di Albino Carbognani
Dipartimento di Fisica Università di Parma
Versione del 16 ottobre 2000
Un qualsiasi telescopio è composto da 3 parti distinte:
La montatura (equatoriale o altazimutale) così come il suo sostegno sono molto importanti per la funzionalità dello strumento. Tuttavia mentre una montatura esile e poco robusta o un sostegno instabile possono essere visti già al primo colpo d'occhio la qualità dell'ottica montata nel tubo (il cuore di un telescopio) non può essere determinata con un semplice sguardo. Questo è un punto importante e le case costruttrici lo sanno, con il risultato che in commercio ci sono strumenti esteticamente validi ma che non dovrebbero essere chiamati telescopi.
Come saggiare la qualità ottica di un telescopio senza disporre di costosi strumenti? Una risposta a questa domanda è: con uno star test! In questo modo si potrà dare un giudizio qualitativo (ma affidabile) sulla bontà ottica del telescopio in esame. Volendo essere più quantitativi, in un secondo tempo si potrà misurare anche l'errore sul fronte d'onda ma è necessario disporre di apparecchiature non sempre facili da costruire. Comunque lo star test è già più che sufficiente, molto meglio del reticolo di Ronchi.
Perchè eseguire uno star test? A noi sembra inutile spendere cifre che quasi sempre superano il milione di lire per ritrovarsi fra le mani uno strumento bello da vedere ma inutilizzabile per osservazioni più impegnative del solito e scontato "turismo del cielo". Sarebbe come acquistare una bella automobile con un motore a vapore. Inoltre lo star test è alla portata di tutti, quindi perché non farlo?
Come si procede in pratica? Per eseguire uno star test la prima cosa da fare è collimare le ottiche. Di solito questa operazione è possibile nei Newton e nei Cassegrain. Il secondo passo consiste nel lasciare che il telescopio si porti in equilibrio termico con l'ambiente circostante per minimizzare la turbolenza interna al tubo e fare in modo che l'obiettivo non sia in tensione a causa del campo di temperatura non uniforme (tempo minimo richiesto: 1 ora). Fatto questo basta inquadrare nel campo di un oculare ad alto ingrandimento (~ 200 x), una stella di prima grandezza che si trovi ad almeno 50° d'altezza sull'orizzonte. La stella non deve essere troppo bassa per minimizzare gli effetti della turbolenza atmosferica. Nel campo dell'oculare (a fuoco) non comparirà un puntino (come vorrebbe l'ottica geometrica) ma un piccolo pallino luminoso: la figura di diffrazione della stella (detto disco di Airy), dovuto alla natura ondulatoria della radiazione elettromagnetica.
Volendo, lo star test può essere condotto anche durante il giorno impiegando una "stella artificiale", di solito una piccola biglia di acciaio illuminata dai raggi solari e posta ad almeno 100 metri dal telescopio. In questo modo si possono evitare gli effetti deleteri della turbolenza atmosferica sull'immagine di diffrazione e migliorare la "diagnosi". Per evitare la turbolenza al suolo conviene eseguire il test di primo mattino, quando il Sole è ancora relativamente basso sull'orizzonte. In ogni caso, sia che lo si faccia di notte o di giorno è bene ripetere lo star test più di una volta.
La figura di diffrazione è molto sensibile alle eventuali imperfezioni ottiche presenti nell'obiettivo del telescopio (riflettore o rifrattore che sia) e dal suo esame è possibile avere delle indicazioni sui difetti presenti. È qui che sta la forza dello star test: l'estrema sensibilità ai difetti ottici. Per ogni possibile difetto la figura di diffrazione si modifica in modo diverso e questo permette di capire quali sono le imperfezioni che affliggono un dato obiettivo.
Nell'elenco che segue presentiamo le varie figure di diffrazione per i difetti più comuni riscontrabili nei telescopi in commercio visibili con l'oculare messo in posizione intrafocale (fra il fuoco e l'obiettivo), a fuoco ed extrafocale (oculare oltre il fuoco). Per i rifrattori acromatici, prima di eseguire lo star test, è bene inserire un filtro giallo W12 per sopprimere lo spettro secondario, visibile come un sottile alone blu attorno ad astri molto luminosi come la Luna, Venere e Giove.
Ovviamente un buon telescopio non deve presentare nessuno dei difetti presentati altrimenti ne risentiranno le osservazioni astronomiche con immagini impastate e prive di dettaglio. In particolar modo ne verrà penalizzata l'osservazione planetaria.
I disegni delle figure di diffrazione sono presentati in "negativo", anelli di maggior spessore indicano una maggiore luminosità.
Qui di seguito riporto i risultati degli star test eseguiti personalmente. Alcuni commenti potranno sembrare eccessivamente "duri" ma posso assicurare che quello che ho scritto corrisponde fedelmente a quanto osservato.
In questo elenco invece si trovano star test tratti dal newsgroups "it.scienza.astronomia":
Altri star test o, più in generale, prove di strumenti:
Non esistono testi in ligua italiana dedicati esplicitamente allo star test. L'unica alternativa consiste nel rivolgersi all'estero. Ecco due ottime indicazioni per chi vuole approfondire l'argomento: