Astrofotografía: ¿apertura real vs número f?

Mientras leía sobre astrofotografía, descubrí que parece haber un movimiento que cree que la apertura real (diámetro del iris) es más importante que el número f cuando se habla de velocidad. ¿Cómo y de dónde vino esto?

He leído una refutación pero estaría interesado en escuchar opiniones. Supongo que podría atribuirlo a difundir la misma luz (una sección de la imagen) en más sitios de fotos, o simplemente una forma críptica de decir que la ampliación es buena, pero parece que esto también se ha aplicado a tomas de gran angular.

También he leído cosas sobre el número f que afecta el límite de niebla del cielo (en oposición a la exposición general).

En una cámara, todas las partes de la imagen pasan a través de todas las partes de la lente, por lo que la apertura afecta la cantidad de luz que llega a cada parte de la imagen.

En un telescopio, la luz entrante es paralela, por lo que cada parte de la imagen solo pasa a través de un punto en la lente. La apertura solo limita el círculo de la imagen, no afecta la cantidad de luz que llega a cada parte de la imagen. Por lo tanto, la relación entre la apertura y la distancia focal (número f) no es relevante para la exposición.

El límite de niebla del cielo está determinado principalmente por la cantidad de luz parásita que obtienes, y como la luz parásita no es paralela (ya que proviene del interior de la atmósfera) su intensidad se ve afectada por la apertura. Entonces, una apertura más pequeña tendría algún efecto en el límite de niebla del cielo.

Considere, por un momento, apuntar su cámara hacia una pared que esté completamente iluminada. Supongamos que comienza con una lente de 50 mm con una apertura de 25 mm (es decir, f / 2). Si cambia a una lente de 100 mm, está reduciendo el ángulo de visión, por lo que está recolectando luz de un área más pequeña, por lo que está recolectando menos luz. Para ser más específico, estás reduciendo el ángulo de visión a la mitad, lo que reduce el área a 1 / 4o tanto, por lo que estás recogiendo 1 / 4o de tanta luz. Para verlo desde un punto de vista ligeramente diferente, la luz de una parte dada de la entrada se extiende por cuádruple del área del sensor / película, por lo que solo aparece 1/4 de brillo en cualquier parte del sensor / película.

El uso de una apertura relativamente compensa eso, por ejemplo, f / 2 proporciona la misma cantidad total de luz que ingresa a la cámara, independientemente de la combinación de distancia focal y tamaño de apertura necesarios para llegar a f / 2.

Sin embargo, la mayoría de la astrofotografía es un poco diferente. En particular, cuando tomas una foto de una estrella, duplicar la distancia focal no debería duplicar el tamaño aparente de la estrella. Aparte del sol, todas las estrellas ¹ están lo suficientemente lejos como para que siempre aparezcan como una fuente puntual. Duplicar la distancia focal no significa que la estrella se proyectará en cuatro veces el área de la película / sensor. Por el contrario, con los límites de nitidez de la óptica, cualquier distancia focal que utilice proyectará la imagen de las estrellas como una fuente puntual.

Digo "más" arriba, porque esto realmente solo se aplica a las estrellas . Para la luna, las nebulosas, los cometas y los planetas más cercanos, generalmente se amplía hasta el punto en que el objeto en cuestión se proyecta como un disco en el sensor / película. Tan pronto como eso suceda, vuelve a la situación descrita originalmente: cambiar la distancia focal cambia el tamaño aparente del objeto. Una distancia focal larga extiende la misma luz sobre más píxeles, por lo que debe recolectar más luz para compensar.

_{¹ Puramente como tecnicismo, algunos de los telescopios más grandes teóricamente tienen suficiente resolución para realmente resolver un disco de un par de estrellas extremadamente grandes y relativamente cercanas, como Betelgeuse. Sin embargo, incluso con ellos, esto es puramente teórico: la atmósfera nunca es suficiente para que alcancen el nivel de detalle necesario.}

Si un telescopio de 200 pulgadas se colocara en órbita, fuera de la atmósfera, entonces podríamos ver a Betelgeuse como un disco en lugar de una fuente puntual. Incluso eso solo es posible porque Betelgeuse es casi asombrosamente enorme y relativamente cercano. Para la mayoría de las estrellas necesitarías un telescopio en órbita que fuera mucho más grande aún.

La relación f en un telescopio define el ángulo de visión que es capaz de mostrar con un ocular que enfoca todo el círculo de la imagen desde el espejo primario (en un reflector) o la lente del objetivo (en un refractor). La apertura de un telescopio es el diámetro del espejo primario / lente objetivo. En la práctica, el factor limitante cuando se usa un adaptador para montar su cámara en el telescopio suele ser el diámetro del adaptador de montaje en T entre el telescopio y la cámara que tiende a ahogar parte de la luz.Durante la visualización normal del telescopio, para obtener un aumento mayor, reemplace el ocular que enfoca todo el círculo de la imagen con uno que enfoca la luz desde solo un porcentaje del círculo de la imagen. Todavía está utilizando todo el objetivo primario / objetivo, pero solo está enfocando la luz que la ilumina desde el centro del campo de visión.

Cuando retira el ocular e inserta un adaptador de montaje en T, lo que está haciendo es permitir que el punto de enfoque se extienda más allá del tubo de enfoque y se resuelva en el plano del sensor de la cámara. El enfoque se ajusta colocando el enfocador hacia adentro o hacia afuera para cambiar la distancia entre el primario / objetivo y el sensor de la cámara. A veces, se pueden necesitar tubos de extensión para sacar la cámara lo suficiente como para que el movimiento del estante de enfoque pueda enfocar la luz del telescopio.

Lo que todo esto significa es que la apertura efectiva generalmente está determinada por el diámetro del adaptador de montaje en T, en lugar de la relación f del telescopio. En la práctica, cuando use una DSLR en un telescopio astronómico, deberá experimentar un poco con ISO y la velocidad de obturación para encontrar los valores de exposición correctos. No hay un valor de exposición "correcto". Una exposición más baja revelará solo las estrellas más brillantes, mientras que una exposición más alta también revelará las más tenues. Generalmente uso la regla de longitud focal / 600 para determinar la velocidad de obturación máxima que se puede usar sin que el movimiento de las estrellas en relación con la superficie de la Tierra se vuelva evidente en una imagen sin recortar, luego voy desde allí con el ISO hasta la magnitud más tenue que me gustaría para mostrar en la imagen es solo visible.