Ella es tan linda…
Curso de Iniciación Astronómica
Proyecto sagitario
Práctica Observacional
Luz, cámara, acción¡¡¡
Luz: naturaleza, magnificaciones, cálculos.
La luz es todo con lo que contamos de los astros cuando los abordamos mediante nuestro sentido de la vista.
La luz es un fenómeno de naturaleza dual ya que, debido a su respuesta ante simples experimentos, puede ser interpretada como ondas electromagnéticas así como cuantos de energía emitidos.
Se verifica que las ondas electromagnéticas se desplazan por el universo e interactúan con la materia así como con la geometría del cosmos.
Una onda electromagnética es una variación de campo que se traslada y que fluctúa en dos planos, perpendiculares entre sí, y perpendiculares a su vez a la dirección del movimiento.
Existen experimentos e interacciones que solo pueden explicarse mediante otro postulado: el de los cuantos de energía emitidos, o cuantos de luz, llamados fotones. Aquí, cuando un fotón (que por definición y concepto carece de masa) interactúa con la materia, lo hace cual sí la tuviera.
Repito porque suena absurdo: al interactuar con la materia, el cuanto o fotón, cobra masa.
Por ejemplo, cuando ves algo, es porque un número equis de fotones, que llegaron a tu retina sin masa, viajando a la velocidad de la luz (¡¡??), de repente sí cobran masa y golpean las moléculas de las células de la fóvea, logrando que estas envíen los pulsos eléctricos que tu cerebro interpretará como ¡¡¡se hizo la luz!!!
Refracción y reflexión.
Cuando la luz al desplazarse cambia de medio, interactúa de modo diverso y modifica sus velocidades y direcciones de movimiento (aquí se comporta como onda). Así, al incidir contra una superficie lo suficiente pulida se reflejará en ángulos que variarán en relación al ángulo de incidencia con el medio en cuestión. Asimismo, al incidir sobre cuerpos translúcidos (o sobre mallas de difracción –CDs) la luz se descompondrá en su espectro y modificará su trayectoria en ángulos que variarán en función de: el ángulo de incidencia; la frecuencia de los diversos colores del espectro.
Esto puede ser aprovechado para modificar el ángulo de la trayectoria de la luz que nos llega de los cuerpos que percibimos, creando imágenes que en apariencia están situadas en un campo de visión más cercano a nosotros. El recurso se logra del modo que sigue:
Un primer espejo o lente es dirigido hacia el objeto a observar. La luz que este objeto emite es captada por el objetivo y concentrada a una determinada distancia llamada distancia focal (D) por reflexión o refracción, en un punto de luz llamado punto focal. Hacia este punto focal dirigimos ahora una segunda lente, llamado ocular, con el propósito de recomponer la imagen original mediante ángulos de visión distintos, mayores a los que en origen formaron el punto focal. Logramos así una visión del objeto desde una perspectiva menor (más cercana).
A esta modificación de los ángulos mediante los cuales recomponemos la imagen de un cuerpo lejano le llamamos aumento y se simboliza mediante una x. La capacidad de magnificación de un lente que provee 7 aumentos se escribe 7x.
*Las estrellas, por estar tan inimaginablemente lejos nunca permitirán un aumento de su diámetro aparente. Lo que sí logramos con ellas es definirlas y resolverlas en imágenes independientes.
Existe una proporción entre las distancias focales de los objetivos y los oculares que nos facilita el cálculo de los aumentos de un instrumento óptico cualquiera; es la que sigue:
D/d= x
Se lee: distancia focal del objetivo, divida por la distancia focal del ocular, es igual al número de aumentos.
Las distancias focales de los objetivos y de los oculares vienen definidas por los fabricantes ya que dependen de las curvaturas dadas a los espejos o a los lentes (estas curvaturas son las que permiten los diversos ángulos de incidencia).
La variación en los aumentos se logra cambiando los oculares utilizados.
A mayores aumentos sufrimos una disminución en el campo de visión y por ende de la cantidad de luz recibida.
Este dato aporta interesantes herramientas e indicios que debo tomar en cuenta al observar:
Los objetos tenues como galaxias, nebulosas de absorción o nebulosas planetarias* debieran ser observadas a bajos aumentos para lograr una mayor cantidad de luz sobre nuestras retinas.
*la naturaleza de los objetos del cosmos será analizada en nota próxima.
Los planetas, satélites y asteroides, por estar tan próximos se ven muy luminosos; podemos permitirnos una gran magnificación.
Cuando busque a tientas un astro con la ayuda de una carta, es interesante conocer el campo de cielo real que muestra el ocular, para poder calcular así cuánto debe moverse en tal o cual dirección.
Los campos de visión (fov, por su sigla inglesa) se calculan del siguiente modo:
FOV R= fov a / x
Se lee: campo real observado es igual a campo de visión provisto por el ocular dividido por los aumentos utilizados.
Ejemplo: Observo la Luna (de medio grado aparente de diámetro) con un telescopio que posee un objetivo de 700mm de distancia focal (D) al cual le he colocado un ocular de 20mm de distancia focal (d) y 50º de campo aparente de visión*.
*El campo de un ocular viene dado por el constructor. Los oculares genéricos suelen proveer unos 50º. Los oculares de calidad llegan a proveer hasta 85 o 110º de fov. Tienen un costo superlativo.
Primero, he de calcular los aumentos:
D/d= 700/ 20= 35x
Luego FOVR= 50º/35x= 1,4..º
Es decir, observo casi un grado y medio de campo; luego, la luna entrará 3 veces en el área observada.
Cámara: aperturas, relación focal, astrofotografía.
Si la luz es todo para nosotros, es natural que este sea el tópico que nos decida a la hora de buscar un telescopio para observar. Por desgracia, no existe un equipo bueno para todo, casi.
Si las magnificaciones nos limitan la luz, es lógico que, si pensamos en observar objetos de espacio profundo (ep), debemos pensar en un telescopio o binocular de importante diámetro en el objetivo. Cuanto más ancho sea el objetivo, mas luz captará*. Así, surge el concepto de relación focal o rapidez del telescopio**:
*El brillo de un telescopio se calcula: B } apertura del objetivo al cuadrado/relación focal al cuadrado. Por depender este de la distancia focal en forma inversa, se entiende que focales menores sean más luminosas.
** La focal cobra valor al incursionar en astrofotografía, es decir al intentar capturar imágenes de astros tenues. Así, una relación focal corta siempre será deseada, pues la luminosidad del equipo supondrá un tiempo menor de exposición fotográfica. No olvidemos que la tierra está en permanente movimiento; si nos demoramos en la exposición de nuestra toma, hay riesgo de que estas salgan “movidas”.
Relación focal de un telescopio: Rf = D/ A
Se lee: relación focal es igual a distancia focal del objetivo sobre diámetro del mismo.
El número obtenido, sin unidades (se escribe F5 o F6), define la rapidez del equipo o su luminosidad.
Ejemplo. Compara las Rf de los telescopios siguientes:
a- Reflector de 200mm de objetivo y 1200mm de distancia focal.
b- Refractor de 80mm de objetivo y 400mm de distancia focal.
1º Rf= 1200/200= f6
2º Rf= 400/80= f5
En este caso, el teles más pequeño será el más luminoso.
Por supuesto, en planetaria, el equipo con 1200mm de focal será el preferido, pues para cualquier ocular utilizado nos proveerá 3 veces más aumentos.
Ejemplo utilizando un ocular de 20mm:
1º Aumentos = 1200 / 20 = 60x
2º Aumentos = 400 / 20 = 20x
Acción: telescopios, usos, búsqueda de objetos, observaciones astronómicas.
Los telescopios difieren en su construcción según usen espejos, lentes o los combinen. Un telescopio de objetivo lenticular es un refractor. Uno de espejo es un refractor; un teles que combina lentes y espejos es un catadióptrico.
El modelo newton de telescopio refractor es el más difundido a la hora de observar objetos de espacio profundo, pues es mucho más económico que un refractor a grandes diámetros. A una lente hay que trabajarla en ambas caras mientras que un espejo solo sufre el desbaste de una superficie. Por otro lado las lentes de calidad son más pesadas que los espejos. Los telescopios catadióptricos son los preferidos por los observadores con experiencia y vocación definida (son más pesados, delicados y onerosos) pues con ellos se logran imágenes sin aberraciones y grandes aumentos en equipos de proporciones reducidas.
Refractor:
Reflector Newton:
Schmidt – Cassegraín:
http://www.telescopios.info/imagenes/telesc6.gif
Las monturas de los telescopios varían en altacimutales y ecuatoriales. Las hay manuales o computarizadas. De baja y alta gama. Una buena montura es determinante a la hora de fotografiar. Las monturas altacimutales están recomendadas a equipos de bajo costo, o magnificaciones menores. Las monturas ecuatoriales se recomiendan en observaciones bajo grandes aumentos y en astrofotografía pues permiten un seguimiento natural de objeto celeste, el cual siempre está huyendo del fov. Las monturas con go-to (nombre popular de las computarizadas: go to, ir allí) son las preferidas por los aficionados que quieran ganar tiempo en la observación detallada y en el estudio del cosmos, en desmedro del aprendizaje de los sistemas de búsqueda mediante cartas (verdadero desafío a la voluntad, la vista y la capacidad). Las monturas goto se recomiendan en áreas polucionadas, es prácticamente un reto hallar un cúmulo globular en medio de una ciudad, pues la luminosidad ambiente tapa toda referencia. Por supuesto, son onerosas, si bien se ofrecen marcas confiables con el debido soporte técnico en el país.
La búsqueda de objetos mediante el uso de programas o cartas celestes es apasionante y constituye un placer, al punto que se realizan competencias observacionales donde la práctica del observador es la clave del triunfo.
Elegido el objeto a observar, buscamos en la carta estrellas luminosas en su cercanía y luego nos desplazamos contando los campos de visión y el sentido de desplazamiento hasta dar con él.
Atrapante resulta constatar que la visión por buscador o por ocular muchas veces nos entrega imágenes invertidas. Esto debe ser tenido en cuenta y el cerebro necesitará de una buena práctica antes de moverse con fluidez por el cielo. Para poder fiarse de una búsqueda se recomienda un conocimiento del cielo a ojo desnudo o bien con binoculares, pues de este modo, familiarizados con el vecindario, daremos más fácil con nuestros trofeos.
La visión nocturna es posible por medio de células de ordinario inactivas, llamadas bastones. En la fóvea, una zona de nuestras retinas, se aglomeran dos tipos de células capaces de interactuar con los fotones que constituyen la luz: los conos y los bastones. Los conos se agrupan en el centro de la fóvea y son los encargados de ver durante el día la luz blanca y los colores, son los que utiliza usted ahora, que lee bajo una luz blanca encendida. Los bastones sirvieron a nuestros antepasados para medrar en las noches en busca de cobijo. Sirven para ver en la oscuridad y necesitan una media hora para activarse completamente. Por esto, un observador nocturno jamás usará luces azules o blancas, ni atenderá el celular con su pantalla destellando. Un segundo de luz blanca da por la nada con la aclimatación de los bastones, dejándonos en cero, ciegos para la noche. La única luz posible será la roja. La luz roja no afecta a los bastones.
Por estar los bastones en el perímetro de la fóvea es que cuando observamos con el rabillo del ojo los objetos débiles, los vemos mejor. Son células ideales para advertir cualquier movimiento, es decir, cualquier peligro en la oscuridad. La respuesta visual de los bastones es inaudita, mucho más rápida que la de los conos, toda vez que se han activado. Así, cuando intentamos dar con un objeto débil, tenue, debemos recurrir a una observación sesgada, a una visión periférica: Se dirige la vista leve hacia un ángulo del ocular dejando que la luz llegue en forma periférica al ojo. De este modo se garantiza la mayor percepción del objeto. Mover leve el telescopio en ambos sentidos de modo que la figura tiemble es complemento a lo antes dicho.
Cuando uno inicia la noche observacional debe comenzar a observar estrellas o cúmulos y dejar así pasar el tiempo hasta que los bastones hagan su calentamiento. Luego será el momento de adentrarse al cosmos en busca de las nebulosas y otros pequeños objetos.
Si hay luna, esta quedará para el final, ya que su luz de seguro nos cegará. Por supuesto se proveen filtros para realzar o anular efectos de luz indeseada.
El telescopio con montura ecuatorial ha de plantarse como sigue:
El eje polar debe estar inclinado la misma cantidad de grados que defina la latitud del punto del observador, y se lo orientará hacia el polo con la ayuda de una brújula o con el tendido previo de una meridiana.
Más allá de cuánto dure la jornada, el meridiano divide las horas de luz en dos y siempre será anunciado por la sombra más corta del día.
Determinar el meridiano es tarea esencial para el aficionado pues constituye una forma segura de trazar el eje polo-sur/polo-norte, imprescindible para poner en estación un telescopio con montura ecuatorial.
En nuestro hemisferio, el sol se alza hacia el norte. La recta que una a la base de un gnomón con el punto que señale la sombra más corta por él proyectada, te estará indicando una recta válida para ubicar el Polo Sur (en el hemisferio sur, los telescopios de montura ecuatorial deben orientarse hacia ese cardinal).
Es posible que este sistema te arroje algún error, el cual será corregido luego mediante los movimientos finos del eje de la montura. Un error en la alineación, significa que los astros derivarán del campo de visión en sentido de la declinación (N,S), además del natural escape por la ascensión recta (AR) debido al paso de los minutos (Oeste). En visual, esto no afecta; solo en astrofotografía supondremos alineaciones exigentes.
Uso de los círculos graduados de un telescopio altacimutal:
Los telescopios con montura ecuatorial tienen en sus ejes dos círculos graduados, uno para el acimut (az) y el otro para la altura (h). Consultado un programa que arroje coordenadas actualizadas minuto a minuto se dará con los astros deseados, si dios quiere. Un gran amigo, al fabricar su propia montura altacimutal descubrió que ciertos programas arrojan errores de posición apreciables. El acimut se alineará al norte cuando se consulte programas generados allá. La altura 0 se logra con la ayuda de niveles precisos.
Uso de los círculos graduados de una montura ecuatorial:
Las monturas eq tienen tres escalas, a saber:
La polar, indica la latitud. Se consulta la correspondiente al lugar, se ajusta.
La de ascensión recta AR. De 0hs, 0´, 0´´ a 23hs, 59´,59´´.
La de declinación: de 0º a -90º; y de 0º a 90º.
Se busca una estrella notoria de coordenadas conocidas o logradas mediante carta. Se la ubica en el centro del ocular de menor distancia focal; se ajustan los círculos graduados de modo que su lectura corresponda a las coordenadas de la carta, y se fijan. A partir de allí se va en busca de otros objetos, en base a las coordenadas.
Puede que ambos sistemas arrojen errores, pero por lo común los astros buscados se encontrarán dentro del campo de visión de los buscadores. La montura altacimutal también puede ser ajustada del modo propuesto para las eq.
La práctica del observador será determinante; la práctica y la paciencia, así como el deseo de aprender y disfrutar del cielo. Horas he pasado detrás de un solo astro, débil, una nebulosa planetaria, por ejemplo. Pero en el momento de hallarla… qué alegría¡¡¡ qué triunfo¡¡¡ muchas veces he hecho lo siguiente. Encontrado un objeto difícil, lo he perdido a propósito para volver a buscarlo, una y otra vez, hasta memorizar su vecindario, los pasos que he dado para llegar a él.
He aquí un fragmento de una guía de observación astronómica:
“Hay un método interesante por el cual darás con cada estrella o galaxia, … Es el de ir saltando de estrella en estrella, con la guía de una carta celeste amplia, cómoda, que puedes haber estudiado o que sigas en el momento de la búsqueda.
Elegido el o los objetos de tu observación -si estos son tenues como en general lo son las galaxias- deberás trazar un recorrido para lograr posicionar tu telescopio sobre él. Al hacerlo, habrás de comenzar en alguna estrella brillante -es decir, de baja magnitud- y seguirás de estrella en estrella hasta dar con el objeto propuesto o con su vecindario. Como detalle, el telescopio reflector es cómodo de tomar con ambas manos, una en la boca y otra en el lomo o en la base, e ir moviéndolo lento y suave mientras nuestro ojo atento va al buscador o al ocular (este deberá proveer bajos aumentos -el de mayor distancia focal: 40 o 32mm-, para proporcionar un mayor campo de visión). Por supuesto, deberás acostumbrarte a la inversión de imagen que los espejos o lentes proveen.
Esta práctica (llamada star jumping) es de relativa sencillez.
Como primer paso, has de reconocer los puntos cardinales dentro de la visión por ocular. Si centras una estrella –por ejemplo- y observas hasta que esta desaparece del campo (por el movimiento propio de la tierra, claro) ya tendrás identificado el cardinal oeste. Resta que, ascendiendo y descendiendo en la declinación, confirmes los cardinales norte y sur. Si has adquirido un telescopio reflector de 114mm o superior (90mm refractor o superior) puedes intentar esta aventura.”
