Filtros Planetários - Parsec

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Filtros Planetários

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FILTROS NA OBSERVAÇÃO ASTRONÔMICA

Os filtros são sistemas ópticos que alteram a parte do espectro magnético que é observado, podendo fazê-lo em apenas um determinado comprimento de onda ou mesmo em uma faixa de comprimentos de onda, permitindo ou não a passagem do comprimento de onda selecionado.
Na observação planetária e lunar, os filtros são utilizados com objetivo de realçar determinada característica a ser estudada ou simplesmente reduzir o brilho excessivo do objeto, de modo a tornar a observação mais confortável. Os filtros utilizados neste contexto são denominados de filtros planetários.
Na observação de nebulosas, seja de reflexão ou emissão, também se utilizam filtros. Estes podem realçar determinado comprimento de onda emitido pelo gás rarefeito e altamente ionizado das nebulosas, por exemplo, as linhas do oxigênio triplamente ionizado (OIII) ou as linhas do hidrogênio (H-alpha e H-betha); ou apenas reduzir o brilho natural do céu (skyglow) de modo a tornar a observação destes objetos mais fácil. Na cidade, onde a poluição luminosa é um problema, estes filtros também podem ser utilizados com o objetivo de rejeitar os comprimentos de onda emitidos pelas fontes artificiais (luz de sódio, mercúrio e outras) aumentando assim o contraste da nebulosa contra o fundo do céu.
Outros filtros, como os LRGB, são utilizados com CCD's monocromáticos, de modo a se obter uma imagem de um objeto em diferentes comprimentos de onda e posteriormente combina-los para obtenção de uma imagem colorida.
Cada filtro tem uma função específica definida, possuindo características próprias quanto a sua construção e modo de trabalhar. Alguns são mais simples, outros mais complexos: mas, certamente, não são apenas pedaços de vidro colocados no caminho óptico entre a objetiva do telescópio e nossos olhos, mas muitas das vezes, uma pequena obra de arte da engenharia óptica em um diminuto espaço.

FILTROS PLANETÁRIOS

Os filtros planetários são utilizados na observação de planetas e da Lua. São denominados comumente por seus números Wratten, ou em comprimentos de onda. Os números Wratten foram criados como um sistema de rotulagem para filtros ópticos comumente utilizados em fotografia. Seu nome vem do inventor inglês Frederick Wratten que, posteriormente, junto com seu sócio, C.E.K. Mees, vende sua companhia para Eastman Kodak, que continua a produzir os filtros baseados nessa classificação por décadas. Muitos dos filtros classificados por números de Wratten são utilizados em astronomia, mas nem todos são usados.
Os filtros são caracterizados pelo seu coeficiente de transmissão (transmitância), pela sua curva de transmissão, ou ainda pela sua densidade óptica.
O coeficiente de transmissão (ou transmitância) de um filtro óptico colorido ou não em um determinado comprimento de onda é determinado por (Figura 1):



Equação de Transmitância

Assim, há filtros que transmitem mais e outros que transmitem menos e esse fator impacta no uso do filtro com determinados telescópios. Neste ponto a abertura do telescópio é crucial para permitir o uso do filtro. Alguns filtros tem uma transmitância táo baixa que os torna inviáveis de utilizar em telescópios com pequenas aberturas. De um modo geral, uma boa parte dos filtros planetários podem ser utilizados em telescópios com aberturas acima de 100 mm. Entretanto, os melhores resultados sáo obtidos com aberturas de 200 mm ou acima,

Outra forma de especificar o filtro, pode ser pela sua densidade óptica. Esta forma é muito comum com os filtros de densidade neutra (ND - Neutral Density), onde nenhum dos comprimentos de onda do espectro observado é bloqueado, mas todos são atenuados de forma uniforme. A densidade óptica é um número adimensional obtido do coeficiente de transmissão por uma das relações (Figura 2)



Um filtro perfeitamente transparente apresentará sua densidade óptica próxima a zero (0) enquanto que, quanto maior o valor da densidade óptica, o filtro será cada vez mais escuro.
Alguns fabricantes também fornecem os dados do filtro sob a forma de um gráfico, onde estáo os valores de transmitância ao longo dos comprimentos de onda em que o filtro opera. Exemplo (Gráfico 1 - Adaptado de
http://www.alpineastro.com/filters/colored_filters_curves.htm)


Equação de densidade Optica
Filtro Baader LongPass

ASSOCIAÇÃO DE MAIS DE UM FILTRO

Em determinados casos, a associacão de mais de um filtro pode ser necessária. Nesses casos temos uma interface de ar entre os filtros e assume-se que uma possível atenuação atribuída ao ar seja irrelevante, de modo que podemos calcular a transmitância ou a densidade pelas equações abaixo:




Assim, se associarmos dois filtros, por exemplo o filtro W8, amarelo claro, que possui uma transmitância de 83% (0.83) com um filtro densidade neutra com 13% de transmitância (0.13), teremos uma combinação funcionando a 0.11 de transmitância (11%).


FILTROS WRATTEN COMUMENTE UTILIZADOS NA OBSERVAÇÃO PLANETÁRIA


W8 – Amarelo claro (83 % transmitância). Utilizado para realçar detalhes vermelhos e laranjas nos cinturões de Júpiter; também eleva o contraste entre os mares em Marte e a resolução do disco planetário de Urano e Netuno, quando utilizado com telescópios de grandes aberturas. Pode ser útil no realce de detalhes lunares.

W11 – Amarelo esverdeado (78% transmitância). Excelente para revelar detalhes da superfície de Júpiter. Escurece as regiões de mares de Marte.


Jogo de filtros baader

W12 – Amarelo (74% transmitância). Realça os detalhes vermelhos e laranjas de Jupiter e Saturno, enquanto bloqueia os comprimentos de onda azul e verde. Clareia os detalhes vermelhos e laranja em Marte, enquanto reduz a transmissão das áreas azuis e verdes; realça as nuvens azuis na atmosfera marciana. Com telescópios acima de 150 mm de abertura pode ser utilizado com proveito no realce dos detalhes lunares.

W15 – Amarelo escuro (67% transmitância). Realça os detalhes da superfície marciana e as calotas polares. Utilizado na observação de Júpiter e Saturno, realça os detalhes laranjas e vermelhos das bandas e festões; também melhora os detalhes de baixo contraste das nuvens de Venus.


Filtros da série verde

W21 – Laranja (46% transmitância). Reduz a transmissão dos comprimentos de onda azul e verde, elevando o contraste entre estas áreas e áreas vermelhas, amarelas ou laranjas; elevando a nitidez entre estas áreas e a superfície do planeta, aumentando o contraste nos cinturões de Júpiter e da GMV. Funciona muito bem com Marte e possui um contraste maior que o W15.

W23A – Vermelho claro (25% transmitância). Filtro muito popular na observação de Marte, Jupiter e Saturno, melhor utilizado com telescópios de 130 mm de abertura para cima. Seu desempenho é similar aos W21 e W15, mas com maior contraste. Útil na observação diurna de Mercúrio e Venus, melhorando o contraste entre estes planetas e o fundo do céu.

W25 – Vermelho (14% transmitância). Este filtro bloqueia fortemente os comprimentos de onda azul e verde, resultando em um contraste bem definido entre as formações de nuvens e os detalhes mais claros em Júpiter. Também muito útil para realçar as calotas polares de Marte e escurecer as regiões dos mares neste planeta.


W38A – Azul escuro (17% transmitância). Rejeita fortemente os comprimentos de onda vermelho e laranja dos cinturões e da GMV em Júpiter, elevando o contraste. Funciona muito bem em fenômenos da superfície de Marte, como as tempestades de poeira, e também eleva o contraste nos anéis de Saturno. Utilizado para observar Venus, eleva o contraste de detalhes sutis nas nuvens.

W47 – Violeta (3% transmitância). Rejeita fortemente os comprimentos de onda vermelho, amarelo e verde, tornando-o adequado a visualização das calotas polares em Marte. Este é o melhor filtro para observação de Venus devido a sua baixa transmitância e capacidade em aumentar os fenômenos que ocorrem na atmosfera superior deste planeta. Também pode ser utilizado para melhorar os detalhes da superfície lunar e resulta em interessantes visões de Júpiter e seus satélites.

W56 – Verde claro (53% transmitância). Filtro muito bom para observação das calotas polares de Marte e das tempestades de poeira tingidas de amarelo na superfície deste planeta. Eleva o contraste de regiões azuis e vermelhas na atmosfera de Júpiter e nas nuvens dos cinturões.


Jogo de filtros baader série red


W58 – Verde (24% transmitância). Rejeita fortemente os comprimentos de onda vermelho e azul, elevando o contraste de regiões mais claras no topo das nuvens em Júpiter. Útil para realçar as nuvens dos cinturões e as regiões polares em Saturno. Eleva bastante o contraste nas regiões polares de Marte, parecendo que as calotas polares estão saltando do planeta. Utilizado com Venus, faz um trabalho apenas razoável no aumento do contraste dos detalhes atmosféricos.


Jogo de filtros série azul


W80A – Azul (30% transmitância). Este é o filtro realmente “pau para toda obra”. Certamente o melhor filtro tanto em desempenho como em relação custo/benefício para estudo de detalhes planetários de Júpiter e Saturno. Realça o contraste dos festões e de outras perturbações nas nuvens dos cinturões de Júpiter, revelando mais facilmente a GMV (Grande Mancha Vermelha). Funciona muito bem com Saturno revelando detalhes sutis em seus cinturões e das zonas polares do planeta. Pode também ser útil na observação lunar. Se o orçamento for limitado, a aquisição deste filtro atenderá a maioria dos observadores.


W82A – Azul claro (73% transmitância). Semelhante ao W80A trabalha muito bem na observação de Júpiter, Saturno, Marte e Lua. Eleva o contraste de áreas de baixo contraste sem redução dos níveis luminosos.

ND96 – Densidade Neutra (Neutral Density – 0.9 densidade, 13% transmitância). Um filtro ND transmite homogeneamente por toda faixa espectral visível e é uma excelente ferramenta para redução do brilho e permitir o estudo dos detalhes da superfície lunar. Também pode ser utilizado para aumento do contraste na separação de estrelas duplas. Existem filtros ND de densidades variáveis, possuindo maior ou menor transmitância.

Polarizadores – (transmitância variável). São filtros que separam a luz incidente em suas componentes ortogonais, tipicamente transmitindo uma e rejeitando a outra e assim variando a transmitância de acordo com o posicionamento de um filtro em relação ao outro. Sua grande vantagem reside no fato que pode-se obter percentuais de transmitância adequados a cada situação problema.


APLICAÇÕES DE FILTROS NA OBSERVAÇÃO VISUAL

Objeto

Visualização

Filtro

Cor

Mercúrio

Constraste do Planeta Contra o Céu

W23A

Vermelho  Claro

 

Detalhes Planetários

W25
W29

Vermelho
Vermelho Escuro

Vênus

Contraste do Planeta Contra o Céu

W25
W29

Vermelho
Vermelho Escuro

 

Nuvens

W38A
W47
W58

Azul Escuro
Violeta
Verde

 

Terminador

W25
W29

Vermelho
Vermelho Escuro

Lua

Redução de Brilho

ND13

Densidade Neutra
Polarizadores Variáveis

 

Detalhes

W56

Verde Claro

 

Contraste de Detalhes Sutis

W8
W12
W15
W80A

Amarelo Claro
Amarelo
Amarelo Escuro
Azul

 

Detalhes de Baixo Contraste

W82A

Azul Claro

Marte

Nuvens

W15

Amarelo Escuro

 

Mares

W8
W15
W11
W21
W23A
W25
W29A

Amarelo Claro
Amarelo Escuro
Amarelo Esverdeado
Laranja
Vermelho Claro
Vermelho
Vermelho Escuro

 

Áreas Azuis Esverdeadas

W12
W23A

Amarelo
Vermelho Claro

 

Tempestades de Poeira

W38A
W56

Azul Escuro
Verde Claro

 

Calotas Polares

W15
W25
W29
W47
W56
W58
Filtro UHC

Amarelo Escuro
Vermelho
Vermelho Escuro
Violeta
Verde Calro
Verde

 

Detalhes de Baixo Contraste

W82A

Azul Claro

Júpiter

Nuvesn

W11

Amarelo Esverdeado

 

Cinturões

W8
W15
W21
W23A
W25
W29
W38A
W56
W80A

Amarelo Claro
Amarelo Escuro
Laranja
Vermelho Claro
Vermelho
Vermelho Escuro
Azul Escuro
Verde Claro
Azul

 

Rifles

W80A

Azul

 

Festões

W80A

Azul

 

Atmosfera

W56

Verde Claro

 

Detalhes Vermelho-alaranjados

W12

Amarelo

 

Zonas Laranja-avermelhadas

W8

Amarelo Claro

 

Contraste Vermelho/Azul

W11

Amarelo Esverdeado

 

Contraste Azul/Branco

W25

Vermelho

 

GMV

W38A
W80A

Azul Escuro
Azul

 

Trânsitos das Luas Galileanas

W25
W29

Vermelho
Vermelho Escuro

 

Contraste Vermelho/Azul Claro

W56
W58

Verde Claro
Verde

 

Regiões Polares

W21
W23A

Laranja
Vermelho Claro

 

Disco

W38A

Azul Escuro

 

Detalhes de Baixo Contraste

W82A

Azul Escuro

Saturno

Nuvens

W11
W12
W25
W29

Amarelo Esverdeado
Amarelo
Vermelho
Vermelho Escuro

 

Cinturões

W15
W21
W23A
W58
W80A

Azul Escuro
Laranja
Vermelho Claro
Verde
Azul

 

Regiões Polares

W21
W23A
W58
W80A

Laranja
Vermelho Claro
Verde
Azul

 

Anéis

W47

Violeta

 

Divisão de Cassini

W11

Amarelo Esverdeado

 

Contraste Vermelho/Azul

W11

Amarelo Esverdeado

 

Detalhes Vermelho/Laranja

W12

Amarelo

 

Detalhes de Baixo Contraste

W82A

Azul Claro

Urano

Deatlhes Escuros

W8
W15

Amarelo Claro
Amarelo Escuro

Netuno

Detalhes Escuros

W8
W15

Amarelo Claro
Amarelo Escuro


 
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