm. Si avete letto bene, 4000. Come lente fotografica abbiamo scelto un 200 mm, che risulta anche essere la focale più corta del nostro esperimento. In un caso abbiamo usato un 40 mm.
Come strumenti di ripresa, per comodità di confronto, abbiamo scelto una full frame, ossia sensore 24*36 mm, una camera astrofoto ASI 2600 con sensore APS e una ASI 183 con sensore ridotto e fattore di crop 2.7x .
Si tratta di scelte di puro comodo, solo per avere degli strumenti reali con cui fare le simulazioni
Abbiamo preso in esame poi alcuni oggetti celesti per ciascuna categoria, ossia:
- galassie
- nebulose
- ammassi stellari (star cluster)
- pianeti
Per le galassie ne abbiamo indivuate tre. La gigantesca M31 Andromeda e due di “grandezza” decrescente, M33 e M106. Considerate che la maggior parte di loro è nelle classi di grandezza apparente dell’ultima; non di Andromeda, che resta caso unico.
Nel caso delle nebulose siamo andati a curiosare nella costellazione di Orione, per vedere (in ordine decrescente di grandezza apparente) il colossale Barnard’s loop, che si trova tutt’attorno alla costellazione, la celebre M42 e infine la minuscola ma bellissima nebulosa oscura detta Testa di Cavallo.
Per gli ammassi stellari abbiamo esplorato M13.
Quando parliamo di “dimensioni”, ricordate che ci riferiamo sempre alla grandezza apparente, cioè quella che vediamo, non a quella reale dell’oggetto. Quindi grandezza reale in rapporto alla distanza. L’unità di misura che si usa è chiamata magnitudo apparente ed è espressa da un numero: valore minore vuol dire che ci appare più grande.
Focali per astrofotografia delle galassie
Iniziamo con le galassie. Se decideste di dedicarvi alla loro caccia nel cielo notturno, sappiate che sono quasi tutte accomunate da una grandezza apparente molto ridotta, quindi valore di magnitudo elevato. Richiedono focali notevoli per poter catturare una inquadratura soddisfacente.
Tutte esclusa una: M31 Andromeda, magnitudo apparente di 3.4. Iniziamo da lei. Come vedete una normale fotocamera con un 200 mm riesce già a fare una discreta ripresa. Con un 500 mm raggiunge addirittura il pieno fotogramma.
Andiamo quindi a vedere la galassia M33 Triangulum, magnitudo apparente 5.7, che risulta (nel nostro emisfero) la seconda in ordine di grandezza apparente dopo Andromeda.
Facile il confronto con M31 Andromeda, dove la focale di 478 mm era sufficiente per il pieno fotogramma. Qui invece serve una focale quadrupla (oltre 2000 mm) per avere la stessa copertura dell’inquadratura.
Vediamo infine la galassia a spirale M106, con magnitudo apparente di 8.4.
Siamo ripartiti dai 2032 mm del C8 e vedete come, per avere il pieno fotogramma, serva una focale doppia: i 3910 mm del C14.
Vediamo ora cosa accade però se mantenendo la stessa focale, usiamo una camera con sensore più piccolo. Un confronto sul C8 da 2032 mm con una full frame e una APS.
Si nota come lo scatto con camera APS mostri la galassia in una dimensione intermedia tra le foto a 2032 e 3910 mm con sensore full frame. Questo è ovvio, dato che tra 2032 e 3910 mm abbiamo quasi un 2x, mentre il fattore di moltiplicazione tra FF e APS è 1.5x.
Vi elenco ora, in scala decrescente, le maggiori galassie osservabili dal nostro emisfero, ciascuna con la sua magnitudo apparente. In questo modo potete farvi una idea delle dimensioni medie che vi aspettano, e quindi dello strumento che dovrete comprare.
- M31 Andromeda – 3.4
- M33 Triangulum – 5.7
- M81 Bode – 6.9
- M83 Southern Pinwheel – 7.5
- M 104 Sombrero – 8
Come vedete, tolte le prime due, che abbiamo esaminato nelle foto test, tutte le altre hanno dimensioni apparenti simili o minori a quelle di M106.
Lo strumento necessario per fotografare galassie deve avere quindi una focale di almeno 2000 mm, se usate un sensore full frame. Può essere minore (attorno a 1200/1500 mm) se pensate invece a camere APS, o anche attorno a 1000 mm con sensori di dimensioni ancora più piccole.
Un 1200 mm con camera APS inquadra come un 1800 mm, un 1500 mm come un 2250 mm.
La astro camera ASI 183, ad esempio, ha fattore crop 2.7x; un 800 mm “diventa” un 2160 mm.
Focali per astrofotografia delle nebulose
Il nostro primo test lo facciamo su una vera e propria celebrità nel mondo delle nebulose: M42 in Orione, per la precisione nella sua “spada”.
Ora, a parte l’orientamento della camera che poteva essere ruotato di 90 gradi, vedete come solo a 800 mm (su full frame) iniziamo ad avere un fotogramma bello pieno.
Vediamo ora cosa accade con le stesse focali usando una astrocamera con sensore APS.
Questa è una nebulosa di notevole grandezza apparente, certo, ma ce ne sono molte di ampiezza simile che sono osservabili dal nostro emisfero. Abbiamo poi le grandi regioni a H, coloratissime di rosso e con dimensioni notevolmente maggiori, ma spesso non hanno forme accattivanti come molte nebulose.
Sempre in Orione, con la stessa focale su full frame, spostiamo l’inquadratura per centrare un’altra celebrità: la nebulosa oscura Testa di Cavallo, che prende il nome proprio dalla sua curiosa e inconfondibile sagoma equina.
Vedete come sia necessaria una focale altissima, i quasi 4000 mm del C14, per averla inquadrata in maniera soddisfacente. E neppure a tutto fotogramma. Vediamola con le medesime focali ma sensore APS.
Passiamo ora una regione a Idrogeno, la LBN 200, nella quale si nasconde una gradita sorpresa.
Se a 200 mm la APS taglia troppo e non riesce a coprire l’intera nube colorata della regione Idrogeno, per fare la bellissima nebulosa al suo interno, detta Crescent Nebula, serve al contrario una focale molto elevata, a partire dai 2032 mm del C8.
Al contrario, per fotografare il Barnard’s Loop, la fascia di Idrogeno attorno alla costellazione di Orione (che vediamo bene nella prima immagine di riferimento) abbiamo dovuto aprire molto il campo ricorrendo a una focale fotografica, un 40 mm Sigma ART f1.4.
Lo abbiamo usato sia con una full frame che con una APS. Ecco il risultato.
Focali per astrofotografia degli ammassi stellari
Per gli ammassi stellari, in inglese star cluster, abbiamo scelto M13 nella costellazione di Ercole. Il sensore usato è APS.
La magnitudo apparente di questo ammasso è 5.8 e quasi tutti gli altri visibili dal nostro emisfero hanno valori maggiori, quindi vuol dire che sono simili o più piccoli.
Lavorando con una camera dal sensore formato APS, la focale minima per questo genere di oggetti è attorno ai 2000 mm.
Con camere a sensore più piccolo, tipo la ASI 183, è possibile usare con profitto strumenti a partire da 1000 mm. Con full frame è invece necessario arrivare a focali come i quasi 4000 mm del C14.
Focali per i pianeti
Veniamo ora alle focali per astrofotografia planetaria. Se avete letto il mio tutorial introduttivo sull’astrofotografia, avrete scoperto che i pianeti alla portata reale dei nostri strumenti amatoriali sono solo quattro:
- Venere
- Marte
- Giove
- Saturno
I primi due, pur non essendo grandissimi, sono vicini; mentre gli altri due, pur essendo lontani, sono enormi. Gli altri sono troppo piccoli e lontani.
La prima prova effettuata è un mix tra astro e fotografia tradizionale, per aiutare chi viene dalla fotografia ad avere un’idea delle misure in gioco quando si parla di “planetaria”.
Il telescopio preso come standard è un Celestron C14 da 3910 mm di focale, ma la fotocamera è una classica Eos 5d MK4 con sensore FF.
A seguire, gli stessi pianeti, con lo stesso C14, ma un corpo macchina Eos 7d, quindi una APS.
Si capisce subito come, nonostante il potentissimo telescopio, la visione che otteniamo dei pianeti – che peraltro sono i più “grandi” – è davvero minimale. Ovvio che le fotocamere tradizionali non sono adatte.
Non tanto per motivi tecnici, ma per le dimensioni dei loro sensori.
Nel tutorial introduttivo, oltre ad aver scoperto che i pianeti non si fotografano in maniera classica, ma con video che vengono poi scomposti in singoli fotogrammi interpolati tra loro, avrete appreso che per loro esiste una gamma di astrocamere dedicate (sensore molto piccolo e quindi alto fattore di crop) dette appunto planetarie.
Intanto abbiamo ripetuto il test di prima con la Eos 7d, ma applicando al C14 una lente Barlow 4x, ossia un addizionale ottico che moltiplica focale del telescopio, portandola in questo caso all’astronomico valore di 15640 mm.
Le dimensioni sul fotogramma iniziano a essere interessanti, ma considerate sempre che il bordo è quello giallo.
Abbiamo fatto infine dei test con una camera ASI 183, che ha un fattore di crop 2.7 x, usando Giove. Siamo ripartiti dal Celestron C14 in versione nativa con camera APS, aggiungendo poi la lente addizionale Barlow 4x, e usando infine la ASI 183.
Da sinistra.
- nativo a 3910 mm + astro camera APS. Focale di ritaglio 5865 mm
- con Barlow 4x da 15640 mm + astro camera APS. Focale di ritaglio 23460 mm
- con Barlow 4x da 15640 mm + astro camera crop 2.7x. Focale di ritaglio 42228 mm
Vi faccio notare che per avere Giove inquadrato a malapena a un terzo di fotogramma è servita una “focale” di oltre 40mila millimetri.
Focali per fotografare Sole e Luna
Chiudiamo questa carrellata con Sole e Luna, i due soggetti più vicini a noi, quindi ritenuti più facili. Si, lo sono se vogliamo ritrarli per intero. Ma se poi, scoprendo che hanno superfici ricche di dettagli, volessimo approfondire, ecco che diventano soggetti difficili come gli altri.
Risulta evidente che per fare la Luna intera basta una focale di 800 mm con una APS, o anche una FF e poi un ritaglio. Ma per fotografare crateri e mari nel dettaglio serve una focale di almeno 4000 mm, nativa o ottenuta usando una lente Barlow, su un sensore che sia almeno APS o piu piccolo.
Per il Sole, fermo restando che è fondamentale usare uno speciale filtro da porre davanti al telescopio, la situazione focali è simili.
Se ci basta il solo disco pieno, allora siamo in una situazione simile alla Luna, per cui 800 mm con APS riesce già a coprire un buon 50% del fotogramma. Ma se ci appassionano le macchie solari e i colossai flare, allora anche qui dobbiamo partire da 4000 mm di focale e almeno un sensore APS, o minore.
NOTA – Mai inquadrare o peggio guardare con l’occhio il sole direttamente. Si rischia un danno grave e permanente alla vista. Sempre solo dopo aver montato correttamente lo speciale filtro solare.
