OBSERVATORIO FABRA. CUSROS DE ASTRONOMÍA 2010 EQUIPOS PARA OBSERVACIÓN ASTRONÓMICA

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1 OBSERVATORIO FABRA. CUSROS DE ASTRONOMÍA 2010 EQUIPOS PARA OBSERVACIÓN ASTRONÓMICA El telescopio es el equipo básico para la observación y la fotografía del cielo. En él hay dos partes bien diferenciadas, que pertenecen a dos ramas de la física y, por tanto, deben estudiarse por aparte. Son ellas, la parte óptica y la montura o parte mecánica. 1. MONTURA Es el soporte de la parte óptica, que incluye los mecanismos de movimiento y orientación y las partes electrónica e informática, si las hay. Hasta no hace mucho tiempo se tenía una regla aproximada para evaluar la calidad total de un telescopio y era que, para que la montura fuera suficientemente firme y precisa, su costo debería ser, por lo menos, igual al de la parte óptica. Hoy, los valores han cambiado. Ahora se le da mucho valor a la comodidad y ergonometría que tienen que ver con la montura, y a la facilidad para la orientación y búsqueda de cuerpos celestes, que tienen que ver con la electrónica y con la informática. En un telescopio de hoy, estas partes cuestan mucho más que la parte óptica. En esencia hay dos tipos de monturas: la acimutal y la ecuatorial. Reciben su nombre de acuerdo con el plano en el cual hacen girar el telescopio Montura acimutal Uno de los planos de giro de una montura acimutal es el del horizonte, o sea que trabaja en coordenadas horizontales, acimut y altura. La presentación básica de esta montura es como la de los teodolitos o tránsitos de topografía: una horquilla en la que está pivotado el telescopio y que puede girar alrededor de un eje vertical (plano del horizonte) Una variante de esta montura es la Dobson, muy extebduda por la facilidad de construcción y porque no necesita trípode para soportarse. Durante un tiempo se hizo muy popular entre los cazacometas aficionados, por la facilidad para manipularla al auscultar el cielo.

2 1.2. Montura ecuatorial El giro de la Tierra alrededor de su eje produce un movimiento aparente del cielo que hace que, si apuntamos un telescopio a un cuerpo celeste, rápidamente éste se va del campo de visión y debemos perseguirlo, moviendo el telescopio. Ese movimiento del cielo es paralelo al ecuador y por tanto es en el plano ecuatorial en el que debemos mover el telescopio para hacer el seguimiento. Una montura adaptada para ese movimiento se llama montura Ecuatorial. Aunque hay varios tipos de monturas ecuatoriales, las más comunes son la alemana y la de horquilla. La Alemana es firme pero tiene el inconveniente de que, en ciertas posiciones del telescopio, éste choca contra el soporte en el momento de cruzar el meridiano. Hay, por tanto, que interrumpir la observación y cambiar de lado el telescopio, lo que implica perder de mira el cuerpo celeste y volverlo a capturar. Cuando se trata de fotografía éste es un inconveniente muy grave porque hay que interrumpir en el momento del cruce del cuerpo celeste por el meridiano local. La montura de horquilla no tiene problema en el momento de cruzar el meridiano, pero el peso del telescopio descansa en un voladizo lo que hace que se produzcan vibraciones con más facilidad que en la alemana. En los últimos años se ha convertido en un estándar para los aficionados avanzados por su facilidad de manejo y porque se fabrican en serie con prestaciones informáticas y electrónicas muy avanzadas y a bajo costo.

3 2. PARTE ÓPTICA En esencia hay sólo dos tipos de telescopios: los refractores, o anteojos, que tienen lente lente y los reflectores, que tienen espejo lente. Como nemotecnia, recordemos que los espejos reflejan la luz (de ahí la palabra reflectores ) mientras que las lentes la refractan o, en otras palabras, quiebran sus rayos. Hay otros tipos de telescopios, pero todos son variantes o modificaciones de los dos fundamentales. Uno de los dos elementos ópticos del telescopio, el de mayor tamaño, recibe el nombre de objetivo y es el que puede ser, o bien un espejo, o bien una lente; el otro elemento es llamado ocular y es siempre una lente a la que pegamos el ojo para observar Telescopios refractores. En este tipo de telescopio la luz del objeto observado llega directamente al objetivo y éste, a la manera de una lupa, concentra los rayos en un punto distante llamado punto focal. Cerca de él está colocado el ocular, te tal suerte que nos hace observable la imagen formada en ese punto. Observemos que la luz llega hasta el ocular sin restricción alguna, cosa que representa una ventaja frente al telescopio refractor en el que hay una obstrucción parcial al paso de la luz. Pero, por otro lado, el rayo de luz tiene que atravesar el cristal del objetivo y éste, cuyas caras obviamente no son paralelas, hace las veces de prisma y descompone los rayos en sus colores primarios. Cualquier objeto observado con un instrumento así, se verá rodeado por un halo luminoso con los colores del arco iris, un problema denominado aberración cromática. Para solventarlo se coloca un segundo lente pegado al primero, fabricado con un cristal de diferente índice de refracción, que tiene por objeto reunir de nuevo los rayos que el primer lente ha separado. Una dupleta así, produce imágenes libres de aberración cromática con una eficiencia tal, que no hay hoy en el mercado telescopios refractores ni grandes ni pequeños, que no sean acromáticos. Los telescopios refractores presentan dos problemas. El primero es que el cristal de los lentes debe ser perfecto por fuera y por dentro, puesto que los rayos de luz deberán atravesarlo y cualquier porosidad o desperfecto, así sea minúsculo, producirá una difusión de los rayos y hará que la imagen se vea borrosa. El segundo es que al tener el objetivo dos lentes, hay cuatro superficies a tallar, con lo cual los costos se elevan (como veremos, en los reflectores hay sólo una superficie a tallar).

4 2.2. Telescopios reflectores La luz que llega al instrumento, cae en un espejo cóncavo de superficie parabólica que refleja los rayos y los concentra en un punto llamado punto focal. Como ese punto se encuentra en medio de la trayectoria de entrada de la luz, los rayos se desvían por medio de un pequeño espejo plano, antes de que lleguen al punto focal. El observador puede colocarse, entonces, a un lado del telescopio sin obstruir la entrada de la luz. Este telescopio así dispuesto, con espejo cóncavo como objetivo, espejo secundario plano y ocular a un lado del tubo principal, se llama Newtoniano. Otra manera de impedir que el observador estorbe la entrada de los rayos de luz, es colocando un espejo secundario que no desvía los rayos hacia un lado, sino que los devuelve hacia el espejo principal y salen por un hueco practicado en el centro de éste. Allí se coloca el ocular de manera que el observador está detrás del telescopio, no a un lado como en el newtoniano. Un telescopio así se llama Gregoriano o Cassegrain, dependiendo de la forma del espejo secundario (cóncavo en el Gregoriano, convexo en el Cassegrain) Telescopios mixtos (Catadióptricos) Son telescopios que usan una mezcla de los refractores y de los reflectores, generalmente en una disposición lente espejo espejo lente. Con ellos se logran reducir las aberraciones inherentes a los dos tipos básicos, se reduce el tamaño físico y se obtiene una mayor amplitud de campo. Los telescopios catadióptricos vienen en dos tipos. Los Schmidt Cassegrain son similares a los Cassegrain pero tienen frente al objetivo una placa correctora muy delgada que corrige la aberración de esfericidad producida por el espejo principal. A nivel de aficionado son los más populares en el mercado. Los Maksutov Cassegrain son similares pero en lugar de la placa correctora tienen un lente de menisco, muy grueso y de gran curvatura, lo que hace que sean más pesados que los Schmidt Cassegrain.

5 3. PARÁMETROS DE LOS TELESCOPIOS Quien desea comprar un telescopio siempre se enfrenta a una pregunta elemental: cuál comprar? La respuesta no es simple, dada la gran oferta de marcas y precios que hay en el mercado, pero se puede reducir a unos parámetros simples que serán de gran ayuda en el proceso de compra. Lo primero que hay que decir es que si lo que se quiere es hacer astronomía amateur avanzada, como por ejemplo astrometría o fotometría, la selección debe hacerse entre aquellos instrumentos que tengan prestaciones informáticas, como base de datos interna o facilidad para ser manejados por ordenador, y prestaciones fotográficas para poder conectar una cámara CCD y llegar hasta las magnitudes que se trabajan hoy en esos campos. El aficionado menos avanzado, aquel que lo que desea es deleitarse con la contemplación del cielo y con las maravillas que nos ofrece, seguramente se hará la pregunta de cuántos aumentos debe ser el telescopio que voy a comprar? Lo primero que se le puede decir como respuesta a esa pregunta es que los aumentos son lo último de lo que debe preocuparse, pues no es el parámetro más importante a la hora de elegir. Al contrario, debemos ser cuidadosos con los aumentos pues, cuanto más los forcemos, más oscura veremos la imagen y, casi con seguridad, perderemos nitidez. Más importante es el diámetro del telescopio, pues éste es un indicativo de la cantidad de luz que es capaz de recibir y, por tanto, de la información que puede transmitir a nuestro ojo. Una fórmula muy simple y eficaz para comprar un telescopio es esta: compre el telescopio de más diámetro que su bolsillo pueda adquirir. Esto, claro está, teniendo en cuenta que la óptica sea de buena calidad, hecha por un fabricante reconocido. Los aumentos, sin embargo, a veces también son importantes, por ejemplo cuando se observan planetas o la Luna, siempre y cuando se mantengan dentro de ciertos límites. Cada telescopio, dependiendo del diámetro, tiene un rango de aumentos en el que trabaja de una manera óptima. La siguiente tabla es un indicativo de ese rango: Diámetro (mm) Aumentos máximos Aumentos mínimos Aumentos óptimos A veces habrá que forzar un poco los números dados en la tabla. Por ejemplo, en 1907 José Comas Solá descubrió la atmósfera de Titán, forzando hasta 750 los aumentos de un telescopio de 380 mm. Pero en general los valores dados funcionan bastante bien.

6 Para calcular los aumentos se necesita conocer la distancia focal del objetivo y la del ocular. Distancia focal es aquella a la que se juntan los rayos que llegan paralelos al lente o espejo. Como ilustración presentamos un telescopio refractor pero la fórmula es aplicable a cualquier tipo de telescopio. Aumentos = Fob/Foc En la que Fob es la distancia focal del objetivo y Foc la del ocular. De la fórmula se pueden hacer dos deducciones importantes. Primera: cualquier telescopio está en capacidad de aumentar cualquier número de veces pues basta con poner un ocular con la distancia focal apropiada. Esto se cumple en teoría pues los lentes con distancias focales muy pequeñas son imposibles de llevar a la práctica. Una segunda conclusión es que los telescopios largos tienen capacidad para aumentar más que los telescopios cortos. Esto en realidad no representa ninguna ventaja, pues hay otro parámetro, la luminosidad, que se ve favorecido cuando los telescopios son cortos. A la luminosidad se la llama también la Focal del telescopio. Focal = Fob/Dob En la que Fob es la distancia focal del objetivo y Dob es el diámetro del mismo. La focal es un indicativo de la cantidad de luz que entra al telescopio. Si la reducimos a la mitad, entrará el doble de la luz y por tanto, en caso de una fotografía, necesitaremos la mitad del tiempo de exposición. De acuerdo con la focal, podemos clasificar los telescopios así: Focal > 10. Telescopio de focal larga, apto para observación de Luna, Sol y planetas. Focal entre 8 y 10. Telescopio de propósito general. Focal entre 4 y 8. Telescopio apto para observación y fotografía de objetos de cielo profundo (nebulosas, galaxias, cúmulos globulares, etc.) Focal < 4. Telescopio fotográfico.