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6 oct 2020

¿Qué es un telescopio?

No se conoce con seguridad al inventor del telescopio. Algunos atribuyen la autoría a un gerundense llamado Juan Roget en 1590. Lo cierto es que muchos copiaron el invento hasta que llegó a manos de Galileo Galilei quien le dio un verdadero uso astronómico o científico.

Galileo pudo ver las irregularidades de la Luna, los anillos de Saturno, las lunas de Júpiter, las manchas solares (seguro que se quemó parte de sus retinas) y distinguió estrellas individuales de algunos cúmulos. En la siguiente figura se presenta los dibujos que hizo Galileo sobre Saturno, sucesivamente en 1611, en 1616, en 1620 y en 1623. La evolución de sus dibujos obedece a la mejora de su telescopio inicial.

Figura 1: Dibujos de Saturno por Galileo

Fuente: Mètode 2011 - 64. La mirada de Galileo - Número 64. Invierno 2009/10

Lo importante de un telescopio es la cantidad de luz que puede colectar para una mejor resolución de la imagen. Es decir, cuanto mayor es la apertura del telescopio, más cantidad de luz se obtiene. La apertura de un telescopio es el diámetro del espejo o lente principal. De hecho, el telescopio de Galileo tenía muy poca apertura, en otras palabras era muy delgado.

¿Cuáles son los tipos de telescopio?

Los primeros telescopios fueron refractarios, es decir una combinación de dos lentes, la luz de un objeto lejano atraviesa un objetivo formado por una lente convergente acromatizada de gran distancia focal, refractándose hacia un ocular formado por una lente convergente de pequeña distancia focal. El resultado es una imagen agrandada del objeto lejano. El problema de este tipo de telescopios es que si se quiere obtener mejores resultados, se debe tener mayor apertura, lo que significa que el lente objetivo debe ser más grande y por lo tanto más pesado, lo que limita su uso a pequeñas aperturas.

Fue con Isaac Newton que se obtuvo el primer telescopio reflector, el más popular hoy es conocido como newtoniano. Este telescopio utiliza espejos en vez de lentes. Usa un espejo principal de forma parabólica (aun que también hay de forma esférica) que refleja la luz en un espejo plano a 45º en el foco y este desvía la imagen hacia un lente ocular. La foto siguiente es de mi telescopio Powerseeker EQ 127 marca Celestron que es de este tipo. Nótese que el ocular es perpendicular al tubo del telescopio.

Foto 1: Telescopio newtoniano



Cuando estudiaba el curso de Matemáticas Básicas II en la universidad, estudié las secciones cónicas, y entre ellas aprendí sobre la parábola, es decir la figura geométrica que se forma a partir del corte de un plano oblicuo al eje de revolución de un cono. Una propiedad de los cuerpos parabólicos pulidos es que reflejan las ondas o la luz de objetos lejanos hacia un punto llamado foco, o al revés, un haz de luz desde el foco se reflejará en la superficie de la parábola proyectándose paralelamente. Este principio es el que se usa en los telescopios reflectores, antenas, faros de automóviles, etc.

Dentro de los telescopios reflectores se encuentran los catadióptricos. El más conocido es el reflector Cassegrain que usa un espejo primario parabólico y un espejo secundario hiperbólico. La luz ingresa por el lente corrector, se refleja en el espejo primario hacia el espejo secundario que a su vez refleja al centro del espejo primario que tiene un agujero donde se coloca un lente ocular. El resultado es un telescopio compacto y ligero de gran apertura.

Una variante del reflector Cassegrain es el Schmith-Cassegrain que usa un espejo primario esférico que recibe la luz corregida de la aberración esférica con un plato delante del tubo. El espejo secundario refleja la luz hacia el agujero del espejo primario donde se encuentra un lente ocular. Existen otras variantes como el Maksutov-Cassegrain y otros.

¿Qué monturas se usan?

La montura es un elemento importante para el movimiento del telescopio. La más sencilla es la montura alta azimutal que tiene un giro horizontal y un movimiento vertical. Se usa poco en astronomía. Es parecida a las monturas que llevan los trípodes de las cámaras fotográficas.

La montura ecuatorial es mucho más potente porque tiene el mecanismo que le permite imitar el movimiento de la Tierra, por lo que es la montura preferida por la astronomía y para hacer astrofotografía. En lo foto siguiente se observan dos ejes perpendiculares, el de ascención recta (AR), en horizontal, debe tener una pendiente igual a la latitud del lugar de observación, por lo que este eje es paralelo al eje polar de la Tierra, lo que permite seguir el movimiento de rotación de la Tierra. El eje de declinación (δ), vertical, permite el movimiento del telescopio con respecto al ecuador celeste.

Foto 2: Montura ecuatorial




Sobre la montura está colocado el telescopio y para tener estabilidad y portabilidad la montura es colocada en un trípode. Sobre el telescopio y perfectamente paralelo a este, comúnmente, se coloca un buscador que es un pequeño telescopio refractor de gran visión para facilitar la localización de los objetos celestes.

También es común colocar un motor de seguimiento en el eje de AR para que automáticamente el telescopio contrarreste el movimiento de rotación de la Tierra para seguir a un objeto celeste. La caja que se observa en la foto 2 es el motor de seguimiento de mi telescopio.

Grandes telescopios en el mundo

La European Southern Observatory (ESO) tiene dos grandes conjuntos de telescopios en los desiertos de Antofagasta y Atacama en Chile. El Observatorio de Cerro Paranal alberga el Very Large Telescope (VLT). Es un conjunto de 4 espejos de 8,2 m de apertura cada uno que trabajan conjuntamente o individualmente. Puede distinguir objetos de magnitud 30 con una hora de exposición (el ojo humano puede distinguir hasta la magnitud 5). Además cuenta con cuatro telescopios auxiliares móviles de 1,8 metros de diámetro.

Por otro lado está el Observatorio La Silla al que el autor de esta entrada tuvo oportunidad de visitar. En la siguiente foto se aprecia el radiotelescopio de 15m que ya no se encuentra en funcionamiento y al fondo el domo del telescopio ESO de 3,6m, el más grande del observatorio.

Foto 3: Observatorio La Silla (ESO) - Chile

Fuente: archivo propio

En la siguiente foto se aprecia el domo del NTT (New Technology Telescope) de 3,58m y al fondo más domos.

Foto 4: Conjunto de telescopios en el Observatorio La Silla (ESO) - Chile

Fuente: archivo propio

En la siguiente foto se aprecia al fondo los domos de los telescopios de 0,5m (Danés, izquierda y ESO, derecha), el telescopio Bochum de 0.61m y adelante el telescopio 0,9m (alemán). Solo el telescopio danés actualmente está en funcionamiento.

Foto 5: Conjunto de telescopios en el Observatorio La Silla (ESO) - Chile

Fuente: archivo propio

En la siguiente foto se aprecia el telescopio submilimétrico de 1,52m que ya no está en funcionamiento.

Foto 6: Telescopio submilimétrico de 1,52m en el Observatorio La Silla (ESO) - Chile

Fuente: archivo propio

12 sept 2020

Distracciones en cuarentena I

Esta pandemia nos agarró de manera desprevenida. Nunca pensé que aquel viernes 13 de marzo de 2020 sería la última vez que iba a mi oficina puesto que la cuarentena empezó el lunes 16. Estábamos cerca del 21 de marzo, día del equinoccio de otoño, sin embargo, casi no me di cuenta del hecho. Pensaba que debía volver al trabajo en dos semanas y continuar como siempre. La cuarentena se prolongó dos semanas más, luego un mes más y el trabajo a distancia se iba institucionalizando.

Aún las condiciones era favorables, los meses de marzo, abril y mayo el cielo de Lima lucía despejado en el día y la noche. Precisamente, algunos de esos días, luego de la jornada de trabajo en casa decidí utilizar mi telescopio Powerseeker 127 EQ marca Celestron, comprado en Amazon y trasladado a Lima por partes en las maletas de mi madre en tres viajes distintos. En el cielo nocturno los grandes titanes brillan y se muestran abiertamente, entonces había que observarlos. Las fotos 1 y 2 fueron tomadas con mi smartphone, aparecen de arriba hacia abajo: Júpiter, Saturno, Marte y la Luna.


Foto 1: Planetas Saturno, Júpiter y Marte con la Luna (18 de abril 2020)



Foto 2: Planetas Saturno, Júpiter y Marte con la Luna (16 de abril 2020)

El primer reto para observar con telescopio es encontrar un campo de visión suficiente para tener mayor tiempo de observación y el segundo reto es hacer astrofotografía. Para esto último no cuento con los suficientes instrumentos pero basta un smartphone, un disparador y un adaptador para colocar el lente del celular en el ocular del telescopio y con esto obtener fotos digitales básicas.

Por esas fechas era usual encontrar a Júpiter, Saturno y Marte casi alineados (eso se espera siempre porque están en el plano de la eclíptica) separados por pocos grados. La primera foto muestra a Saturno con sus anillos totalmente oblicuos. Este planeta es hermoso. Galileo lo dibujó con "orejas" porque con su telescopio modesto no se distinguían los anillos. En el s. XVII fue el astrónomo Cassini quien distinguió sus anillos e incluso hoy lleva su nombre un vacío que hay entre los anillos (división de Cassini). Saturno es el padre de Júpiter y en la mitología griega es equivalente al titán Cronos.


Foto 3: Saturno (20 de abril 2020)

ccc


La segunda foto muestra al gigante gaseoso del Sistema Solar, Júpiter con tres de sus satélites: por arriba, Io y Ganímedes, y por abajo, Europa. El planeta se ve con destellos por la sobreexposición de la foto. Con este planeta se puede entender el movimiento de los planetas y fue por esto que Galileo se convenció de que la Tierra gira alrededor del Sol. Tiene casi 80 satélites, pero los satélites galileanos son los más conocidos. Lleva el nombre del dios romano que en la mitología griega equivale a Zeus.


Foto 4: Júpiter y satélites galileanos (20 de abril 2020)



La siguiente foto fue tomada realizando un filtrado del brillo del planeta con las funciones manuales del smartphone. Lo que conseguí fueron los colores característicos y las franjas o cinturones. Espectacular. Sin embargo, al hacer eso ya no salieron los satélites por ser de menor brillo.


Foto 5: Júpiter (21 de abril 2020)



La siguiente fotografía muestra a Marte con su color rojo característico. Este planeta es muy similar a la Tierra. En julio de este año fueron lanzadas tres misiones a Marte, el Hope Mars Mission de la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos, el Tianwen-1 de China y el Perseverance de la NASA. El primero solo es un orbitador. Los dos últimos tendrán un vehículo que recorrerá el planeta (Rover). Pero solo el último tendrá una especie de helicóptero que sobrevolará la atmósfera del planeta.


Foto 6: Marte (20 de abril 2020)