Definição de imagens

Question

Porque é que as imagens de Plutão feitas pelo telescópio Hubble têm tão baixa definição comparadas com as imagens de estrelas ou nebulosas feitas pelo mesmo telescópio.

Answer 1

Boa pergunta.

Na verdade, a resposta é esta:

Plutão é muito pequeno (cerca de 2400 km de diâmetro); o seu diâmetro aparente, visto da Terra (ou do Hubble) não excede 0,11 segundos de arco (0,11"), ou seja 0,0000306º. Um pormenor ou uma estrutura com 1/10 do diâmetro aparente do planeta-anão (~240 km), que ainda não é uma estrutura fina, medirá 0,011". E um pormenor realmente fino, medindo 1/100 do diâmetro aparente de Plutão (~24 km) corresponderá a uma resolução angular de 0,0011". Finalmente, um pormenor de alta resolução, medindo 1/1000 do diâmetro aparente de Plutão (um pormenor com a dimensão real de 2,4 km), corresponderá a uma dimensão aparente de uns incríveis 0,00011" !

As galáxias e nebulosas  estão muito mais longe, é certo, mas são muitíssimo maiores do que Plutão. Daí resultam dimensões aparentes muito maiores. Por exemplo, a galáxia de Andrómeda, vista da Terra, cobre mais de 2º, ou seja, um diâmetro aparente mais de 70 000 vezes superior ao de Plutão, apesar de estar fabulosamente mais longe. A nebulosa do Caranguejo (M1), na constelação do Touro, não sendo das mais extensas, angularmente, mede mesmo assim 420" x 290"; tomando um valor médio de 300", é, mesmo assim, 2700 vezes mais extensa, do que Plutão, em dimensão aparente.

As dificuldades em obter detalhes em Plutão, com o Hubble, são comparáveis às de obter imagens definidas de discos estelares e suas manchas e protuberâncias, em outras estrelas. Ora, como sabemos, o Hubble não consegue fazer isso.

Note-se que detectar estrelas de elevada magnitude (por exemplo 30), não é o mesmo que revelar pormenores dos discos dessas estrelas. Os discos que se vêm nas fotografias de estrelas (com o Hubble), rodeados de um ou mais anéis, não são os discos estelares, propriamente ditos, mas sim efeitos de difracção da luz.

O poder separador do Hubble é praticamente igual ao valor teórico, devido à ausência de turbulência atmosférica naquele caso. Sabendo-se que a abertura do  Hubble é D = 2,4 m = 240 cm,  e que o poder separador r de um telescópio de abertura D (em cm) é dado por

r = 11,6/D,  teremos r _(Hubble)= 11,6/240=0,048" .

Ao registar uma imagem de Plutão, o Hubble não pode pois resolver convenientemente nada além do disco propriamente dito de Plutão, que se apresenta com o diâmetro aparente de 0,11". Permite ver o disco de Plutão, mas um pormenor com metade do diâmetro aparente deste planeta-anão teria apenas 0,11"/2=0,055", já na ordem de grandeza da resolução máxima possível. Como 0,048/0,11=0,44, o limite corresponderia a detalhes com 44% do diâmetro de Plutão, o que é muito escasso. Imaginemos o que seria ver na Lua apenas pormenores com metade do seu diâmetro aparente, e nada mais fino do que isso... Só para dar uma ideia, a olho nu, nós podemos ver na Lua pormenores com menos de 1/15 do seu diâmetro aparente.

Mais informação sobre os  telescópios, as suas capacidades e limites em:

Almeida, Guilherme de —"Telescópios",  Plátano Editora, Lisboa, 2004.
ISBN: 978-972-770-233-6

Referência e sinopse  em: http://www.platanoeditora.pt/index.php?q=C/BOOKSSHOW/15

ÍNDICE INTEGRAL: http://astrosurf.com/re/indice_telescopios.pdf
INTRODUÇÃO INTEGRAL: http://astrosurf.com/re/introducao_telescopios.pdf
REVIEW: http://astrosurf.com/re/telescopios_recensao.pdf
APRESENTAÇÃO: http://astrosurf.com/re/telescopios.pdf

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Guilherme de Almeida