Tra i telescopi a riflessione, quello con lo schema ottico più semplice e il più utilizzato è il newtoniano, inventato da Sir Isaac Newton nel XVII secolo. Che sia autocostruito o commerciale, un newtoniano, con l’aggiunta di un filtro solare a tutta apertura, è perfettamente utilizzabile per l’osservazione diretta del Sole in luce bianca. I newtoniani tipicamente usati dagli amatori sono quelli da 150 mm (6 pollici) di diametro. Considerato che la parte più difficile da lavorare è la superficie ottica dello specchio principale, questi telescopi sono disponibili a prezzi ragionevoli, il che è un notevole vantaggio per gli amatori che guardano anche ai costi del loro hobby. A parità di denaro investito e rispetto a telescopi di diverso schema ottico, un acquirente ottiene la maggiore apertura possibile con un newtoniano. Infatti, i telescopi catadiottrici, cioè quelli dotati sia di specchi sia di lenti come componenti primari, e i telescopi rifrattori di alta qualità sono molto costosi e questo, almeno in parte, è dovuto al maggior numero di superfici ottiche che devono essere lavorate.
Il primo riflettore costruito da Newton era piuttosto rozzo. Ad esempio, era stato costruito con uno specchio primario affetto da un difetto noto come aberrazione sferica. Una lente o uno specchio che soffrono di questa aberrazione non sono in grado di concentrare tutti i raggi di luce raccolti su un unico piano. In altre parole, i raggi luminosi che colpiscono l’obbiettivo al di fuori dell’asse ottico vanno a fuoco in un punto diverso rispetto a quelli che sono molto più vicini a tale asse. Per correggere l’aberrazione sferica in un telescopio newtoniano, lo specchio primario non deve avere la curvatura di una sfera, ma deve assumere la forma di una parabola. Uno specchio parabolico riflette i raggi di luce in un unico fuoco puntiforme.
Un altro difetto comune ai newtoniani è il corna. Uno specchio con un rapporto focale (cioè il quoziente focale/diametro) piccolo crea un’immagine fuori asse di una sorgente puntiforme che assomiglia a una piccola cometa (da qui il nome) o a una “sbavatura” a forma di V. Più ci si allontana dall’asse ottico, più è pronunciata l’aberrazione. Un modo per eliminare il corna, o almeno per ridurlo, consiste nell’usare lenti correttive speciali inserite all’interno del cammino ottico della luce. Ma la soluzione più semplice consiste nell’utilizzare uno specchio parabolico con un rapporto focale da moderato a grande (quindi f/8-12). Un telescopio con una grande lunghezza focale è lo strumento ideale per le osservazioni lunari, planetarie o solari.
Il telescopio newtoniano ha un netto vantaggio rispetto a un telescopio a lenti, ovvero è perfettamente acromatico: quindi i colori appaiono puri, senza dominanti di sorta. L’aberrazione cromatica deriva dagli effetti prismatici della rifrazione della luce bianca. Infatti, quando si osserva con un telescopio rifrattore (di tipo acromatico), spesso si vede un anello di colore viola che circonda le stelle più luminose. Questo non succede con i più costosi rifrattori apocromatici. Gli specchi, dal momento che operano attraverso la riflessione della luce, invece della rifrazione, sono completamente esenti dall’aberrazione cromatica.
Un astronomo dilettante dotato di un buon newtoniano da 150 mm di apertura e di un filtro solare a tutta apertura può aspettarsi di compiere ottime osservazioni del Sole in luce bianca. I dettagli visibili includono l’oscuramento al bordo, i dettagli nell’ombra e penombra delle macchie solari, i pori, i “ponti luminosi”, le facole e la granulazione. Con strumenti dotati di un’apertura maggiore, anche se meno trasportabili e più soggetti al cattivo seeing, si possono anche usare filtri fuori asse (Off-Axis, OA), da porre davanti all’obbiettivo in posizione eccentrica. Per i newtoniani, un filtro OA è circolare e grande abbastanza da occupare la zona compresa fra il supporto diagonale dello specchio secondario e il bordo dello specchio principale. Grazie a questa posizione “strategica”, il fascio di luce che passa per il filtro OA non intercetta il supporto del secondario, quindi aumenta leggermente il contrasto dell’immagine perché l’ostruzione è nulla, come nei rifrattori. Tuttavia, con un telescopio riflettore da 150 mm di diametro, o inferiore, un filtro OA non funziona molto bene. Infatti, la risoluzione inizia a essere troppo bassa perché il diametro del filtro fuori asse diventa davvero troppo piccolo (50-70 mm) per essere usato con profitto. Quindi, se si dispone di un telescopio con un diametro da 150 mm o inferiore, conviene utilizzare un filtro solare a tutta apertura; se il telescopio ha un diametro maggiore di 150 mm, conviene utilizzare un filtro a tutta apertura oppure considerare un filtro OA il più grande possibile.
A seconda del tipo di telescopio, può essere necessario mascherare o chiudere l’apertura che circonda lo specchio primario posto sul fondo del tubo del newtoniano. Infatti, ci potrebbero essere riflessi di luce diurna che, passando attraverso le fessure sul fondo del tubo, potrebbero dirigersi verso lo specchio diagonale e da qui finire nell’oculare abbassando drasticamente il contrasto dell’immagine. Se il tubo del telescopio è dotato di anelli posti ai suoi estremi c’è una soluzione semplice a questo problema dei riflessi indesiderati: basta ritagliare un disco di cartone nero sottile che abbia lo stesso diametro esterno del tubo. A questo punto, è sufficiente togliere l’anello posto vicino allo specchio del telescopio, inserire il disco di cartone all’interno dell’anello e rimontarlo sul tubo. Ecco fatto! Ora il fondo del tubo, in prossimità dello specchio, è mascherato e la luce spuria non può filtrare. In alternativa, in mancanza di anelli adatti, si può mettere un tappo, che può essere autocostruito o acquistato, in modo che si inserisca sopra l’estremità del tubo. Anche in questo caso l’obbiettivo di eliminare i riflessi sarà raggiunto.
In un newtoniano per l’osservazione del Sole in luce bianca, oltre alla visione diretta tramite il filtro a tutta apertura, si può adottare anche la tecnica della proiezione dell’oculare cui abbiamo già accennato nel capitolo precedente. Questa tecnica prevede che il telescopio venga utilizzato come un “proiettore” per formare un’immagine ingrandita del Sole su uno schermo posto a una certa distanza dall’oculare. Il montaggio di uno schermo di proiezione (schermato contro la luce solare diretta), sul lato del tubo di un newtoniano, anche se possibile, può essere frustrante, a causa dello sbilanciamento per torsione che si viene a creare. Inoltre, il tubo aperto del newtoniano favorisce la creazione di correnti d’aria interne che possono essere amplificate dal calore del Sole. Purtroppo, queste correnti all’interno del tubo danno luogo a un peggioramento del seeing locale, la nemesi di ogni osservatore solare. Come se non bastasse, l’accumulo di calore solare che si verifica sullo specchio secondario di un telescopio di grande apertura può danneggiare o alterare l’ottica, o almeno creare cattivo seeing. A questo punto, non sorprenderà sapere che sono pochi i dilettanti che hanno usato con successo un newtoniano con la tecnica della proiezione; infatti, con questa tecnica è consigliabile usare semmai un telescopio rifrattore.
In sintesi, gli osservatori solari in luce bianca troveranno che il telescopio newtoniano è quello che presenta il miglior rapporto tra prezzo e prestazioni, come evidenziato in questa guida su Telescopiofacile.com. Uno strumento con apertura da 150 mm o superiore, utilizzato con un filtro solare a tutta apertura, ha una risoluzione sufficiente per la maggior parte degli studi solari. L’aberrazione cromatica in un newtoniano è inesistente, e gli strumenti a lunga focale sono in grado di fornire immagini superbe. Per le osservazioni in luce bianca, il newtoniano può essere davvero un ottimo telescopio solare.
