Refletores - Parsec

Em outubro de 1642, pouco antes de Isaac Newton nascer, seu pai — também 'Isaac Newton' — faleceu. Quando a criança tinha apenas três anos, sua mãe, Hannah Ayscough, casou-se novamente com Barnabas Smith, o idoso reitor de uma igreja em North Witham, mas o contrato pré-nupcial não acomodava um enteado. Nesse sentido, a criança foi deixada aos cuidados de sua avó materna em Woolsthorpe Manor, a casa em que ele nasceu. Depois de uma educação rudimentar na escola elementar de Grantham, foi chamado de volta para casa para gerenciar a fazenda da família. Mas demonstrando a sua mãe que ele seria um fracasso no gerenciamento da fazenda, o jovem Isaac foi enviado para escola por um ano para se preparar para a Universidade. Em 1661, Newton matriculou-se no Trinity College de Cambridge. A natureza reclusa, misteriosa e irascível que ele mostrou como uma criança iria caracterizá-lo através de sua longa vida, mas isso iria ser complementado por uma curiosidade desenfreada, uma independência intelectual e uma inigualável intuição matemática e física.

Em 1672, então com 29 anos de idade, Newton escreve seu primeiro artigo científico comunicando a Teoria da Luz e Cores à Henry Oldenburf, secretário da Sociedade Real de Londres. No mesmo ano, Newton presenteia seu mentor em Cambridge, Isaac Barrow, com um telescópio refletor, menor, consideravelmente mais poderoso e livre de aberração cromática, posteriormente passado a Sociedade Real de Londres.

O telescópio newtoniano é, basicamente, composto por dois espelhos: um denominado de espelho primário (esférico), responsável por coletar a luz oriunda do objeto à ser observado, e um espelho secundário (plano) responsável por desviar a luz coletada pelo primeiro espelho para fora do caminho óptico e, convenientemente, posicionando a imagem obtida para ser observada pela ocular.

O arranjo mais simples de um telescópio newtoniano descrito acima, utilizando um espelho esférico ou, melhor, concâvo esférico, apresenta uma séria limitação que é a aberração esférica. Para não ser notada, telescópios contruídos utilizando espelhos deste tipo, precisam ter distâncias focais longas, tipicamente na faixa de F/10 ou acima. Assim, um telescópio com um espelho primário de 200 mm concâvo-esférico teria uma distância focal de 2000 mm, isto é, 2 metros. Isso acarreta no emprego de tubos ópticos de grande comprimento e peso, tornando pouco prático seu uso além de ser mais dispendioso. Uma alternativa seria a correção através de lentes colocadas dentro no focalizador do telescópio. Isso diminui o comprimento do tubo que precisa ser utilizado na construção do telescópio e, assim, um telescópio que utilizaria um tubo óptico de 2 metros pode ser colocado dentro de um tubo de 900 mm. O problema com esse arranjo é que a correção precisa ser muito alta e nem sempre ela é efetuada, gerando outros problemas mais complexos para o observador.

Assim, utiliza-se em telescópios newtonianos espelhos parabólicos no espelho primário. Isso, por si só, não elimina o problema da aberração esférica, uma vez que a curva parabólica precisa ser muito bem produzida para uma eliminação eficiente deste problema. Uma vez eliminada a aberração esférica, outro problema que afeta o telescópio newtoniano é o coma. A imagem pontual de uma estrela que apresenta uma pequena distorção parecendo um cometa e que aumenta em direção as bordas do campo é o que chamamos de coma. Assim, o coma determina o campo útil de um espelho parabólico

Coma e astigmatismo são aberrações ópticas comuns aos telescópios refletores. O que determina a quantidade observada de aberrações é a qulidade óptica dos espelhos e as correções utilizadas nos diversos modelos de telescópios refletores.

A grande vantagem do telescópio newtoniano é sem dúvida o custo. Abertura por abertura, esse modelo de telescópio é imbatível neste quesito. Um refletor newtoniano, dependendo do grau de correção e dos materiais empregados em sua produção, pode custar de 300 a 1000 dólares, tipicamente oscilando pelos 400 dólares. Um refrator de mesma abertura pode custar até 10 vezes mais esse valor. Outro atrativo é que o próprio amador, desde que tenha os materiais necessários e habilidade, pode construir seu próprio telescópio.

O refletor newtoniano é apenas um dos muitos tipos de telescópios refletores. Outro modelo é o refletor Cassegrain, que utiliza um espelho secundário hiperbólico. Existe ainda a combinação de espelhos e lentes corretoras, formando os telescópios catadioptricos. Um dos modelos mais conhecidos é o Schimidt-Cassegrain como os produzidos pela Celestron e Meade, dentre outros.

Como a abertura determina o quanto de luz o telescópio consegue captar e a sua resolução, é interessante ter uma maior abertura para se obter, por exemplo, uma fotografia de alta resolução planetária ou uma fotografia de céu profundo em um menor tempo de exposição (neste caso, a razão focal também impacta no processo).