Aberatiile optice sunt fenomene care apar atunci când optica nu poate focaliza corect imaginea unui obiect îndepărtat și sunt cauzate ori de construcția telescopului (aberații intrinsece ale anumitor design-uri), ori de defecte ale opticii. Din cauza acestor aberații, imaginile obiectelor pot apărea neclare, deformate sau cu umbre de diferite culori.
Aberația cromatică
Aberația cromatică este fenomenul optic prin care diferitele lungimi de undă componente ale luminii nu sunt focalizate în același punct, din cauza dispersiei cromatice (indice refractiv diferit în funcție de lungimea de undă a luminii) a sticlei (efectul de separație a lungimilor de undă pe care îl observăm atunci când o rază de lumină albă este împărțită într-un curcubeu la trecerea printr-o prismă). Acest fenomen determină apariția de “umbre” de diferite culori în jurul obiectelor observate (margini albastre sau roșii în jurul stelelor). Pentru a contracara acest efect, sunt utilizate combinații de lentile cu diferite grade de dispersie cromatică. Un telescop reflector nu va suferi de aberație cromatică, deoarece oglinzile pot focaliza toate lungimile de undă în același punct. Acest tip de aberație este mai pronunțată la telescoaele cu rapoarte focale mai mari.
Aberatia de sfericitate
Acest tip de aberație apare când utilizăm lentile cu suprafața sferică, deoarece razele de lumină ce părăsesc suprafața unei lentile sferice nu sunt focalizate toate în același punct. Din cauza faptului că este mult mai ușor să fie produse lentile sferice, sunt utilizate combinații de două sau mai multe lentile sferice, cu diferiți indici de refractie, spațiate astfel încât aceste aberații să fie corectate.
Acest tip de aberație este mai pronunțată la telescoapele cu rapoarte focale mai scurte. Dacă aveți un telescop ce suferă de acest tip de aberație, pentru observații planetare, puteți folosi o mască de apertură, adică o diafragmă montată în fața obiectivului ce îi micșorează diametrul util, pentru a crește raportul focal. Cu cât raportul focal este mai mare, cu atat aberațiile de sfericitate devin mai puțin pronunțate.
Aberația de sfericitate face ca stelele să nu poată fi focalizate într-un punct bine definit, având marginile neclare.
În cazul telescoapelor reflectoare, aberația de sfericitate este introdusă de suprafața sferică a oglinzii. Folosind o oglindă cu suprafața parabolică, relativ ușor de produs, această aberație poate fi corectată
Aberația de tip comă
Acest tip de aberație este cauzat de unghiul la care razele de lumină cad pe suprafața oglinzii. În timp ce oglinda parabolică va focaliza toate razele de lumină în același punct, acest lucru se aplică este adevărat doar în cazul razelor paralele cu axa optică. Dacă razele de lumină cad pe suprafața oglinzii la un alt unghi, punctele focale ale acestor raze vor fi diferite. Din această cauză, stelele din marginile câmpului vizual vor avea formă de cometă (alungite, cu o coadă). Ca și în cazul aberațiilor de sfericitate, este mai puțin pronunțată la rapoarte focale mai mari (peste f/7), dar este corectabilă prin utilizarea unor accesorii speciale, numite corectoare de comă.
Aberațiile introduse de
colimarea incorectă
Colimarea este alinierea axelor optice ale tuturor elementelor optice ale unui telescop, fie că vorbim de refractor sau reflector. Axa optică a obiectivului trebuie să fie perfect centrată și aliniată cu axa optică a ocularului. Dacă aceste axe nu sunt corect aliniate, în imaginea finală, stelele vor fi deformate.
Telescoapele refractoare foarte rar se lovesc de această problemă, deoarece obiectivele sunt montate fix în celulă, iar celula este montată solid pe tubul optic. Un punct ce poate introduce decolimare este un focalizator slăbit sau incorect montat.
Telescoapele newtoniene, în schimb, au elementele optice montate pe suporți reglabili ce dispun de ajustări. Decoarece suportul secundarei este făcut să fie cât mai subțire, acesta se va deforma în timpul transportului. De asemenea, șuruburile oglinzii principale se pot slăbi din cauza vibrațiilor. Toate astea duc la pierderea alinierii axelor optice. Vom învăța în capitolul următor cum să colimăm un telescop newtonian.
Astigmatismul este un tip de aberație simetrică (adică are o formă independentă de poziționarea obiectului în câmpul vizual), ce rezultă în stele în formă de cruce. Majoritatea sistemelor refractoare moderne nu prezintă astigmatism, însă acesta poate apărea fi observat la telescoapele newtoniene, dacă oglinda secundară este montată rigid pe suport. În timpul schimbărilor de temperatură, sticla se va contracta sau dilata, iar rigiditatea montajului , din cauză că montajul este rigid, această modificare va crea stres în sticlă, fapt care va face ca suprafața oglinzii secundare să se curbeze. Astigmatismul poate fi produs și de șlefuirea incorectă a oglinzii principale, montajul incorect în celulă sau stres în oglinda principală cauzat de schimbarea temperaturii. Astigmatismul poate fi observat dacă imaginea defocalizată a stelei este eliptică, iar direcția elipsei se schimbă la 90° intrafocal față de extrafocal.
Optica deformată (Pinched optics)
Acest tip de aberație apare atunci când obiectivul unui telescop este strâns prea tare în celulă. Uzual, oglinzile principale sau lentilele unui obiectiv sunt montate în celulă prin prinderea lor în trei puncte. Dacă șuruburile clemelor de prindere ale oglinzii sau inelul de retenție al obiectivului sunt prea strânse, atunci este introdus stres în sticlă, ceea ce face ca stelele să fie deformate și să capete aspect de triunghi.
Același lucru se poate întâmpla și din cauza contracției celulei unui obiectiv. Este posibil ca în momentul în care temperatura să fie mai blândă, optica să nu sufere de această problemă, însă ea poate să apară dacă temperaturile coboară.
În cazul oglinzilor principale, această problemă poate fi rezolvată slăbind ușor clipsurile de prindere ale oglinzii principale. În cazul obiectivelor de telescop refractor, rezolvarea acestei probleme trebuie executată doar de un profesionist, deoarece putem strica alinierea sau spațierea lentilelor, introducând alte aberații în sistem. Aceste probleme nu pot fi reparate fără cunoștințe și unelte speciale.
