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Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios 1 Marcus Schenk Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk UNA INTRODUCCIÓN AL UNIVERSO DEL TELESCOPIO Marcus Schenk 2 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk © 2014 Nimax GmbH, Landsberg am Lech Todos los derechos reservados. Queda terminantemente prohibida la reproducción o cualquier otro uso del texto sin permiso explícito de Nimax GmbH. Versión editada en 2014 Autor: Marcus Schenk Astrofotos: Carlos Malagón Edición: Nimax GmbH Traducido por: Leonor Menéndez Visite nuestra tienda online en: www.astroshop.es Aviso legal : Nimax GmbH Otto-Lilienthal-Str. 9 86899 Landsberg / Lech El contenido de este texto ha sido cuidadosamente estudiado. En caso de errores, la compañía no se hace responsable. 3 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Contenido Introducción .................................................................. 7 Interés por la astronomía ................................................ 8 Consejos para observar solo con el ojo humano .......................10 El ojo .......................................................................10 La pupila en el ojo humano ............................................10 Mapa estelar .................................................................13 Listos para empezar ........................................................15 Una pequeña historia de frustración ....................................17 Telescopios – Diferentes tipos ............................................19 El Refractor ...............................................................19 Telescopio tipo Kepler ..................................................19 La solución de los expertos .............................................20 Resumen de los telescopios refractores : ............................21 La otra solución ..........................................................21 Cómo corregir la aberración cromática ..............................22 Reflector Newton ........................................................24 Construcción del modelo .............................................24 Newtoniano .............................................................24 Ventajas ................................................................24 Inconvenientes .........................................................25 Newtonianos de diseño catadióptrico ................................26 Telescopio Schmidt-Cassegrain ........................................28 Maksutov-Cassegrain .....................................................30 Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de telescopio .......31 Planteamientos importantes a la hora de elegir un telescopio .....32 ¿Qué telescopio comprarme? ...........................................32 Captación de luz .........................................................32 Luz, apertura y estrellas tenues .......................................32 La influencia de la apertura ............................................34 Poder resolutivo ..........................................................36 4 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Obstrucción ...............................................................38 Ampliación ................................................................40 Pupila de salida...........................................................43 Las partes del telescopio ................................................44 Espejos .....................................................................44 Montura ....................................................................47 Montura altacimutal ..................................................47 Montura paraláctica...................................................48 Montura Dobson........................................................50 Oculares ...................................................................52 Huygens .................................................................52 Kellner ..................................................................52 Oculares Ortoscópicos ................................................53 Oculares Plössl .........................................................53 Oculares Erfle ..........................................................54 Oculares Long Eye y Long View .....................................54 Oculares Nagler ........................................................55 Oculares 2 pulgadas ...................................................55 Campo visual ...........................................................56 Aberraciones ocasionadas por la óptica .................................59 Aberración esférica ......................................................59 Aberración cromáticaa ..................................................60 Coma .......................................................................61 Astigmatismo .............................................................61 Curbatura del campo visual ............................................61 Otros accesorios astronómicos ............................................62 Espejo y prisma cenital .................................................63 Lente erectora ............................................................65 Lente de Barlow ..........................................................65 Reductora: Lentes que recortan la distancia focal .................66 Filtros astronómicos .....................................................67 5 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Filtro lunar ................................................................67 Filtro nebular .............................................................68 Uso de filtros en el telescopio .........................................69 6 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Introducción Todo aquel que alguna vez, ya sea en un descampado a las afueras de la ciudad o en lo alto de una montaña en la sierra, haya levantado la mirada hacia el cielo en una noche clara puede empezar a entender lo que llevó a alguien como yo a dedicarse al fascinante mundo de la astronomía. Aparecen miles de estrellas que nos observan desde arriba. A miles de años luz de distancia nos sorprenden con la boca abierta intentando descifrar este milagro de la naturaleza. Aunque a veces hace frío y podemos sentir el silbido del viento en nuestros oídos, entramos en un estado de fascinación que nos puede trasladar a otro mundo y hacernos olvidar la realidad. En un principio puede parecer que las estrellas estén completamente desordenadas, como si ahí arriba reinara el caos. Sin embargo, basta un poco de tiempo y dedicación para darse cuenta de que es como estar en un lugar desconocido en el que es necesario guiarse por un mapa primero. De repente se puede ver osas, leones, caballos alados, cazadores, liebres y cisnes. Hablamos de constelaciones: Estrellas que muestran la silueta de determinadas figuras o animales. Tras calmar la primera sed de conocimiento suele venir el hambre y las ganas de saber más. Para saciar estas ansias, es necesario potenciar la eficacia del ojo humano por medio de los instrumentos apropiados. Cuando el crepúsculo de un día claro acaba y el negro profundo se apodera del azul oscuro del cielo se les puede ver: Son aquellos que esperan ansiosos que caiga la noche y, cargados con curiosos y pesados instrumentos, buscan con ahínco su lugar bajo el firmamento. Suelen moverse con linternas de luz 7 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios roja, pues rehúyen la luz blanca. Cuando encuentran su lugar, montan grandes tubos y los apuntan hacia el cielo. Normalmente arman también numerosos instrumentos técnicos. Luego posicionan sus equipos en una dirección determinada y observan a través de ellos. Estos equipos son conocidos como telescopios. Suelen ser silenciosos y apenas hablan mientras observan, por lo que es posible sentir el crujido del viento en los árboles pero a veces, solo a veces, alguno de estos astrónomos amateur (como se les conoce comúnmente) emite un chillido apasionado cuando localiza un objeto especialmente bello en el firmamento. Los astrónomos amateur se dedican a observar las estrellas en su tiempo libre y sienten una gran fascinación por el tema. Marcus Schenk óptica con la que no solo se puede apreciar estrellas, sino también objetos: galaxias, nebulosas planetarias y de emisión, restos de supernovas u objetos de nuestro sistema solar. Llegado el momento, casi todos tuvieron que superar una difícil prueba antes de comprar el telescopio: Saber elegir el más apropiado para sus intenciones entre todos los modelos disponibles. Para no comprar un telescopio cualquiera y luego darse cuenta de que no es el adecuado, merece la pena reflexionar previamente con qué propósito se va a comprar. Además, también es recomendable conocer las ventajas y desventajas de cada tipo de telescopio... Para no perder el rumbo en este mar de posibilidades es necesaria una orientación, por ello, nos gustaría, por medio de este libro, ayudarle a encontrar el camino correcto según sus gustos y necesidades. Con este fin, encontrará información sobre los diferentes equipos, accesorios y tipos de observación en las siguientes páginas. Interés por la astronomía Todos ellos han empezado a interesarse por la astronomía en algún momento. Primero observaban a simple vista intentando reconocer la Osa Mayor y otras constelaciones conocidas. Ese es el primer paso. Luego suele surgir el deseo de tener un telescopio propio. Una herramienta ¡Esperamos que disfrute la lectura! 8 NGC7331, CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios 9 Marcus Schenk Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Consejos para observar solo con el ojo humano El ojo El telescopio no es el único instrumento de observación. El ojo también cuenta como tal. Cierto es, que el ojo es el telescopio más pequeño que existe pero, no hay otro mejor ni más completo (aunque las imágenes sufran de aberración). El ojo «lo llevamos siempre puesto» y nos permite observar donde estimemos oportuno. Cuanto más grande sea la apertura del objetivo de un telescopio, más luz se espera que deje pasar. Nuestro ojo también cuenta con una apertura: la pupila. alcanzará los 4 mm. Esto hace que el ojo joven sea más Image: Based on Eyesection.gif, by en:User_talk:Sathiyam2k. Vectorization and some modifications by user:ZStardust (Self-work based on Eyesection.gif) [Public domain], via Wikimedia Commons sensible a la luz. Esta diferencia es determinante en la observación nocturna, pues es la responsable de que el veinteañero pueda reconocer estrellas menos brillantes que el observador de 60 años. Al abrirse la pupila, el ojo recoge más cantidad de luz. Si bien es verdad que según aumenta la apertura del ojo se reduce la nitidez con la que se aprecian las imágenes, es una consecuencia que carece de importancia, ya que en la oscuridad básicamente solo trabajan los bastones oculares. Estos tienen una resolución óptica menor que La pupila en el ojo humano La pupila es un instrumento genial del ojo. Controlada por el iris, varía su diámetro entre uno y ocho milímetros. Su apertura máxima depende de la edad de la persona. En una persona de 20 años puede alcanzar un diámetro aproximado de 8 mm mientras que la de una de 60 años solo 10 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios los conos, que durante el día. trabajan Marcus Schenk ambas estrellas separadas por una distancia de pocos minutos de arco, a veces algo más. Uno de los sistemas binarios más bonitos con el que podemos determinar el poder resolutivo de nuestro ojo es el compuesto por las estrellas Alcor y Mizar de la Osa Mayor. Hablamos de poder resolutivo cuando el ojo es capaz de separar desde una distancia determinada dos puntos que se encuentran muy próximos y reconocerlos por separado bajo un pequeño ángulo. El poder resolutivo del ojo suele ser de un minuto de arco (el equivalente a una agudeza visual AV=1). De noche es de dos minutos de arco. Como ya hemos dicho, por la noche trabajan los bastones. Su función es permitirnos ver en condiciones de reducida luminancia. Esto ocurre durante la noche y por eso en la oscuridad solo somos capaces Cuando, solo con el ojo, somos capaces de reconocer los diferentes componentes de un sistema de estrellas binarias, apreciamos 11 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios de reconocer lo claro y lo oscuro o el blanco y el negro. Por la noche también se pierde resolución con respecto al día. Marcus Schenk observaciones astronómicas. El número de bastones aumenta gradualmente fuera de la fóvea, aunque están un poco separados entre sí. A unos 20º de la fóvea se encuentra el punto con mayor número mayor densidad de bastones. Precisamente esa es la parte del ojo que ejercitamos en las observaciones astronómicas y telescópicas (al menos cuando los objetos son tenues). Los encargados de proporcionar nitidez a las imágenes son los conos, que se encuentran en la fóvea y tenemos alrededor de 130.000 por ojo. Como en la fóvea no hay bastones, no es la parte del ojo que ponemos a trabajar cuando realizamos 12 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Mapa estelar Antes de profundizar en el tema de los telescopios nos gustaría dejar claro que también se puede observar el firmamento solo con los ojos. incluso una vez superada la primera fase de orientación, pues no solo muestra la posición de las estrellas para cada día o noche del año, también muestra la posición del Sol, la línea eclíptica (de la posición de los planetas), las horas de crepúsculo y otra información de gran utilidad. Con un planisferio es muy fácil reconocer las diferentes constelaciones en el cielo. Es necesario conocer la mayoría de las constelaciones para posteriormente encontrar otros objetos astronómicos con un telescopio. Un planisferio (por ejemplo el giratorio de la editorial Kosmos) debería ser la primera adquisición de cualquier astrónomo amateur. Resulta de gran utilidad, Además del planisferio, es recomendable utilizar un anuario astronómico. Cuanta más información sobre los planetas, meteoritos y objetos astronómicos contenga más práctico será. El anuario de la editorial Kosmos, uno de los más populares entre el público 13 Bild: „Sky“ von Manuel Strehl - selbst gemacht. own work.. Lizenziert unter Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 über Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sky.png#mediaviewer/File:Sky.png Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios alemán, se enfoca todos los meses en un tema diferente y proporciona información relevante y de gran utilidad al astrónomo amateur. Marcus Schenk glosario astronómico. Con algunos de estos programas se puede controlar el propio telescopio, por medio del sistema GoTo, y dirigirlo a determinados objetos astronómicos. También son de gran utilidad para aquellos que quieran realizar búsquedas manualmente, pues pueden imprimir sus propios mapas estelares para tenerlos siempre a mano. Otro artículo que se está apoderando poco a poco del mercado es el software astronómico (programas planetarios). Los programas con planetarios multimedia proporcionan al observador una visión completa del firmamento. Algunos cuentan con un gran número de funciones que muestran acontecimientos actuales o futuros, permiten viajar por el Sistema Solar o incluso cuentan con un completo Uno muy popular y completo es el conocidísimo Red Shift, cuya octava versión está ya disponible. 14 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Listos para empezar Ya tenemos el equipamiento básico para empezar a observar. Con el mapa estelar y libro de introducción en la mano, lo que queremos es salir y disfrutar de una oscura noche de observación astronómica. ¿No nos dejamos algo? Claro que sí. Debemos recordar abrigarnos bien antes de realizar observaciones a la intemperie. Incluso en verano, cuando los días son extremadamente calurosos puede que bajen las temperaturas y haga un frío incómodo durante la noche. Lo más importante es el calzado y un sobretodo de abrigo. Ahora sí estamos listos para empezar... principio no reconocemos casi nada. Las pupilas están acostumbradas a la claridad y tienen su tamaño normal. Poco después empiezan a dilatarse. Al principio lo hacen rápidamente y cada vez se ralentiza más el proceso. Pueden pasar hasta 45 minutos hasta que las pupilas se hayan dilatado por completo. Obviamente no es necesario esperar tanto tiempo para dirigir la mirada al firmamento. ;-) Es importante evitar que la luz de farolas, edificios o linternas nos deslumbre, ya que si esto pasa continuamente podemos perder la facilidad de acostumbrarnos a la oscuridad. Esta es la razón por la cual los astrónomos no utilizan luz blanca durante la observación. Utilizan una luz roja. Normalmente se trata de linternas LED con intensidad regulable. El ojo necesita un tiempo para acostumbrarse a la oscuridad. Nos damos cuenta de ello cuando salimos de una habitación bien iluminada y nos adentramos en la oscuridad de la noche. Al Con los ojos acostumbrados a la oscuridad se puede distinguir estrellas de magnitud aparente 6. Son 15 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk estrellas tenues, de una claridad cien veces menor a las de magnitud 1. Las estrellas de magnitud 1 son las más claras del firmamento. Cuanto menor sea su magnitud más brillante será el astro. Sin necesidad de más instrumentos que los propios ojos se puede distinguir varios cúmulos estelares abiertos. Un ejemplo son las Pléyades en la constelación de Tauro. También se puede ver la galaxia espiral gigante de Andrómeda, perteneciente al Grupo Local (aunque esta se aprecie como una mancha de luz). Debemos darnos por contentos, ya que esta «mancha de luz» se encuentra a más de dos millones y medio de años luz de nosotros. ¿Qué pasa cuando la observación con los ojos se nos queda corta? Pues que necesitamos un telescopio... 16 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Una pequeña historia de frustración Tras esta breve introducción nos disponemos a ver los diferentes instrumentos de observación. Pero antes de nada, imaginemos lo siguiente: folleto de propaganda de un conocido supermercado encontró un modelo con una apertura de 50 mm y factor de ampliación de 600. Lo compró sin pensarlo dos veces cuando vio las imágenes de Saturno y Júpiter en la caja. «Seguro que así se ven realmente» pensó. Una vez en casa, lo armó sin perder tiempo. «Parece que cojea un poco. Debe de ser así.» Lo sacó al balcón en una noche clara y se dispuso a encontrar un objeto astronómico. Pero por más que intentó e intentó... Kurt, un señor de 35 años (utilizamos el ejemplo de un hombre porque lamentablemente la astronomía siempre ha sido un hobby que interesa más a hombres que a mujeres) ha descubierto recientemente este fascinante mundo. En sus últimas vacaciones en Tenerife se alejó un poco del hotel y acabó en un descampado. Cuando levantó la vista hacia el cielo estrellado despertó. No pudo salir de su asombro, pues nunca antes había visto un cielo tan hermoso, oscuro y repleto de estrellas. Descubrió miles de ellas y, por un momento, no le importó en absoluto haberse perdido y no poder encontrar el hotel. De vuelta en casa, lo primero que hizo fue comprarse un libro de astronomía y devorarlo. Obviamente tenía que comprarse un telescopio rápidamente. Un par de días después, mientras hojeaba un Lo que encontró fue otra cosa. Consiguió ver Saturno pero no consiguió enfocarlo. Decepcionado y disgustado, desmontó el equipo, lo metió en la caja y lo arrojó por el balcón. Al día siguiente lo enterró en el jardín junto con el libro de astronomía. Y hasta ahí llegó su afición. Para evitar este tipo de decepciones, hemos recopilado en las siguientes páginas información sobre los diferentes modelos de telescopio, al igual que sus 17 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios ventajas y desventajas. Con todos ellos se puede observar el cielo pero hay que tener en Marcus Schenk cuenta varios factores antes de decidirse por uno en particular. 18 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Telescopios – Diferentes tipos pequeña sección del campo visual desenfocada y esta se encuentra en el borde de la imagen. Este tipo de telescopio ha sido pensado para utilizar ampliaciones pequeñas. La ventaja principal de este sistema es que proporciona imágenes no invertidas. El Refractor Se trata del diseño clásico. Consiste en un tubo alargado y delgado que apunta hacia el cielo y en cuyo extremo inferior se observa a través de un portaocular. Hay dos tipos de refractores: 1. El telescopio Galilei 2. El telescopio Kepler Telescopio tipo Kepler El telescopio Kepler también recibe el nombre de telescopio astronómico. Al igual que el modelo Galilei, cuenta con una lente convexa en su parte anterior. En la parte trasera, sin embargo, tiene una segunda lente convexa (en vez de cóncava). Esta lente convexa trasera ejerce de ocular. Proporciona imágenes invertidas. Crea una imagen intermedia en el foco. El foco del objetivo coincide con el foco del ocular. El ocular reproduce prácticamente la imagen creada en el Ambos son, en un principio, sistemas sencillos en cuanto al diseño. Los modelos Galilei cuentan con una lente convexa en la parte anterior y una cóncava en la trasera. Esta formación se utiliza sobre todo en los binoculares para teatro y ópera. Al encontrarse la pupila de salida en el interior del tubo (ante la lente cóncava), solo se aprecia una 19 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios foco con un mayor tamaño. Marcus Schenk diferente en cada lente. De esta forma, se corrige la mayoría de aberraciones cromáticas, aunque lamentablemente no se corrige totalmente. Los refractores «normales», los que había antes, tienen una importantísima desventaja respecto a los demás: crean discrepancias en los colores entre la imagen original y la reproducida, la llamada aberración cromática. La forma de refractarse la luz según las diferentes longitudes de onda es muy desigual. La luz azul, por ejemplo, se desvía más a través de la lente que la luz roja. Como consecuencia, se obtienen imágenes desenfocadas de los objetos. Este efecto se magnifica con el factor de ampliación y, por si esto fuera poco, la aberración disminuye drásticamente el contraste en las imágenes obtenidas con este tipo de telescopio. Por ello, los expertos desarrollaron el telescopio apocromático, que elimina completamente la aberración cromática por medio de una tercera lente. La óptica de este tipo de telescopios reproduce imágenes sin discrepancias de color. Hoy en día predominan dos tipos de apocromáticos: 1. Apocromático ED Doblete 2. Apocromático ED Triplete La diferencia es el número de lentes de dispersión extremadamente baja (ED): Puede tener dos o tres. El cristal ED corrige la aberración cromática en todo el sistema. Los modelos de dos lentes no la corrigen totalmente, aunque sí en una gran proporción. Algunos astrónomos amateur denominan este tipo de telescopio semiapocromático. La solución de los expertos Para minimizar este efecto se creó un nuevo tipo de telescopio, el acromático. Los acromáticos cuentan con dos lentes en el objetivo en vez de una y estas se suelen fabricar con cristal crown o flint. Se monta una lente convexa y una cóncava. El índice de refracción (densidad) y la dispersión es 20 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Los modelos de tres lentes ED reducen la aberración cromática casi por completo, reproduciendo una imagen brillante, neutral y llena de contraste. Marcus Schenk El resultado es parecido al obtenido con un ED. Apocromático: Mientras que los dos sistemas anteriores son denominados semiapocromáticos, este es totalmente apocromático. Está formado por tres lentes. La corrección de la aberración cromática es total. Resumen de los telescopios refractores : Acromático : Cuenta con dos lentes de cristal flint o crown. Normalmente hay un espacio entre las lentes, aunque hay modelos que las tienen pegadas. Desde hace algún tiempo aparecen casos aislados de telescopios superacromáticos. Son modelos con 5 lentes normalmente separadas en dos grupos. El primer grupo de lentes, con tres, tiene las mismas funciones que un apocromático triplete. Las dos lentes restantes garantizan la planitud del campo visual para conseguir astrofotografías perfectas. Apocromático ED: En principio se trata de un acromático con una lente de cristal ED. Hay un espacio entre las lentes. La aberración cromática queda prácticamente corregida. La otra solución Otra forma de reducir la aberración cromática de los refractores es utilizar modelos con una relación de apertura limitada. Esto significa lo Apocromático de fluorita: Contiene dos lentes pegadas entre sí y una de ellas está hecha con cristal de fluorita. 21 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios siguiente: Que la distancia focal de estos telescopios debe ser grande. Sin embargo, hay una fórmula empírica que demuestra que para obtener una integridad cromática decente, la distancia focal del acromático debe ser quince veces el tamaño del diámetro de su objetivo. O sea, que para un refractor de 100 mm la distancia focal debería ser de 1.500 mm (f=1:15). En el caso de un refractor de mayor tamaño, la distancia focal deberá ser aún mayor. Marcus Schenk Cómo corregir la aberración cromática ¿Qué se puede hacer con un refractor que produce aberración cromática? Por suerte existe una solución al problema y no es necesario tirarlo y comprar uno nuevo. Para corregir una aberración longitudinal mínima se puede utilizar un filtro Minus-Violett. Reduce el efecto azul y simultáneamente aumenta el contraste de la imagen. No queda totalmente neutral, pues se puede apreciar una ligera tonalidad amarilla pero, en cualquier caso, los detalles se aprecian mejor. manejar, lo normal es evitar esta relación. La relación distancia focal = apertura² ofrece resultados aceptables. Siguiendo esta regla necesitaríamos una distancia focal de 1.000 mm en los refractores de 100 mm o unos 1500 mm en los refractores de 120 mm. El filtro Minus-Violett es el modelo tradicional. Sin embargo, ya hay otros modelos en el mercado que realizan la misma función. Uno que ha sido desarrollado especialmente para esto es el Fringe-Killer de Baader. Bloquea el 50% de la luz azul pero permite el paso de la luz roja y verde. Gracias a su diseño inteligente, 22 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios solo se pierde el 12% de luz. Es ideal incluso para refractores pequeños. Marcus Schenk La gran ventaja de este modelo es la neutralidad que otorga a las imágenes. Para refractores más pequeños es mejor usar el Fringe-Killer. El Semi APO se amortiza fácilmente en refractores con distancia focal mayor de 100120 mm. También está el filtro Semi APO. Suena muy bien pero, ¿es realmente efectivo? Supongamos que tenemos un refractor de tan solo 500 mm de distancia focal. Con él se aprecia un borde azul bastante grueso alrededor de los objetos claros. ¿Qué pasa con el borde azul si ponemos el filtro en el ocular? Desaparece. La imagen se aprecia, en general, más neutral que con el FringeKiller aunque la pérdida de luz es mayor, alrededor del 30%. El refractor es un gran instrumento siempre y cuando se corrija la aberración. Sin embargo, un refractor grande que ofrezca calidad lumínica es relativamente caro y aparatoso. Por eso vamos a analizar también los modelos reflectores. 23 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Reflector Newton El Newtoniano es el clásico reflector. Tecnología sencilla y sin embargo genial. Fue desarrollado por Isaac Newton en el año 1668. Bueno, técnicamente fue mejorado por Newton, pues el físico Zucchi construyó un telescopio ya en 1616 compuesto por espejos. Newton introdujo un espejo plano diagonal. Es increíble que un telescopio diseñado y mejorado en 1668 siga de moda hoy en día, en la era de los smartphone y las tabletas, tal que sea una de las variedades favoritas y más adquiridas de telescopios para aficionados. lateralmente. En ese lateral se encuentra el portaocular, que aloja el ocular durante la observación. Para enfocar, basta con girar el portaocular hacia dentro o hacia fuera. Ventajas A diferencia del refractor, el telescopio reflector no tiene lentes. Con ello se evita la aberración cromática en los objetos claros. Aunque ese no es el único factor decisivo a la hora de proporcionar buenas imágenes. Igual de importantes son la calidad y el grado de reflexión de los espejos que, según el modelo, pueden variar enormemente. En este aspecto tenemos que confiar en las grandes marcas. Construcción del modelo Newtoniano La luz se cuela en el tubo desde fuera. En el extremo más bajo se encuentra el espejo principal cuya forma es esférica o parabólica. El espejo devuelve la luz. Para evitar que el foco del espejo se cree por delante de la abertura del tubo (y que por consiguiente se cubra la apertura al observar), cuenta con un espejo secundario en la parte anterior del tubo. Se trata de un espejo plano diagonal que desvía el haz de luz en 90º y lo saca Se denomina relación de apertura de un telescopio a la relación entre la apertura del objetivo y su distancia focal. Un telescopio de 100/1000 mm tiene una relación de 24 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios apertura f/10. Significado: Su distancia focal es diez veces mayor que el diámetro de apertura. Marcus Schenk Una gran ventaja de los newtonianos es su precio. En comparación con los refractores y otros reflectores, como los SchmidtCassegrain, los newtonianos son imbatibles en precio. Por poco dinero se puede conseguir la misma calidad óptica que con los otros modelos costaría mucho más. En el caso de los newtonianos, no tenemos por qué ser estrictos con la relación de apertura. A la hora de elegir un refractor, es preferible quedarse con una relación de apertura pequeña (por ejemplo f/10 – pequeña aberración cromática) pero con el sistema óptico newtoniano se pueden crear relaciones de apertura de por ejemplo 1:4 tranquilamente. Los modelos de estas magnitudes aportan mucha luminosidad a las fotografías y, en relación, tienen una distancia focal corta. Inconvenientes Una desventaja de los newtonianos frente a los refractores es el sombreado de la luz entrante. Dependiendo del tamaño del espejo secundario, así se verá mermada la cantidad de luz que alcanza el ojo del observador. Este fenómeno también se denomina 25 By Szőcs Tamás Tamasflex (Own work) [CC-BY-SA-3.0 (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk obstrucción. Como los refractores no tienen ningún elemento en el recorrido óptico que cause una obstrucción, son capaces de proporcionar más luz y contraste a las imágenes con la misma apertura que los reflectores. obstrucción resultante es del 25%. Un newtoniano de 200 mm y un espejo secundario de 50 mm de diámetro tiene una apertura efectiva de 193 mm. El nivel de contraste que proporciona sería el mismo que el de un telescopio con apertura de 150 mm libre de obstrucción. Un refractor, sin embargo, está fuera de las posibilidades de algunos Newtonianos catadióptrico de diseño Existen también modelos newtonianos cuyo diseño no es el clásico y tradicional, pues tienen una lente o una placa de corrección. Son los denominados newtonianos catadióptricos. astrónomos amateur o, incluso, no disponible en ciertos tamaños si no es hecho a medida. Los Ejemplo de la relación de obstrucción: telescopios Schmidt-Newton cuentan con una placa de corrección en la parte Un newtoniano de 200 mm tiene un espejo secundario de 50 mm de diámetro. La anterior de la apertura. Esta placa crea un 26 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios sistema cerrado con una cantidad determinada de aire dentro del tubo cuya temperatura no varía tan fácilmente. Otra ventaja de este modelo es que la placa corrige las aberraciones ópticas originadas por el espejo principal. El espejo secundario se encuentra tras la placa Schmidt, quedando fuera del sistema cerrado. Marcus Schenk gran parte de los espejos principal y secundario, algo realmente complicado en estos sistemas sobre todo si se es principiante. Aunque algunos permiten extraer la lente de Barlow para facilitar la colimación. También hay modelos sin placa Schmidt, sobre todo, los de gamas más bajas. Utilizan una lente de Barlow o similar para ampliar la distancia focal. De esta forma, se puede tener un telescopio pequeño con una distancia focal lo más larga posible. La lente de Barlow es una lente divergente que alarga la distancia focal artificialmente. Nosotros desaconsejamos este tipo de telescopio a principiantes. Creemos más apropiado el uso de newtonianos clásicos sin lente. La desventaja de este modelo es que, por medio de la lente de Barlow puede verse afectada la calidad de imagen. Aparte de la desventaja más importante: Estos sistemas son relativamente difíciles de colimar, pues para realizar esta acción es necesario ver 27 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Telescopio Marcus Schenk Schmidt-Cassegrain Uno de los sistemas ópticos más aclamados es el SchmidtCassegrain. Muchos astrónomos amateur se han encomendado a este modelo porque son muy compactos y ligeros (también fáciles de transportar). Son cortos pero tienen una gran distancia focal. El espejo principal tiene un hueco en el centro que devuelve la luz y focaliza. El haz se encuentra con un espejo secundario que refleja la luz de vuelta a través del hueco del espejo principal y hacia el ocular. Anterior a la apertura se encuentra la placa Schmidt de corrección. Los Schmidt-Cassegrain se caracterizan por su gran versatilidad. Son telescopios multiusos. Aunque también tienen algunas desventajas: Es más que apropiado para observaciones visuales, dada su reducida relación de apertura de 1:10 o incluso inferior pero para darle un uso fotográfico es necesario realizar seguimientos y posicionamientos muy precisos dada su relación de apertura. La placa Schmidt protege el equipamiento interno del telescopio de polvo y otra suciedad. Por otro lado, los sistemas cerrados necesitan más tiempo de enfriamiento y adaptación a la temperatura ambiente. La gran distancia focal crea campos visuales relativamente pequeños. Pero la principal desventaja de los SchmidtCassergrain es la aberración esférica que producen. En las astrofotografías puede apreciarse el borde de la imagen ligeramente desenfocado. Los demás tipos de aberración son despreciables, pues pasan desapercibidos. 28 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios 29 Marcus Schenk Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Maksutov-Cassegrain Los telescopios Maksutov son otra variante de los Cassegrain. En principio funcionan de la misma manera que los Schmidt-Cassegrain, o sea con un espejo principal esférico y uno secundario. Su diseño es igual. La diferencia entre ambos modelos es que el Maksutov tiene una lente con forma de menisco en la apertura en lugar de una placa de corrección como el SC. Esta lente se la debemos al científico ruso Maksutov. El grosor uniforme de la lente crea una aberración cromática mínima y corrige la esférica creada por el espejo principal. La parte trasera del espejo secundario está en contacto con la lente menisco. El espejo secundario es relativamente pequeño, por lo que la obstrucción resultante se mantiene al mínimo. El sistema óptico proporciona un gran contraste, al mismo nivel de un refractor. mucho tiempo para adaptarse a los cambios de temperatura y son relativamente pesados por culpa de la lente. Al igual que los SC, crean campos visuales pequeños, pues tienen una relación de apertura entre 1:10 y 1:13. Los Maksutov utilizados actualmente provienen del diseño gregoriano y no permiten la creación de sistemas con gran luminosidad, ya que la aberración resultante alcanzaría niveles desorbitados. A pesar de los numerosos puntos a favor de los Maks, también tienen desventajas frente a los demás modelos discutidos, pues ningún sistema óptico es perfecto en todos los aspectos. Estos telescopios también necesitan 30 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Ventajas Inconvenientes Refractor + Diseño clásico + Libre de obstucción + Buen contraste + Colimación casi nunca necesaria + Libre de deterioro térmico Precio elevado de modelos con gran apertura - Poco manejable si es grande - Aberración cromática y desenfoque si no se corrige Newton + Económico + Gran apertura asequible + Libre de aberración cromática + Buen contraste + Obstrucción, aunque mínima + Ligero + Disponible en numerosas versiones + Dobson - Aberración según relación de apertura - Menor contraste que un refractor del mismo tamaño por culpa de la obstrucción Abierto (posibles corrientes térmicas que afecten la imagen) - Colimación necesaria - La óptica se ensucia más fácilmente que en un sistema cerrado. Schmidt-Cassegrain, ACF y Edge HD + Corto + Manejable y práctico + Fácil de transportar + Observación en postura cómoda + Permite la conexión de accesorios gracias a la rosca tipo SC + Montaje rápido sobre montura de horquilla. - Precio más elevado que un newtoniano de la misma apertura - Espejo secundario mayor que en un newtoniano. Maksutov Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de telescopio + Corto + Aberración cromática casi inexistente + Sistema cerrado, libre de deterioro térmico + Corrección de la aberración + Muy buen nivel de contraste + Espejo secundario fijo + Modelos económicos en el mercado. - Pesado por culpa de la lente menisco - Tiempo de adaptación a los cambios de temperatura ambiente - Precio elevado para grandes aperturas - Obstrucción ocasionada por el espejo secundario - Campo visual pequeño para relación de apertura f/13. 31 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Planteamientos importantes a la hora de elegir un telescopio Captación de luz Una propiedad importante de cualquier telescopio es su capacidad de captación de luz. Cuanta más luz sea capaz de recoger, más objetos tenues podrá reproducir. De este tipo de objetos está repleto el cielo. Para poder observar otras maravillas que no sean el Sol, la Luna y los planetas claros dependemos, sobre todo, de la capacidad de captar la luz de nuestro telescopio. Esto no tiene por qué significar que los telescopios pequeños no sean capaces de ofrecer grandes resultados. ¿Qué telescopio comprarme ? Para elegir un telescopio, es necesario separar los reflectores de los refractores. A pesar de las ventajas y desventajas de cada tipo de telescopio, hay factores importantes que se deben tener en cuenta para la selección. La primera pregunta que debe uno hacerse antes de empezar es: ¿Qué quiero observar con el telescopio? O para ser más concretos: ¿Quiero observar principalmente planetas o debe el telescopio permitirme adentrarme más en el cielo para observar galaxias poco brillantes? Cuanto mayor sea la apertura del telescopio, más luz podrá recoger. A continuación presentamos una comparación de los diferentes tipos de apertura: Una vez resuelta esta primera cuestión, se puede proceder al segundo paso: La elección. No hay un telescopio ideal para cada tipo de observación. No existe un supertelescopio capaz de satisfacer todos los deseos del observador pero sí es posible acercarse a este sueño. Luz, apertura tenues y estrellas El telescopio más pequeño de todos es nuestro propio ojo. Alcanza una apertura máxima de 7 mm, con la que somos capaces de reconocer estrellas de magnitud aparente 6. La magnitud es la unidad que mide el brillo de las estrellas. 32 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Cuanto menor sea su magnitud, más clara será la estrella. Una estrella de magnitud 6 es unas cien veces más tenue que una estrella de magnitud 1. Nuestro ojo es capaz de reconocer estrellas poco brillantes pero, lamentablemente, no es suficiente para reconocer objetos aún menos brillantes. Marcus Schenk expectativas en el usuario incapaces de satisfacer y que llevan a la decepción. Como regla general se puede decir que la magnitud máxima de un telescopio no debe ser mayor que el doble de la apertura del objetivo (en milímetros). Lo que significa que un telescopio con una apertura de 150 mm no debe tener un factor de ampliación mayor de 300, igual que un telescopio de 200 mm debe tener como mucho un factor de ampliación 400. Al superar el límite recomendado de ampliación, el observador se arriesga a obtener imágenes borrosas y desenfocadas. A menudo el factor de ampliación de un telescopio no es el que determina su rendimiento, sino más bien la apertura del objetivo y la resolución. Supongamos que el ojo tiene un factor 1 de captación de luz (para simplificar la relación entre la capacidad de un telescopio de aprovechar la luz y su apertura). En comparación, un telescopio con una apertura de 50 mm recoge 51 veces más luz que el ojo, mientras que un telescopio de 100 mm recoge ¡204 veces más luz! También es interesante y determinante el factor de ampliación del telescopio. A menudo encontramos pequeños telescopios entre las «ofertas limitadas» de algunas cadenas de supermercado con factores de ampliación de 500 o incluso superiores. Además, las fotos en la caja nos llevan a pensar que se trata de un telescopio de la talla del mismísimo Hubble. Crean unas Además, antes de comprar un telescopio, debemos considerar los diferentes tipos de montura, pues no sirve de nada tener el mejor sistema óptico si la montura del telescopio no nos permite sacarle el máximo partido. Si la montura que tenemos no es capaz de soportar el peso de 33 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios la óptica, el equipo no tendrá la estabilidad necesaria y será muy difícil disfrutar de la observación. Mayor importancia aún tiene la montura si se pretende sacar buenas fotografías con el equipo. En este caso, la montura tiene que ser capaz de mucho más que soportar holgadamente el equipo. Marcus Schenk la óptica. Como ya hemos dicho, el ojo humano es capaz de reconocer estrellas y objetos de magnitudes inferiores o igual a 6 dentro de la escala que mide la claridad de estos. Todo lo que sea más oscuro no se puede apreciar sin ayuda de un sistema óptico. Como la mayoría de objetos astronómicos no se pueden apreciar solo con el ojo, necesitamos disponer de un telescopio con la apertura apropiada. La influencia de la apertura Una de las características más importantes de un telescopio es el diámetro del objetivo, también conocido como apertura. Cuanto mayor sea, más luz será capaz de recoger Un telescopio con una apertura de 100 mm es capaz 34 NGC7331M42 NEBULOSA DE ORION CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios de mostrarnos objetos deepsky y estrellas tenues importantes. En noches especialmente oscuras, un telescopio como este puede mostrar al observador mil veces más estrellas que el ojo. Con un telescopio de 200 mm de apertura se aprecian 3900 veces más estrellas que con el ojo… 35 Marcus Schenk Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Poder resolutivo El poder resolutivo de un telescopio es otra medida determinante. Aumenta con la apertura del objetivo. Cuanto mayor sea la resolución del telescopio, más detalles se podrán apreciar en los objetos. Con poder resolutivo nos referimos a la capacidad de una óptica de proporcionar imágenes discernibles de dos objetos muy próximos entre sí, tal que ambos se puedan distinguir y apreciar como unidad. Cuanto menor sea la distancia angular entre ambas estrellas o más pequeños los detalles en la superficie planetaria, mayor será la apertura necesaria para conseguir un poder resolutivo alto que nos permita apreciar los objetos por separado. La resolución individual de dos objetos se conoce como minimum separabile. El poder resolutivo del ojo humano es de aproximadamente un minuto de arco durante el día y de dos en la oscuridad de la noche. Con el ojo somos capaces de reconocer alguna estrella binaria, como la estrella Alcor en la Osa Mayor. En la práctica esto significa que, en el caso de las estrellas binarias con una distancia angular determinada, por ejemplo, el telescopio es capaz de separar ambos cuerpos para que sean apreciables por separado. En otras palabras: Una estrella binaria se ve como dos puntos adyacentes. Sin embargo, la agudeza visual es muy variable: La de algunos no alcanza el poder resolutivo de un minuto de arco, mientras que otros lo superan. Si el poder resolutivo del telescopio no estuviera a la altura de esta estrella, solo se apreciaría un cuerpo o se vería como un objeto alargado. Por medio de una gran apertura en un telescopio somos capaces de alcanzar un alto poder resolutivo: Mientras que un telescopio de 50 mm de apertura alcanza un poder separador de unos 2,7 36 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios segundos de arco, uno de 200 mm de apertura llega hasta los 0,7 segundos de arco. Un telescopio que cuente con este nivel de resolución es capaz de separar dos estrellas limpiamente. Otro factor determinante para el poder resolutivo de la óptica es el tamaño de los discos de Airy que se forman. Cuanto mayor sea el nivel de resolución, más pequeños se verán los discos. El poder resolutivo de Apertura del telescopio Marcus Schenk cualquier telescopio se puede calcular fácilmente a partir de la siguiente fórmula: A = 138 / Obj Esta fórmula se la debemos al tercer barón de Rayleigh, un brillante físico y matemático británico. A partir de ella se obtiene el poder separador necesario para, entre otras cosas, poder visualizar ambas estrellas de un sistema binario por separado. Poder resolutivo según Rayleigh 60 mm 80 mm 100 mm 120 mm 150 mm 200 mm 250 mm 2,3" 1,7" 1,3" 1,15" 0,92" 0,69" 0,55" Naturalmente se trata de valores teoréticos que, en la práctica, no tienen una precisión del 100%, ya que, normalmente, el poder resolutivo está limitado a un segundo de arco (aprox.) como consecuencia de la turbulencia del aire. Esto significa que, en realidad, los telescopios con aperturas superiores a 120 mm no aportan más beneficios en este aspecto. 37 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Obstrucción Un telescopio es un instrumento captador de luz que la manipula en su interior para ofrecer al observador una imagen. Para ello, los telescopios reflectores (newtonianos) cuentan con un espejo principal que crea un foco en la parte anterior del tubo. Para que el observador pueda visualizar la imagen desde el lateral del tubo óptico a través del ocular, se sitúa en el recorrido óptico un espejo secundario (plano diagonal a 45º). Obstrucción 0% Este espejo secundario y su estructura de montaje crean una sombra que disminuye la apertura efectiva del telescopio y el contraste en las imágenes. Cada pieza situada en el recorrido óptico crea una sombra. Este fenómeno se conoce como obstrucción. Es típico de los modelos reflectores (exceptuando los reflectores oblicuos de Anton Kutter). Los refractores tienen una obstrucción del 0% pues el recorrido óptico dentro del tubo no encuentra ningún obstáculo hasta el ocular. Obstrucción 40% (Bilder generiert mit Aberrator mit Genehmigung von Cor Berrevoets) Durante la observación es fácil darse cuenta de que la obstrucción perjudica el resultado final, pues se pierde contraste. La obstrucción aumenta con el tamaño del espejo secundario del telescopio. Para medir la pérdida de contraste basta con restar el diámetro del espejo secundario del diámetro del espejo principal. Con esta simple resta obtenemos la apertura 38 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk efectiva de contraste de un telescopio libre de obstrucción. Con un reflector newtoniano que tenga un espejo principal de 200 mm de diámetro y uno secundario de 50 mm se obtendría el mismo nivel de contraste que con un refractor de 150 mm de apertura. Sabiendo el diámetro del espejo secundario, cualquier astrónomo puede calcular la apertura efectiva de su reflector. La capacidad de absorción de luz del equipo se comporta de diferente manera que el contraste. También se ve afectada por la obstrucción, pero no en tal medida como el contraste. 39 M31 GALAXIA DE ANDRÓMEDA, CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk de 5 mm, podemos disfrutar de un factor de ampliación 200. En teoría, podemos ampliar la imagen hasta valores infinitos pero, como la ampliación depende de la apertura del objetivo, es recomendable limitar su valor. En esto es determinante la pupila de salida, el haz de luz que sale del ocular y es percibido por el ojo. Más adelante profundizaremos en este tema. Ampliación Suele ser un factor muy importante para los astrónomos principiantes. Sin embargo, no debería ser decisivo a la hora de escoger telescopio, pues mayor importancia debería tener la capacidad de absorción de luz y la estabilidad de la óptica. El telescopio crea un foco según la curvatura de sus espejos o lentes. Solo con la distancia focal ya se produce un factor de ampliación determinado pero, para poder observar una imagen se necesita un ocular. Este funciona básicamente como una lupa, agrandando la imagen. Aparte del factor máximo de ampliación, también se limita el valor mínimo según la apertura del telescopio. Por ello, el tamaño de la pupila de salida no debe superar los 7 milímetros. Este valor coincide con la apertura máxima normal de la pupila del ojo humano. Tal apertura solo se alcanza en las noches de oscuridad absoluta. Si dividimos el tamaño de apertura del objetivo entre la apertura máxima de la pupila, obtenemos el valor mínimo de ampliación recomendado. La ampliación obtenida depende de la relación entre la distancia focal del objetivo y la del ocular. Para calcular el factor de ampliación proporcionado por un telescopio, es necesario dividir su distancia focal entre la del ocular. Ampliación = dist. Focal objetivo / dist. Focal ocular Es precisamente la ampliación mínima recomendada porque con un factor de ampliación menor, el diámetro del haz de luz saliente del ocular sería Si tenemos un telescopio de 1000 mm de distancia focal y una distancia focal de ocular 40 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios menor que el diámetro de la pupila del ojo y se perdería información por el camino. Marcus Schenk de 200x. El factor de ampliación máximo recomendado se puede calcular con la siguiente fórmula empírica: Ampliación min = Apertura (mm) / 7 mm Ampliación máx = En el caso de un telescopio de 200 mm de apertura, el factor de ampliación mínimo recomendado sería 28. Si la apertura del telescopio fuera mayor, el factor de ampliación mínimo debería aumentar, al igual que en el caso de modelos de aperturas menores debería, como es lógico, disminuir. Apertura del objetivo x 2 En este caso, la pupila de salida se ha reducido a 0,5 mm: Apertura del objetivo Ampliación máx. = 0,5. / Cuando se utiliza un factor de ampliación superior al valor recomendado, la calidad de imagen se ve afectada tal que esta pierde color y nitidez. El factor de ampliación normal de un telescopio suele corresponder a la apertura de su objetivo. Con la ampliación normal, el tamaño de la pupila de salida del que se beneficia el observador es de aproximadamente 1 mm. Al utilizar un factor de ampliación mayor, entra en juego el poder resolutivo del equipo, que se traduce en más detalles en las imágenes. Si bien el factor de ampliación normal se puede utilizar siempre, al observar utilizando el factor de ampliación máximo recomendado pueden surgir problemas o inconvenientes, ya que por culpa de la atmósfera terrestre no es siempre posible llevar la ampliación al límite. Los inconvenientes surgen a raíz de las diferentes capas de aire frío y caliente que se sitúan una encima de la otra en la atmósfera. Este fenómeno natural recibe el nombre de seeing o visibilidad astronómica y depende Un telescopio con una apertura de 100 mm tendría un factor de ampliación 100 como valor estándar, mientras que un telescopio de 200 mm tendría una ampliación normal 41 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios totalmente de las condiciones meteorológicas. En los telescopios se manifiesta como un centelleo. Al aumentar la ampliación es más perceptible. Al observar Júpiter a su salida en el Este, podemos observar el centelleo. Si lo volvemos a observar pasadas un par de horas, cuando se encuentra en un punto más alto en el cielo, podemos darnos cuenta de que titila menos que antes. El seeing siempre es más notable Marcus Schenk en el horizonte, por eso es recomendable, entre otras cosas, utilizar menores ampliaciones. Hay situaciones en las que es mejor mantener el factor de ampliación a niveles reducidos (hasta 100x), como por ejemplo al observar nebulosas u objetos de grandes superficies. En cambio es recomendable usar grandes factores de ampliación para observar planetas (a partir de 150x). 42 M17 NEBULEUSA OMEGA, CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk máxima de 4 o 5 mm. Por este motivo, es necesario calcular para cada observador y según su edad, el factor de ampliación mínimo a utilizar. Pupila de salida Hemos hablado ya de la pupila de salida en páginas anteriores. Se trata del haz de luz que sale del ocular y entra en la pupila del ojo humano. La pupila de salida no debe superar en ningún momento los 7 mm. A partir de este valor debe calcularse el valor mínimo del factor de ampliación de un telescopio, pues si la pupila de salida supera los 7 mm, se pierde luz. Con la edad, la apertura máxima de la pupila disminuye, de tal forma que una persona de 60 años alcanzará una apertura Cuanto más sea capaz de ampliar la imagen un ocular (y menor sea su distancia focal) menor será el tamaño de la pupila de salida. Por ejemplo: En un telescopio de 200/1000 mm y un ocular de 35,7 mm se alcanzará una pupila de salida de unos 7 mm. Con un ocular de 10 mm, el valor será de tan solo 2 mm. 43 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios material con el que esté hecho el espejo es su dilatación y, en algunos casos también la densidad, no tanto la calidad de imagen, pues esta puede ser igual de buena con un espejo de vidrio que con uno de Zerodur. Las partes del telescopio Espejos Una pieza muy importante dentro del telescopio reflector es el espejo principal. Atrapa la luz que desprenden las estrellas y la refleja, normalmente, hacia un espejo secundario. Es vital que el espejo principal, el grande, sea de calidad. Aparte de la calidad óptica de su superficie, es determinante la calidad del material del que esté hecho. Los espejos de telescopios que se fabrican en serie suelen ser de vidrio, BK7 o Pyrex. Es raro que estén hechos de Zerodur, ya que este es un material desarrollado por la firma Schott y su precio es relativamente elevado. ¿Por qué suele usarse el Pyrex en lugar del vidrio BK7 que es más económico? Los distintos materiales se diferencian entre sí, sobre todo, por sus coeficientes de dilatación. Los espejos de vidrio se dilatan más que los espejos de Pyrex, por ejemplo. Se fabrican espejos de los siguientes materiales: Marcus Schenk El BK7 sufre de una mayor dilatación térmica (algo más del doble) que el Pyrex, lo que significa que, en la práctica, el telescopio con Pyrex proporciona mejores imágenes en la fase de enfriamiento. Los espejos tienen una forma esférica o parabólica muy particular que no debe deformarse. Dado que grandes cambios de temperatura pueden acabar deformándolos, los espejos de BK7 pueden ocasionar más problemas. El Pyrex mantiene mejor la forma. Las fases de enfriamiento se diferencian ligeramente entre sí y pueden Vidrio BK7 Pyrex Zerodur El vidrio es el que sufre la mayor dilatación térmica de los cuatro y el Zerodur el que menos. Lo que importa del 44 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios variar según el grosor del material. Incluso si hubiera grandes cambios de temperatura durante la noche, con el Pyrex se está mejor equipado (o con cualquier otro vidrio de borosilicato). Marcus Schenk que este sea de un material poco susceptible a la temperatura, por eso, suelen montarse espejos de Pyrex en telescopios más grandes. Otra ventaja del Pyrex es que es más férreo que los demás y se puede pulir con mayor precisión. Cuanto más grande sea el espejo, más importante es 45 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk 46 IC 5070 NEBULEUSA DEL PELÍCANO, CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Esta montura permite dirigir el telescopio hacia cualquier objeto para observarlo y no requiere conocimientos técnicos previos. Además, la principal ventaja de este sistema es que, al ser más ligera que la ecuatorial, es más fácil de transportar. Lo malo, que durante la observación es necesario corregir constantemente la orientación del telescopio. Montura Independientemente del tipo de telescopio que se elija, la montura es una parte muy importante del equipo. Ya puede ser un sistema óptico excepcional, que si la montura no está a la altura, no vamos a poder disfrutar de la observación. La montura es, básicamente, un soporte para la óptica que permite al usuario realizar observaciones cómodamente. Aunque es necesario contrarrestar la rotación de la Tierra moviendo manualmente el telescopio, no son grandes correcciones las que hay que llevar a cabo. Como consecuencia de la rotación terrestre, las estrellas se mueven unos 0,25º por minuto. Los objetos astronómicos salen, al igual que el Sol, por el Este, donde comienza su movimiento circular. Alcanzan el punto más alto en el meridiano en el Sur y luego comienzan su descenso hacia el Oeste, donde se ocultan. Montura altacimutal Se trata del tipo de montura más sencilla. Con ella se puede mover el telescopio en el eje acimutal (latitud) y en vertical para dirigirlo hacia cualquier objeto. Los telescopios de gama baja suelen incluir una pequeña montura de horquilla. Estos se acoplan a la montura por medio de una pequeña barra de metal situada en el lateral del tubo (suele ser el caso de los modelos más pequeños). Permite fijar la altura sin impedir la rotación del telescopio en 360º en el eje acimutal. Para anclar el telescopio en el eje acimutal, cuentan con un pequeño tornillo de fijación. Con la montura altacimutal es necesario «perseguir» los objetos constantemente, pues salen rápidamente del campo visual del ocular. No es una 47 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios tarea del todo fácil si la montura es sencilla y no permite un ajuste preciso. Tampoco es apropiada para fines fotográficos, ya que el objeto astronómico que se pretende plasmar en una fotografía debe mantenerse «quieto» en el campo visual. Además, la montura altacimutal está expuesta a la rotación del campo visual. Montura de horquilla Aunque en su diseño son diferentes, funcionan siguiendo el mismo principio: Este tipo de montura cuenta con dos ejes giratorios. Eje de ascensión recta Eje de declinación El eje de ascensión recta es paralelo al de rotación de la Tierra y también se conoce como eje polar, ya que apunta hacia el polo norte celeste. El eje de declinación es perpendicular al polar. En el extremo de este eje se sitúan los contrapesos, de vital importancia para equilibrar el equipo y garantizar la estabilidad de la óptica en cualquier posición que adopte. El correcto equilibrado de la óptica es muy importante, sobre todo, si se dispone de un sistema de posicionamiento automático. Hay monturas altacimutales más cómodas para el observador que permiten un ajuste de precisión en ambos ejes por medio de unas ruedas. Con estos equipos es más fácil «cazar» los objetos. A aquellos que elijan este tipo de montura les recomendamos encarecidamente que se compren un modelo que permita un ajuste preciso de posición. Montura paraláctica La montura astronómica también se conoce como ecuatorial o paraláctica y es casi un requisito fundamental para realizar observaciones astronómicas. Está disponible en dos versiones diferentes: Marcus Schenk En el eje horizontal del telescopio se introduce el ángulo de latitud del objeto que se desea localizar. El valor de elevación de la estrella Polar coincide con el valor de latitud. Montura alemana 48 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Ambos ejes trasladan el sistema de coordenadas celestes al telescopio. Este sistema de coordenadas se puede comparar con una proyección de un globo terráqueo. Está compuesto por numerosas líneas verticales y horizontales esféricas y a partir de sus puntos de intersección se crean ángulos rectos. movimiento rotacional de la Tierra, por eso es necesario tener en cuenta la hora y determinar su posición usando un anillo de coordenadas móvil. Para encontrar un objeto determinado con la montura, hay que girar la escala de ascensión recta hasta que su valor coincida con la coordenada que marca el mapa estelar. El valor de declinación hace referencia a la altura de un objeto sobre el ecuador celeste dentro de una escala gradual de hasta 90º. Las coordenadas determinadas por el eje de ascensión recta se encargan del movimiento angular por hora. El punto 0 se encuentra en el punto Aries, en la constelación de Piscis y su valor se expresa en horas y minutos. Un telescopio con montura paraláctica orientado hacia la estrella Polar puede localizar cualquier objeto. Como la Tierra se encuentra en un movimiento rotacional constante, basta con contrarrestar este movimiento manipulando el eje de ascensión recta para situar cualquier estrella en el campo visual. El eje de declinación no es necesario moverlo. Una vez localizado un objeto con el telescopio, las coordenadas que marcan los ejes concuerdan con las coordenadas del objeto en el mapa estelar. La coordenada de declinación no cambia y coincide con la del mapa estelar. La coordenada de ascensión recta, por el contrario, varía con el Todo esto resulta más sencillo si se dispone de un motor de seguimiento. En estos casos no es necesario contrarrestar la rotación de la Tierra constantemente, ya que el motor lo hace automáticamente. De todas maneras, este equipamiento suele incluir un mando de control para realizar 49 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios correcciones manualmente. o cambios Marcus Schenk ejes acimutal (latitud) y vertical. El diseño de la caja es muy sencillo: Está formada por pocas piezas que se montan como si fuera un mueble de IKEA. Para que el movimiento de la caja se pueda realizar sin demasiado esfuerzo y sea fácil orientar la óptica hacia cualquier punto, cuenta con un sistema de rodamientos y casquillos. Para usar el equipo con fines fotográficos, la montura debe tener una mayor precisión, no basta con orientar la óptica hacia la estrella Polar. Como el polo norte celeste no se encuentra exactamente en el mismo punto que esta, si no a unos 0,5º, puede que el sistema pierda precisión en sesiones prolongadas. Para impedir esto, se puede utilizar un buscador de la Polar que se puede montar adicionalmente en casi todos los modelos de montura paraláctica. Desde hace más de 20 años y gracias a este método, es posible conseguir telescopios grandes a precios imbatibles. Si se quiere transportar el telescopio, no hay otro tipo de instrumento que pueda ganar al Dobson. Montura Dobson Un concepto sencillo y a la vez excepcional es el que define la montura tipo Dobson. La idea que llevó a su invención fue, probablemente, la de ofrecer una montura económica para telescopios del mayor tamaño posible. ¡Reto conseguido! El telescopio se monta y se desmonta fácilmente de la caja Rockerbox: Basta lo levantarlo para separar ambas partes. Ya sea en el jardín o en el campo – solo hay que poner el telescopio sobre la Rockerbox. ¿Cómo funciona una montura Dobson? Como cualquier otro telescopio, tiene algunas desventajas. Por ejemplo, no Hablamos de un telescopio newtoniano situado sobre una caja de madera que permite una total orientación en los 50 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios permite la realización Marcus Schenk de astrofotografías y es difícil mantener los objetos en el campo visual al utilizar grandes factores de ampliación de imagen, por ejemplo durante observaciones planetarias. Aunque hay entusiastas de la montura Dobson que han encontrado la solución al problema de la observación planetaria. La opinión de los astrónomos respecto a la montura Dobson está muy dividida: Los hay que se encomiendan ciegamente al diseño Dobson y otros que nunca comprarían otro tipo de montura que no sea la alemana. 51 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk que sujeta la lente, el tubo ocular. Oculares En el mercado de la astronomía amateur hay oculares con los diseños más dispares, para que cada uno elija con cuál desea observar. Los hay con nombres extranjeros y otros que hacen referencia a factores como el campo visual, distancia focal, pupila de salida... Tal es la cantidad de opciones disponibles, que al final el astrónomo amateur no sabe qué tipo de ocular elegir... Para ayudar un poco en esta difícil tarea hemos creado una lista con los diferentes diseños y sus ventajas/desventajas respecto al resto. Huygens Estos oculares están compuestos por dos lentes y crean un campo visual propio relativamente pequeño. Dadas las características de las lentes, son apropiados para la proyección solar a través del tubo. Es uno de los modelos más antiguos y por eso es difícil encontrar este tipo de ocular entre los accesorios de un telescopio hoy en día. El campo visual que generan es de unos 40º. Básicamente se puede decir que un ocular es como una lupa que se utiliza para observar ampliada la imagen que ha creado el telescopio. En un principio, basta con que contenga una lente pero, como en realidad se pretende conseguir diferentes tipos de campo visual por medio del ocular, este debe estar formado por un número determinado de lentes situadas a una distancia determinada entre sí. También tiene sentido que se pueda modificar la distancia interpupilar y que corrija la aberración... Para ello cuentan con una estructura Kellner Los oculares Kellner están formados por tres lentes y su campo visual es de unos 45º. Las lentes del ojo son acromáticas, así que apenas producen aberraciones cromáticas. Se pueden utilizar con grandes factores de ampliación en telescopios con relación de apertura de 1:10. En el caso de reflectores newtonianos, se pueden utilizar con relaciones de apertura superiores a 1:5 (con esta se recomienda el uso de oculares Plössl). 52 M 13, CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk genera este tipo de ocular es de aproximadamente 40 – 45°. Oculares Ortoscópicos Estos tienen cuatro lentes, de las cuales dos son biconvexas y una es bicóncava. Proporcionan una gran nitidez en el centro del campo visual, al igual que en los extremos. Una buena elección para observar planetas y estrellas binarias. El campo visual que crean es plano. Otro punto a favor de este modelo es que al estar compuesto por pocas lentes y estas a su vez contar con un recubrimiento de alta calidad, el nivel de absorción no es tan elevado. El campo visual que Oculares Plössl Los oculares Plössl son oculares astronómicos estándar al alcance de cualquier bolsillo. Es normal encontrar juegos de accesorios con maletín para principiantes que incluyan varios tipos de Plössl. Estos oculares están formados por dos pares de 53 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios lentes. Los pares de lentes están enmasillados entre sí y crean, cada uno, una unidad acromática. Esto significa que la aberración cromática resultante es casi despreciable. Sin embargo, los Plössl de distancia focal corta tienen un problema con la distancia interpupilar. Lamentablemente son tan pequeñas las lentes del ojo que hay que acercarse mucho al ocular para observar. Con distancias focales cortas es más recomendable utilizar otro tipo de ocular. Marcus Schenk Se trata de oculares con 5 lentes y campos visuales de hasta 68º. Es sabio utilizarlos como oculares de gran ángulo con distancias focales largas. Por el contrario, con distancias focales reducidas, como por debajo de 20 mm, no se recomienda su uso. Oculares Long Eye y Long View Estos oculares se han hecho muy populares en los últimos años. En casi todas las colecciones de accesorios de los astrónomos amateur hay al menos uno de estos. No se pueden clasificar fácilmente según su diseño, más bien destacan por una cualidad propia. El campo visual propio generado por un ocular Plössl es de unos 50º. Oculares Erfle Buscar este tipo de oculares en los catálogos de accesorios es inútil, pues ya no se venden como tal. Sin embargo, muchos oculares de gran ángulo que forman parte de sets de accesorios astronómicos se basan en el concepto de los antiguos Erfle. El diseño de los oculares actuales ha sido desarrollado a partir de estos. 54 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Incluso con distancias focales cortas, ofrecen una gran distancia interpupilar de entre 16 y 20 mm y, por lo tanto, una posición cómoda y relajada de observación. Marcus Schenk Además reducen el alcance de varios tipos de aberración como la coma o la distorsión esférica. Esto significa, básicamente, que es posible observar hasta los extremos de las estrellas incluso con telescopios de gran potencia luminosa. Estos oculares son cómodos también para aquellos que deseen observar con gafas puestas pero las ventajas de este modelo sabrán convencer también a los que observen sin. Oculares 2 pulgadas Hasta ahora solo habíamos tratado los oculares de 1,25“, los que son compatibles con todos los telescopios. Pero hay telescopios con aperturas superiores a los a los 150 mm cuyos portaoculares son de 2”. ¿Qué ventajas ofrecen los oculares de 2”? Oculares Nagler Los Nagler son invención de la marca TeleVue. Cuentan con varios pares de lentes, enmasillados entre sí. Casi siempre cuentan con siete lentes aunque hay versiones con menos. Estos oculares ofrecen una visión gigante del firmamento. Pueden hasta dar la impresión de haber sumergido al observador en el cielo. El responsable de tal efecto es el campo visual, que alcanza los 80º. Para empezar, estos oculares son notablemente más grandes y más pesados que los de 1,25“. El factor decisivo, en cambio, es la diferencia de tamaño de su apertura, que no limita tanto la cantidad de luz como los modelos más pequeños, sino que permite alcanzar campos visuales de mayor tamaño. Por eso es posible encontrar modelos que proporcionan campos visuales de más de 100º. 55 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Al observar a través de uno de estos, no se aprecian límites en la dimensión del cielo. Es como si fuera infinito. Solo al mover el ojo de posición se puede ver en algún momento el borde del ocular. Otro beneficio que se obtiene al utilizar uno de estos es la comodidad de observación. La gran lente del ojo permite una postura especialmente relajada. Marcus Schenk haya localizado y «esté dentro de ella» porque es tan tenue que no se aprecia a simple vista. Por suerte, tiene un ocular gran angular de 2” que cubre unos dos grados más de cielo que el resto (unas cuatro veces el diámetro de la Luna). Gracias a este campo visual de gran tamaño, puede localizar la galaxia y trasladarla directamente al centro del ocular. ¿Qué objetos merece la pena observar con oculares 2”? Campo visual El campo visual que puede alcanzarse con un ocular es determinante. Si analizamos los diferentes modelos de ocular disponibles hoy en día, podremos darnos cuenta de que el tamaño del campo de visión que ofrecen oscila entre 45º y 110º. En general conviene utilizarlos con distancias focales largas, por ejemplo entre 20 y 40 mm con las que es posible conseguir ampliaciones pequeñas en el telescopio y grandes campos de visión fuera. Por eso, son ideales para la observación de objetos deep-sky. Con el campo visual propio de un ocular nos referimos al ángulo que podemos reconocer a través de él. Esto puede confundir a más de uno, pues el campo visual propio de un ocular no es, ni de lejos, el campo de visión que en la práctica se obtiene del cielo. Observar con ellos galaxias poco brillantes o nebulosas de gran tamaño suele ser una experiencia realmente gratificante. Aunque son de gran utilidad en otros aspectos también: Por ejemplo como buscadores. Imagínese que está buscando una galaxia con el telescopio y, a pesar del buscador, no sabe si ya la La diferencia entre ambos la marca el telescopio. El campo 56 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios visual obtenido también depende del factor de ampliación que se utilice. Sabiendo el tamaño del campo visual propio del ocular se puede deducir fácilmente el campo visual real obtenido. Marcus Schenk minutos de arco. Para hacernos una idea: El diámetro angular de la Luna en el cielo es de 30 minutos de arco. La siguiente tabla muestra una comparación de los diámetros angulares de algunos objetos: La ampliación del ocular en el telescopio: Ampliación = distancia focal del telescopio / distancia focal del ocular Ocular Campo Aumento de Campo real vista Ejemplo práctico: Al utilizar un telescopio de 1000 mm de distancia focal y un ocular de 10 mm: 1000 mm / 10 mm= Ampliación de factor 100 Cálculo del campo visual real obtenido: Kellner 40° 120x 0,3° Plössl 50° 120x 0,4° Super 52° 120x 0,43° 66° 120x 0,55° Plössl Campo visual real = campo visual propio / Ampliación Ultra Wide Siguiendo el mismo ejemplo, utilizaremos un ocular SuperPlössl de 52°: Angle Campo visual real = 52° / 100 = 0,52° = 30' Panoptic 68° 120x 0,56° Nagler 82° 120x 0,68° El campo visual del cielo que podemos visualizar tiene un tamaño de 0,5º o 30 57 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios ¿Cómo se calcula la magnitud del campo visual propio de un ocular si no figura en ningún sitio? Marcus Schenk No hay que dar el valor entero de la apertura, si no la mitad de este. El resultado se después por dos. Hay que medir el diámetro de la apertura en la parte inferior del ocular. Para ello es necesario desatornillar previamente el tubo del ocular. El segundo valor necesario es la distancia focal del ocular. Sabiendo ambos valores es fácil de calcular utilizando la siguiente fórmula trigonométrica: multiplica Ejemplo: En un ocular Plössl de 12,5 mm de distancia focal la apertura mide 12 mm. Antes de introducir estos valores en la fórmula de arriba es necesario dividir el diámetro de la apertura entre 2. Lo que nos da una apertura de 6 mm. El resultado es el siguiente: Campo visual propio = ½ de la apertura del ocular / dist. Focal del ocular tan-1 6mm/12,5mm tan-1 = 25,6 x 2 = 51° 58 NGC6946 GALAXIA DE LOS FUEGOS ARTIFICIALES, CARLOS MALAGÓN Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Aberraciones ocasionadas por la óptica Lamentablemente no hay ningún telescopio ni sistema óptico que reproduzca las imágenes totalmente libres de aberración. No existe el telescopio perfecto. Nuestro propio ojo tampoco es capaz de reproducir las imágenes perfectamente. Lo que sí se ha conseguido es desarrollar sistemas ópticos que corrijan ciertos tipos de aberración. La aceptación de la aberración depende de cada observador. Hay algunos que asumen ciertos niveles como algo natural y otros que no se conforman con menos de una óptica de última generación, que es lo más parecido a un sistema óptico perfecto que tenemos. Originally (bitmap) uploaded to English Wikipedia: File:Lens-sphericalaberration.png Created by DrBob as claimed on en:User:DrBob SVG conversion and translation: Frank Murmann at de.wikipedia [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons rayo de luz cercano al eje no se refleja de igual manera que un rayo más separado del eje. Por eso se crean varios focos. En las lentes y espejos esféricos el ángulo de reflexión incrementa según nos alejamos del eje óptico. El telescopio transforma esta aberración en imágenes desenfocadas. Cuanto menor sea la distancia focal, más perceptible será. Se puede neutralizar utilizando lentes curvas y espejos parabólicos. Así se evita que el ángulo de incidencia sea muy grande y se consigue un único foco. En las siguientes páginas vamos a explicar los diferentes tipos de aberración que crean los telescopios astronómicos. Aberración esférica Cuando se envió el telescopio Hubble al espacio se determinó que sufría una aberración esférica porque devolvía imágenes desenfocadas. Para solucionar Se trata de un tipo de aberración producto de sistemas tanto de lentes como de espejos. La causa de este tipo de aberración es que un 59 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk este problema, fue necesario «ponerle gafas». Aberración cromáticaa Este problema es característico de los refractores. La luz incide en la lente y se refracta. Algunos se acordarán vagamente de las lecciones de física del colegio… A partir de esta refracción obtenemos imágenes. La luz azul se refracta más que la luz roja, por ejemplo. Como cada longitud de onda tiene una distancia focal diferente, los índices de refracción de la luz azul y roja (por continuar con el mismo ejemplo) son diferentes. denominada espectro Von Andreas 06 (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons secundario. También se puede corregir el espectro secundario. Para ello es necesario introducir otra lente en el sistema. Los reflectores están exentos de aberración cromática. En la práctica, esto significa que la luz azul se encuentra en un lugar diferente a la luz roja y se produce una imagen desenfocada. La aberración cromática se puede corregir eficazmente con una óptica acromática. Es tan sencillo como situar una lente negativa de mayor dispersión detrás de la lente positiva biconvexa. Así se corrige parcialmente este fallo de color. Aunque aún sigue siendo perceptible una aberración menor, la 60 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk Cuanta menos luz entre por el objetivo, menor será el nivel de coma. De todas formas, se puede utilizar un corrector de coma para mejorar el enfoque de ópticas captadoras de luz. Coma La coma es otro tipo de aberración ocasionado, sobre todo, por rayos luminosos de incidencia oblicua fuera del eje óptico. Suele surgir como consecuencia de la superposición de la aberración esférica y el astigmatismo. Esto último es, entre otras cosas, el resultado de una refracción desigual de los rayos luminosos. En la práctica, las estrellas en el borde del campo visual aparecen estiradas, con forma de cola de cometa. La imagen está difusa y no se puede enfocar. Astigmatismo El astigmatismo puede surgir como consecuencia de una refracción desigual. Aunque a veces también aparece por culpa de la desfiguración del espejo. Lo más normal, en cambio, es que aparezca por la diferencia en la curvatura de dos espejos o lentes con distancias focales distintas. En este caso, un haz de luz se encontraría perpendicular al otro. En el disco de Airy, el astigmatismo se refleja como una imagen dada de sí. Reduciendo la cantidad de luz que incide en el telescopio se minimiza el nivel de astigmatismo. Se hace más notable en telescopios de grandes relaciones de apertura, modelos de 1:4, 1:5 y hasta 1:7. Es perceptible en sistemas ópticos potentes, adecuados para la fotografía. Con una distancia focal larga y una (por consiguiente) relación de apertura pequeña (como 1:10) se reduce el fallo. Curbatura del campo visual 61 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios La curvatura del campo visual está directamente relacionada con el astigmatismo. Marcus Schenk la imagen en el centro y el borde simultáneamente. Para reducir el impacto de esta aberración es necesario reducir la cantidad de luz que entra en el sistema óptico. La imagen se proyecta sobre un campo de visión arqueado, lo que hace imposible enfocar Otros accesorios astronómicos 62 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk por tan solo un espejo dentro de la estructura a 45º exactamente. Ambos surten el mismo efecto. Espejo y prisma cenital Al dirigir un refractor, SC o Mak hacia el cielo es fácil darse cuenta de que el ocular apunta hacia el suelo. El recorrido de la luz en el prisma es un poco más largo y los modelos de mala calidad pueden generar aberración. En el caso del espejo cenital, en cambio, es importante que tengan un alto grado de reflexión. Actualmente existen espejos dieléctricos capaces de reflejar hasta el 99% de la luz incidente. Estos proporcionan imágenes más claras y con un mayor contraste. Obviamente es necesario observar a través del ocular y esto no resulta nada cómodo si la única forma de conseguirlo es tumbándose en el suelo... ¡Menos mal que tenemos los prismas cenitales! Como su propio nombre indica, se trata de un prisma o un espejo que refleja la luz en 90º. Para cambiar la orientación del ocular, solo hace falta introducir un prisma cenital en el portaocular de un refractor o Cassegrain. El único tipo de telescopio que no necesita espejos cenitales es el reflector newtoniano. Como el ocular se encuentra en la parte superior, no es Tiene una forma triangular, similar a un tejado. Cuando el rayo de luz incide sobre la base, se refleja en 90º hacia arriba y hacia el ocular. De forma similar funciona el espejo. Está compuesto 63 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios necesario reflejar la luz para evitar una mala postura de observación. Marcus Schenk puede resultar bastante frustrante para los astrónomos que quieren explorar el cielo. Conlleva a perderse al intentar orientarse, entre otras cosas. Solo con práctica se evitan estos errores. Además, aquel que haya tenido la oportunidad de observar a través de un refractor sin prisma se habrá podido dar cuenta de que la imagen se muestra invertida. Para obtener una imagen no invertida de los objetos observados es necesario utilizar un prisma o espejo. Los refractores reproducen las imágenes de forma diferente que los newtonianos. Para aclarar un poco las cosas, hemos creado el siguiente esquema: Obtener imágenes invertidas o reflejadas en el eje vertical Tipo Imágen Refractor de visor recto sin prisma cenital Imagen no invertida ni reflejada Refractor con prisma de techo de Amici 45° Imagen no invertida ni reflejada Refractor con prisma cenital de 90° Imagen no invertida pero reflejada en eje vertical Imagen invertida (no compatible con prisma cenital) Telescopio Newton Telescopio Newton con lente erectora Imagen no invertida ni reflejada Schmidt-Cassegrain y Maksutov-Cassegrain Imagen girada 180° Schmidt-Cassergrain y Maksutov-Cassergrain con prisma cenital 90º Imagen no invertida pero reflejada en eje vertical Para poder visualizar los objetos tal y como son (no invertidos ni reflejados) con un refractor o Cassegrain, es necesario utilizar un prisma de techo de Amici. Reciben este nombre porque en su interior tienen un prisma de techo que invierte las imágenes generadas por el telescopio para que la imagen final corresponda a la imagen original. Este tipo de prismas también se puede encontrar en los prismáticos. Existen dos 64 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios versiones de los prismas de Amici, de 45º y 90º. Marcus Schenk aberraciones cromáticas. Pero no es oro todo lo que reluce... La calidad de imagen se ve afectada por este sistema y las lentes no suelen estar recubiertas, por lo que es necesario asumir cierta pérdida de luz. Aunque hay modelos con ópticas de una calidad excepcional y lentes totalmente recubiertas. En este caso, también es importante no conformarse con cualquier modelo. Lente erectora La lente erectora tiene un efecto bastante similar al prisma de techo de Amici, pues también invierte las imágenes previamente invertidas por el telescopio para proporcionar imágenes reales. Este accesorio permite realizar observaciones terrestres con equipos astronómicos. Suele estar compuesta por un grupo de lentes, a pesar de su nombre. Por lo general, se trata de un sistema de cuatro lentes divididas en dos parejas. Cada par de lentes está enmasillado. Ambas parejas de lentes se componen por una lente plan-cóncava y otra biconvexa. Además de una imagen real, no invertida, la lente erectora proporciona un factor de ampliación de 1,5 a la misma y corrige la mayoría de Lente de Barlow La lente de Barlow es una pieza óptica que se introduce entre el ocular y el portaocular. En su interior hay una lente negativa que alarga artificialmente la distancia focal del telescopio. Como la lente erectora, suele ser un sistema de más de una lente, lo que reduce la aberración cromática. Este sistema suele denominarse lente de Barlow acromática. Una lente estándar dobla el tamaño de la imagen. La función de este tipo de lentes se explica mejor por medio de un ejemplo: Imaginemos un telescopio 65 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios newtoniano 200/1000 mm, como por ejemplo el Omegon Advanced, que completamos con un ocular de 6 mm de distancia focal. Con la fórmula que hemos aprendido anteriormente obtenemos un factor de ampliación de 166. La distancia focal del telescopio se dobla de 1000 mm a 2000 mm con el factor 2 de la lente de Barlow. Si utilizamos este ocular podemos obtener un factor de ampliación de 330. Marcus Schenk medida de lo posible no debería utilizarse como sustituta de un buen ocular. Naturalmente que a estas alturas hay modelos de gran calidad óptica capaces de proporcionar imágenes de calidad, aunque estas suelen tener un precio bastante elevado. Un campo en el que tiene sentido utilizar una lente de este tipo es la fotografía con webcam. Con un ocular y una lente de Barlow obtenemos dos factores de ampliación diferentes. En esta variedad de la astrofotografía es incluso necesario utilizar una. Como lo normal es tomar instantáneas planetarias con la webcam, es recomendable utilizar un modelo con factor de ampliación más alto. Hay lentes que proporcionan una ampliación de 3x o 5x. Lamentablemente este sistema tampoco es perfecto: Una lente de Barlow es una pieza adicional compuesta por lentes. Cada lente refleja la luz hacia superficies ópticas y absorbe una pequeña cantidad. Cada unidad que incluimos en el sistema óptico reduce la cantidad de luz que alcanza el ojo. Por ello, es importante determinar si merece la pena utilizar una lente de Barlow antes de lanzarse a comprarla. En la Reductora: Lentes que recortan la distancia focal Además de las lentes de Barlow, hay unas que reducen la distancia focal del telescopio. Son las llamadas reductoras, antes conocidas como lentes de Shapley. 66 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Funcionan al revés que las lentes de Barlow: Cuentan con una lente positiva que reduce la distancia focal del telescopio. Marcus Schenk ser desarrolladas para un tipo de telescopio en especial. Un argumento en contra de esta pieza es el alto nivel de aberración que produce y un posible sombreado (viñeteado) en las fotografías. También suelen estar constituidas por un sistema de varias lentes que, en conjunto, tienen un efecto positivo. Puede ser, por ejemplo, un sistema de tres lentes: dos positivas y una negativa enmasilladas entre sí. Filtros astronómicos La luz visible brilla en un espectro de entre 380 y 780 nanómetros, desde la longitud de onda más corta (azulvioleta) hasta la más larga, la roja. Para realzar el contraste de ciertos objetos se pueden utilizar diferentes tipos de filtro. Para conseguir este efecto, los filtros seleccionan las longitudes de onda que dejan pasar y las que bloquean. Hay filtros de todos los posibles colores que puedan favorecer la observación planetaria o lunar. Según el tipo de filtro utilizado, es posible visualizar ciertos detalles sobre las superficies planetarias de otra forma imperceptibles. Lo más recomendable es utilizar este tipo de lentes en los sistemas Cassegrain y sus variaciones SC o MakCassegrain pues estas ópticas tienen una distancia focal relativamente larga y relaciones de apertura de 1:10 o superior. Un SC de 250 mm tiene una relación de apertura de 1:10 y una distancia focal de 2500 mm. Para algunos fines, puede ser una distancia focal demasiado larga. Además, crea campos fotográficos muy pequeños, por lo que, sin reductora, sería muy difícil captar objetos de gran superficie en el chip de la cámara. Filtro lunar Un filtro neutral, gris o lunar disminuye la luz de la Luna y aumenta el contraste. El que haya tenido la oportunidad de observar por un telescopio sin filtro lunar en un planetario se Por desgracia no hay una lente reductora universal. Suelen 67 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios Marcus Schenk acordará fácilmente de la imagen y podrá adivinar por qué es tan importante este filtro. Observar la Luna sin filtro no causa ningún problema de visión pero como es tan clara, puede deslumbrar al observador. Al apartar la mirada del telescopio y volverse a la oscuridad, la imagen de la Luna no nos abandona rápidamente. No es una sensación nada agradable. el grado de oscuridad deseado de forma individualizada y continua. La mayoría de filtros polares tienen un nivel de transmisión entre 1% y 40%. Teniendo en cuenta el tamaño del telescopio y el gusto personal de cada uno, es fácil encontrar el equilibrio perfecto entre claridad y contraste. Hay filtros con diferentes niveles de intensidad con niveles de transmisión del 8% hasta el 50%. Los filtros de mayor transmisión son más apropiados para telescopios pequeños y los de menor transmisión para tubos más grandes. También hay filtros especiales para observar objetos deepsky. Son modelos que han pasado por un arduo proceso de fabricación y están compuestos por varias capas dieléctricas sobre un cristal plano de gran calidad óptica. Su cometido es, según el uso que se le vaya a dar, dejar pasar solo una parte de la luz del espectro. Por lo general, absorben la luz que no necesitan y dejan pasar las longitudes de onda de los colores en los que brillan los objetos. Las imágenes se Filtro nebular Los filtros polares variables son los modelos de lujo de los filtros lunares. Se trata de dos filtros unidos entre sí. Al girar ambos filtros puede regularse 68 Conocimiento de telescopios: Introducción al universo de los telescopios aprecian más oscuras. Marcus Schenk del ocular. Luego de introducir el filtro se acopla el ocular en el portaocular del telescopio y listo. Hay una gran variedad de accesorios astronómicos. Por esta razón, este libro solo puede tratar una selección de accesorios recomendados para iniciarse en la astronomía amateur. Sin embargo, en nuestra página web astroshop.es, podrá descubrir otros accesorios ideales para realizar observaciones o satisfacer la ambición fotógrafa de más de uno. También encontrará más información sobre accesorios en nuestro glosario. De todas formas, si tuviera alguna cuestión que quiera consultarnos personalmente, no dude en llamar a nuestros expertos o escribirnos un email. Todos los filtros nebulares bloquean las longitudes de onda de la luz que sale de las farolas (entre 530 nm y 630 nm aproximadamente). Al fijarnos en las curvas de transmisión de cualquier filtro, podemos darnos cuenta de que en este ámbito se reduce drásticamente y vuelve a aumentar a partir de 630 nm. El bloqueo de la luz de las farolas se traduce en un incremento del contraste durante la observación. En nombre del equipo de Astroshop, le deseo todo lo mejor en su nueva afición. Uso de filtros en el telescopio Acoplar un filtro a un telescopio es muy sencillo, pues los hay de 1,25” y 2”. El tamaño del filtro debe corresponder al tamaño del portaocular y no es necesario hacer nada más que introducir el filtro en la rosca del tubo El universo está esperando ser descubierto por usted también. 69