ANTARES OBSERVATORIO VIRTUAL PRÁCTICA 3: Objetivos. Material

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1 ANTARES OBSERVATORIO VIRTUAL PRÁCTICA 3: OBSERVACIÓN DE ESTRELLAS BINARIAS Objetivos Material Observación de estrellas binarias o múltiples Parámetros de una estrella doble Observación de las estrellas dobles en la constelación de Cáncer El diagrama de Peterson de nuestro telescopio Objetivos Localización de estrellas binarias en el cielo. Observación de distancias y colores. Medida de distancias aparentes en el cielo. Medida de ángulos de posición. Poder resolutivo real de un telescopio. Diagrama de Peterson. Material Carta de identificación de la constelación de Cáncer. Consola de toma de imágenes y medición. Calculadora. Lista de estrellas binarias. Programa de representaciones gráficas. file:///e /antares/obser0/03binarias/p30.html [12/3/ ]

2 ANTARES OBSERVATORIO VIRTUAL PRÁCTICA 3: OBSERVACIÓN DE ESTRELLAS BINARIAS Objetivos Material Observación de estrellas binarias o múltiples Parámetros de una estrella doble Observación de las estrellas dobles en la constelación de Cáncer El diagrama de Peterson de nuestro telescopio Observación de estrellas binarias o múltiples La observación de estrellas dobles no es una actividad en la que los aficionados se involucren de forma intensiva ya que es un trabajo casi reservado a los profesionales. Sólo con medidas muy precisas se pueden obtener resultados de valor científico. Sin embargo, podemos observar miles de estrellas dobles aunque sólo sea por placer o para comprobar si somos capaces de resolver estrellas cuyas componentes estén muy cercanas o presenten una diferencia de brillo muy grande. file:///e /antares/obser0/03binarias/p31.html (1 de 3) [12/3/ ]

3 Vistas a través del telescopio las estrellas dobles son bastante espectaculares. La razón es que donde a simple vista no veíamos más que un puntito, ahora vemos dos o incluso más. Esta aparición de una segunda estrella tiene algo de mágico, sobre todo cuando las dos componentes están muy pegadas la una a la otra. Esta distancia entre las estrellas es algo que podemos medir. También es interesante el comprobar los diferentes colores de las componentes. Así la famosa Albireo, o β del Cisne, está formada por una estrella azulada y otra anaranjada (ver figura). Hay dos principales tipos de estrellas dobles, las aparentes y las que forman sistema físico. Para las últimas es posible percibir cambios en la distancia relativa y ángulo de posición en unos pocos años. Por ejemplo el sistema ε Ceti tiene un período de 2.62 años. El número de sistemas múltiples es también muy alto. El famoso trapecio de Orión es un sistema de cuatro estrellas situado en el centro de la nebulosa y fácilmente visible con un pequeño telescopio. Hay que hacer notar que la separación angular entre las componentes de un sistema doble puede variar entre décimas de segundo de arco hasta el minuto de arco por lo que el efecto visual entre un par y otro es siempre diferente. Hay varias estrellas dobles que se pueden apreciar a simple vista. Tal vez la pareja más famosa sean Mizar y Alcor. Mizar es la estrella ζ de la constelación de la Osa Mayor, o sea, la estrella central de las tres que forman la cola de la Osa. Esperemos a una noche de cielos despejados para intentar ver a simple vista a Alcor. Con ayuda de un planisferio podremos reconocer sin problema la cola de la Osa Mayor y la estrella central de la misma. Alcor es una estrella de la cuarta magnitud que se encuentra a casi doce minutos de arco al NE de la principal. Mizar y Alcor forman una de las parejas de estrellas más conocidas del firmamento. Dada la gran distancia, el ojo humano puede normalmente separarlas sin esfuerzo. Dicen que los árabes utilizaban Mizar y Alcor (también conocidas como el caballo y el jinete por los indios de Norteamérica) como test para comprobar la agudeza visual de sus guerreros. De hecho, si no conseguimos separar las estrellas en pleno campo, sería mejor que acudiésemos al oculista. Sin embargo, aquí no acaban las sorpresas que nos reserva la estrella central de la cola de la Osa. Ya en 1650 Riccioli comprobó que entre Mizar y Alcor había otras estrellas débiles y que además, Mizar en realidad era una estrella doble. Era la primera estrella doble descubierta por el hombre. Actualmente sabemos que se trata de dos estrellas de magnitud 2.2 y 4.2 a catorce segundos de arco de distancia. Podemos preguntarnos cómo podemos saber si dos estrellas constituyen un par que pueda ser definido como una estrella doble. En la práctica se sigue un criterio que considera tanto a separación entre las dos estrellas como sus brillos aparentes. En principio, la distancia máxima que ha de separar a una pareja de estrellas de brillos m 1 y m 2 para que sean consideradas dobles viene dada por la expresión: Dos estrellas de magnitud 5 y 8 podrán considerarse un sistema doble cuando su distancia no supere los 25 segundos de arco. Cumplen Mizar y Alcor esta condición?. file:///e /antares/obser0/03binarias/p31.html (2 de 3) [12/3/ ]

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5 ANTARES OBSERVATORIO VIRTUAL PRÁCTICA 3: OBSERVACIÓN DE ESTRELLAS BINARIAS Objetivos Material Observación de estrellas binarias o múltiples Parámetros de una estrella doble Observación de las estrellas dobles en la constelación de Cáncer El diagrama de Peterson de nuestro telescopio Parámetros de una estrella doble En una estrella doble es siempre interesante determinar la magnitud de las componentes, su distancia, el ángulo de posición y los colores. La magnitud es más fácil de medir que en el caso de las variables, pues la mayoría de las dobles presentan un brillo constante. Tanto el brillo de la principal como el de la compañera o compañeras suelen estar recogidos en los catálogos de estrellas dobles. La distancia se mide por lo general en segundos de arco. Para separar dos estrellas que disten un segundo de arco (1") hace falta una abertura de 120mm (ver práctica sobre el diseño de un telescopio). Con 100mm podemos llegar a 1"2 y con 75mm podemos llegara 1"5, si las condiciones son extraordinariamente favorables. Si disponemos de un objetivo de sólo 60mm no debemos buscar dobles más cercanas que 2". Estos valores son especialmente válidos para telescopios refractores. El rendimiento de un reflector de la misma abertura normalmente es ligeramente inferior. La determinación de la distancia es difícil para un aficionado. Sin embargo, podemos intentar tomar una imagen de la pareja de estrellas, con la que una vez conocida la escala de la imagen, podremos medir la separación con mucha precisión. El ángulo de posición es más fácil de medir. Es de cero grados cuando la estrella secundaria se encuentra exactamente al Norte de la principal; 90 grados cuando está al Este; 180 grados cuando está al Sur y 270 grados cuando está al Oeste (ver figura). file:///e /antares/obser0/03binarias/p32.html (1 de 3) [12/3/ ]

6 Lo más espectacular en la observación de estrellas dobles, en cuanto adquirimos un poco de experiencia, es el contraste de colores. Al principio, todas las estrellas nos parecerán de tonos similares. Luego nos iremos dando cuenta de que existen diferencias muy tenues. Tal vez las dos estrellas son amarillas, o la principal es blanca y la secundaria de un color azul intenso. Por desgracia, cuando las dos componentes de un sistema son de brillo parecido los colores son iguales. Los contrastes más sorprendentes se dan cuando una estrella es mucho más brillante que la otra, y tal vez la deslumbra. La observación de estrellas dobles es la más asequible a un aficionado. Puede hacerse en plena ciudad iluminada, y en cualquier noche despejada del año. file:///e /antares/obser0/03binarias/p32.html (2 de 3) [12/3/ ]

7 Gracias a la gran cantidad de observaciones de dobles a lo largo de la historia, actualmente se conoce la órbita para una gran cantidad de sistemas. En la dirección de Internet Brian Workman ofrece una hoja de cálculo para Excel de Microsoft que contiene el catálogo completo de las estrellas dobles de elementos orbitales conocidos. Esta hoja de cálculo predice las posiciones de cualquier sistema para cualquier fecha, así como un gráfico de la órbita completa (ver figura). No debemos dejar pasar la oportunidad de echar un vistazo a este programa. file:///e /antares/obser0/03binarias/p32.html (3 de 3) [12/3/ ]

8 ANTARES OBSERVATORIO VIRTUAL PRÁCTICA 3: OBSERVACIÓN DE ESTRELLAS BINARIAS Objetivos Material Observación de estrellas binarias o múltiples Parámetros de una estrella doble Observación de las estrellas dobles en la constelación de Cáncer El diagrama de Peterson de nuestro telescopio Observación de las estrellas dobles en la constelación de Cáncer Como ejemplo de todo lo que hemos visto hasta ahora sobre estrellas dobles, vamos a utilizar nuestro observatorio virtual para la observación de una serie de estrellas dobles de la constelación de Cáncer. Nos limitaremos sólo a las más importantes, pero en cualquier catálogo podemos comprobar que el número de sistemas binarios en una constelación puede llegar a ser muy grande. Como de costumbre, para acceder al observatorio tenemos que partir de la página principal. En ella seleccionaremos la práctica con el título de "Observación de estrellas binarias". Al acceder a los telescopios comprobaremos que es el telescopio de un metro el adecuado para esta práctica ya que es en él donde está instalada la cámara CCD. Después de seleccionar la cámara CCD como instrumento, al cabo de un cierto tiempo nos debe aparecer la consola a la que ya estamos familiarizados. Es el momento de abrir la cúpula. Una vez hemos encendido el seguimiento, tendremos ante nosotros un mapa de la constelación de Cáncer. Si nos movemos hacia el Sur y hacia el Oeste, nos irán apareciendo las diferentes estrellas más importantes. A continuación se reproduce una imagen que nos servirá de carta de identificación para reconocer donde están situadas las principales estrellas dobles. Con ayuda de la carta de identificación debemos ir navegando por la constelación para ir observando cada uno de los sistemas. En la siguiente tabla están recogidos todas las binarias que se deben observar. No dejemos de visitar ζ Cancri, un sistema triple bastante espectacular. Para cada binaria tomaremos una imagen y utilizaremos la consola de medida para obtener las distancias relativas. De la tabla sabemos la distancia en segundos de arco para 24 Cancri y ϕ 2 Cancri. Midiendo sus imágenes podemos obtener la correspondencia entre las unidades de la consola y segundos de arco reales. file:///e /antares/obser0/03binarias/p33.html (1 de 4) [12/3/ ]

9 Sistema Separación (") Ángulo posición Colores 24 Cancri Ambas blancas α Cancri ζ Cancri ι Cancri ϕ 2 Cancri Cancri 57 Cancri Σ 1254 Cancri Σ 1177 Cancri 3.5 Blanca y azul Σ 1131 Cancri Vayamos estrella por estrella intentando medir la separación. Bien a primera vista, o imprimiendo la imagen y luego midiendo con un transportador de ángulos, intentemos estimar el ángulo de posición. Por último, fijémonos un poco para tener una idea de los colores que cada una de las componentes de la binaria nos ofrecen. Una vez tengamos rellenada la tabla con todos los datos, conectémonos a alguno de los catálogos de estrellas dobles disponibles en Internet y comprobemos nuestros resultados. Es sorprendente los buenos resultados que se pueden obtener si instrumentos de precisión. file:///e /antares/obser0/03binarias/p33.html (2 de 4) [12/3/ ]

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12 ANTARES OBSERVATORIO VIRTUAL PRÁCTICA 3: OBSERVACIÓN DE ESTRELLAS BINARIAS Objetivos Material Observación de estrellas binarias o múltiples Parámetros de una estrella doble Observación de las estrellas dobles en la constelación de Cáncer El diagrama de Peterson de nuestro telescopio El diagrama de Peterson de nuestro telescopio El número de estrellas dobles en el cielo es muy alto. Si disponemos de un telescopio, con el paso del tiempo iremos observando cada vez un mayor número de estrellas dobles. Según ganemos experiencia nos gustará desdoblar pares más y más difíciles. Los test de eficacia de un telescopio se miden casi siempre por la capacidad de desdoblamiento de binarias muy cerradas o próximas. Así, podemos utilizar la capacidad de desdoblar dobles más o menos difíciles para determinar la capacidad de resolución real de nuestro telescopio. El resultado es normalmente inferior a lo previsto teóricamente (ver práctica de diseño de un telescopio de aficionado). Al diagrama que obtenemos de representar diferencia en brillo frente a distancia aparente se le denomina Diagrama de Peterson. En este tipo de representación cada binaria observada supondrá un punto. Según vayamos observando más y más sistemas, la frontera entre los sistemas que logremos resolver y los que no nos definirá una curva. A esta curva se le llama curva de Peterson, y nos da una idea del poder de resolución que tenemos visualmente con nuestro telescopio. Un proyecto observacional muy interesante consiste en observar la mayor cantidad posible de estrellas dobles y obtener el diagrama de Peterson de nuestro telescopio. Obtienen diferentes observadores el mismo diagrama para el mismo telescopio? Dado que se necesita un gran número de estrellas dobles, ofrecemos a continuación toda una serie de catálogos de estrellas dobles que están accesibles a través de internet (la mayor parte en inglés): file:///e /antares/obser0/03binarias/p34.html (1 de 2) [12/3/ ]

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