Astroclub de la Girafe

, Author

por Bernard Chéron

Observar o Sol é uma actividade interessante para o amador, devido à sua aparência em mudança. A superfície do disco é frequentemente cravejada com manchas que reflectem a “actividade” do Sol. A cromosfera rosada é uma zona de 5000 km de espessura, localizada imediatamente acima do disco. É feito de gases excitados, principalmente hidrogénio e hélio. É nesta zona que as saliências, gigantescas colunas luminosas cuja cor vermelha se deve à emissão preponderante de uma determinada radiação de hidrogénio, denominada “linha Hα” (comprimento de onda 656,3nm)

A coroa estende-se muito para além da cromosfera, mas, devido à dispersão atmosférica e às imperfeições dos instrumentos, apenas estas últimas, bem como as saliências, são visíveis com um parágrafo coronário. A partir da superfície da Terra, deve-se tirar partido de um eclipse solar total para se poder observar a coroa.

p>O coronágrafo é assim um instrumento destinado à observação da parte inferior da coroa solar. Esta invenção deve-se ao astrónomo francês Bernard Lyot que a experimentou em 1930 no Observatório Pic du Midi.

photo_coronographe.jpg

É um telescópio astronómico modificado por interposição entre o objectivo (O1) e a ocular (O2), um conjunto óptico que elimina a luz do disco solar. Isto é feito por meio de um cone metálico cuja base deve coincidir com a imagem do disco, localizado na imagem do plano focal da objectiva telescópica. Uma primeira lente convergente (L1), geralmente próxima do cone, forma a imagem da armação da objectiva num plano onde é colocado um diafragma cujo diâmetro é ligeiramente menor do que o da imagem. O seu papel é suprimir a luz difratada pela borda da moldura. A fim de aumentar o contraste da imagem, é interposto um filtro centrado na linha Hα. É colocado entre duas lentes convergentes (L2) e (L3), de modo a que os raios que o atravessam permaneçam substancialmente paralelos ao eixo do instrumento. A imagem final é observada com uma ocular.

Schema_coronograph.jpgbr> A construção de um parágrafo de coro está ao alcance de qualquer amador de bricolage. Muitas informações podem ser encontradas no livro de referência de Pascal Mazeau e Pierre Bourge, bem como nos websites dos irmãos Rondy e Serge Bertorello.

Descreverei abaixo os aspectos que me parecem mais importantes e as escolhas feitas para a construção.

Escolha de elementos ópticos

Os dois elementos importantes (e caros) do dispositivo são a lente O1 e o filtro de interferência.
inter_coronograph.jpg

A qualidade essencial requerida para a lente é a sua condição de superfície: ausência de micro-riscas, pó e vários traços que, ao dispersar a luz solar, diminuem o contraste da imagem e mascaram as proeminências (o brilho das proeminências é cerca de 100000 vezes mais fraco do que o do disco). Escolhi uma lente plano-convexa simples de 50mm de diâmetro e 1m de distância focal, com um revestimento anti-reflexo (Thorlabs). No foco da lente, a imagem do Sol é um disco de cerca de 9mm de diâmetro com arestas fortemente iridescentes devido a aberrações cromáticas. Isto não é um grande problema porque a observação é feita numa gama de comprimento de onda muito estreita.

O filtro de interferência (marca Andover, ref 656FS02-25, comprada à Lot-Oriel ) tem um diâmetro de 25mm e uma largura de banda de 1nm centrada no comprimento de onda Hα (656,3nm). Uma baixa largura de banda proporciona melhor contraste, mas a um custo mais elevado. Note-se também que os filtros de interferência exibem um desvio do pico de transmissão para o barlavento à medida que a temperatura aumenta. Isto leva a uma diminuição na transmissão da linha Hα, o que é mais importante quanto menor for a largura de banda. Os filtros com larguras de banda inferiores a 1 nm devem ser termostatizados.

Lentes L1, L2 e L3 (Thorlabs) têm um diâmetro de 25mm e distâncias focais de 100, 200 e 150mm respectivamente. A ampliação do sistema (L1, L2, L3) está próxima da unidade.

Um retorno em ângulo facilita a observação. Uma ocular de 26mm é utilizada para a observação de todo o disco. Para detalhes, uma ocular de 15mm é montada num dispositivo descentralizador.

Construção mecânica

O corpo do parágrafo coronário é um tubo de PVC de 100mm de diâmetro, estendido por uma caixa de contraplacado. O conjunto é fixado sobre um perfil de alumínio de secção rectangular(23mm por 42mm). O perfil também suporta a câmara. O interior do tubo é coberto com tecido preto (feltro). Este material é, na minha opinião, o mais eficaz para limitar a difusão da luz, qualquer que seja a incidência dos raios. Por outro lado, tem a desvantagem de gerar pó que pode ser depositado sobre a lente. Os elementos susceptíveis de serem atingidos sob baixa incidência pela luz solar (em caso de desajuste do coronógrafo) são feitos de alumínio e cobertos com uma tinta preta especial resistente à temperatura (600°C ).

Os elementos ópticos da caixa são fixados em suportes de alumínio e ajustáveis na posição e orientação.
lentille_cone.jpg

O cone é também um elemento importante do dispositivo. Deve parar os raios do disco solar, evitando ao mesmo tempo o aquecimento excessivo. Feito de alumínio, difunde uma grande parte da luz incidente. É composto por 2 partes concêntricas: um cone com um diâmetro fixo de 8,9 mm e um colarinho cujo diâmetro é ajustado de acordo com a época do ano (entre 9,2 e 9,6 mm). Na prática, são necessárias 4 a 5 flanges separadas. A realização destas partes é elementar se se tiver um torno. Caso contrário, pode utilizar uma prensa de perfuração. Deve-se notar que apenas os flanges requerem maquinação de alta precisão. São feitos com rebites de alumínio com uma cabeça plana de 11mm de diâmetro. O eixo é roscado a um diâmetro de 3mm e o diâmetro do flange é ajustado ao valor desejado utilizando papel abrasivo metálico muito fino colado a um cartão. Com um pouco de paciência, obtém-se uma coroa com irregularidades de não mais de 1/50 de um mm. As duas partes são fixadas a um parafuso Allen de 3mm. A cabeça do parafuso é colada na lente L1( Penloc GTI 2-componentes de cola acrílica).

O diafragma(4,3mm) é feito numa folha de latão de 0,2mm de espessura: perfuramos até ao diâmetro de 4mm e ajustamos com uma lima redonda.

A orientação e a centralização dos elementos são feitas sobre uma mesa, usando um “lápis” laser. Apenas a posição da lente no eixo é ajustada observando o Sol.

Segurança

Observar o Sol quando o dispositivo está fora de ajuste pode ser perigoso , especialmente para uma lente de grande abertura e um filtro de grande largura de banda. Neste caso, a lente de 50mm e o filtro de banda de 1nm permitem uma observação visual segura. É claro que não se deve definitivamente observar quando o filtro não está instalado.

Para o alinhamento do tubo sobre o Sol, não existe um localizador óptico (potencialmente perigoso a menos que seja adicionado um filtro adequado) mas sim um sistema simples constituído por duas pequenas telas fixadas ao longo do tubo e separadas por 40cm. O primeiro é perfurado por um orifício de 4mm de diâmetro e no segundo observamos o traço da viga que atravessou o primeiro. A precisão do apontamento é próxima de 0,1°.

Primeira observação

O coronágrafo está instalado sobre uma montagem equatorial. Se o instrumento estiver numa posição fixa, o posicionamento (orientação do eixo polar) pode ser feito à noite com as estrelas. Durante o dia, a situação é mais delicada, porque o único objecto “astronómico” visível é o Sol. No entanto, observando as derivações, é possível orientar o eixo polar de forma satisfatória e permitir uma observação sem retoques durante alguns minutos. A deriva residual não constitui um problema para a fotografia, sendo os tempos de exposição da ordem de 1/100 de segundo.

p>A descoberta das primeiras protuberâncias é excitante. O fenómeno é mutável: de um dia para o outro porque o Sol se vira sobre si mesmo em 25 dias, mas também por vezes em menos de uma hora, podemos observar o aparecimento e desaparecimento das colunas de gás cujo tamanho é várias vezes superior ao da nossa Terra. O Sol tem um ciclo de actividade de 11 anos e o próximo máximo é esperado em 2011.

O contraste das imagens depende do estado do céu: um céu muito puro (depois de uma perturbação chuvosa é favorável. Por outro lado, é melhor observar a meio do dia quando o Sol está alto no céu.

photo_coronograph.jpg

p> A fotografia em frente foi tirada em Caen (perto do centro da cidade), a 11 de Fevereiro de 2008, por volta das 13 horas (hora local).

Estimativa de custos

O custo total de construção, excluindo a montagem equatorial, o retorno dobrado e as oculares, é de cerca de 650 euros e consiste principalmente no filtro (300 euros) e nas lentes com as suas montagens (200 euros).

Documentação: Pascal Mazereau e PierreBourge, A la poursuite du Soleil, Eyrolles, 1985

Construtores amadores: http://serge.bertorello.free.fr/ e http://astrosurf.com/rondi/

Imagens do Sol e a sua coroa actualizada diariamente podem ser encontradas no website do Observatório Meudon: http://bass2000.obspm.fr/

Fornecedores:

p>Thorlabs Gmbh, Hans-Bockler-Strasse 6, 85221 Dachau, Alemanha http://www.thorlabs.com

Lot-Oriel, 4, Allée des Garays, Z.I. des Glaises, 91120 Palaiseau http://www.lot-oriel.
Documento realizado por Bernard CHERON adaptado do artigo “Construction d’un coronographe” publicado no N°69 (Abril de 2008) da revista Capella, editada pela Associação Normande d’Astronomie (ASNORA)

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *