Qué debes tener en cuenta a la hora de elegir un telescopio profesional

En esta entrada aprenderemos los diferentes tipos de telescopios que hay en el mercado y lo que debes de tener en cuenta a la hora de elegir un telescopio profesional, aquí tienes muchos modelos profesionales para elegir, veámoslos más en detalle:

Primero vamos a definir el concepto de telescopio:

Dispositivo óptico diseñado para recoger la mayor cantidad de luz posible procedente de objetos lejanos, y concentrarla en un espacio reducido para su observación y estudio”

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Tenemos dos tipos de telescopios: terrestres y astronómicos. Los primeros tienen una lente adicional (llamada inversora) que pone derecha la imagen. Los telescopios astronómicos no tienen esta lente, y la  imagen se ve al revés. Esta lente adicional provoca pérdidas de luminosidad por tanto en el telescopio astronómico no se instala para así poder observar objetos más débiles.

 Partes básicas de un Telescopio astronómico.

Tenemos las siguientes partes básicas, ya sea refractor o reflector:

Figura 1: Objetivo: lente o espejo que recoge la luz, Ocular: salida y amplificación de la imagen, Buscador: pequeño telescopio para búsqueda de los objetos, Montura: seguimiento de los objetos, Trípode: sujeción estable del telescopio. Tubo: sostiene la óptica del telescopio.

Diseños de telescopios.

Tenemos tres tipos básico de telescopios: Refractor, reflector y catadióptrico.

1) Telescopio refractor o kepleriano. Se basa en la refracción de la luz. Es un telescopio constituido por lentes, consiste en un tubo en cuya abertura tenemos una lente (objetivo) y en la salida un ocular (conjunto de lentes) para la amplificación de la imagen, que es donde colocamos el ojo.

Figura 2: esquema de un telescopio refractor, la imagen se focaliza en el plano focal, y se observa aumentada por el ocular.
     Figura 3: Telescopio refractor.

Suelen ser telescopios robustos en comparación con los reflectores y con poco mantenimiento. Brinda imágenes de gran contraste y bien definidas. Son muy buenos para observar la luna, planetas o estrellas dobles. Las desventajas son que para una misma abertura son más caros que un reflector, y las lentes, sobre todo si son telescopios baratos, suelen tener aberración cromática (halo débil de colores alrededor de la estrellas).

2) Telescopio reflector o newtoniano. Se basa en la reflexión de la luz en espejos. Cuenta con un espejo primario grande curvado (espejo objetivo) en el fondo del tubo, este espejo es el encargado de acumular y reflejar la luz, esta imagen es desviada a un espejo secundario plano que la desvía hacia un costado del tubo donde colocamos el ocular.

  Figura 4: Esquema de un telescopio reflector
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Figura 5: Telescopio reflector

Los modelos de gran abertura suelen ser más compactos y fáciles de manejar que los refractores, además con una misma abertura tiene un precio menor que un refractor. Son muy buenos para la observación de galaxias, nebulosas y cúmulos estelares, debido a que recogen mucha más luz que un refractor. Las desventajas de este telescopio es que es muy sensible a los golpes que pueden desalinear los espejos. Necesita cada cierto tiempo mantenimiento ya que el espejo va perdiendo reflectividad y es necesario realuminizarlo. También en algunos telescopios suele aparecer varias aberraciones debidas a los espejos: “coma” que provoca que se vean las estrellas en el borde del campo de visión en forma alargada y aberración esférica (estrellas redondeadas).

3) Telescopio catadióptrico. Este telescopio combina tanto lentes como espejos, y es el más utilizado en observatorios profesionales y el que debemos considerar seriamente como una buena opción a la hora de adquirir un profesional y de alto rendimiento.

Hay dos modelos el Schimidt-Cassegrain y el Maksútov-Cassegrain. En el Schimidt-Cassegrain la luz entra a través de una delgada placa de cristal (lente correctora) situada en la parte frontal del telescopio que ayuda a compensar o minimizar las aberraciones que genera el espejo, el espejo primario  refleja la luz hacia el espejo secundario, y éste la redirige hacia la parte posterior del tubo óptico, a través de un orificio en el espejo primario, donde se sitúa el ocular. De esta forma, la luz recorre varias veces la longitud el tubo antes de llegar al ocular. En el telescopio de Maksútov-Cassegrain el sistema es el mismo solo que se sustituye la lente correctora por una lente gruesa en forma de menisco.

Figura 6: Esquema de un telescopio Catadióptrico

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Figura 7: Telescopio Catadióptrico.

Estos telescopios tienen una óptica excelente, y están corregidos de aberraciones, son muy buenos para todo tipo de observaciones: planetas, galaxias, nebulosas, etc. así como para astrofotografía. El único inconveniente es su alto precio en comparación con los demás tipos de telescopios, pero si queremos uno profesional tenemos que hacer una gran inversión, pero con resultados excelentes.

Características y Uso del Telescopio

1.-Características del Telescopio:

Los telescopios constan de dos piezas fundamentales: objetivo y ocular.

a) El Objetivo es el elemento que recoge la luz procedente del objeto astronómico y la concentra en un plano, el plano focal, donde se forma la imagen real o invertida. El objetivo debe ser un elemento convergente y puede ser una lente (telescopio refractor) o un espejo (telescopio reflector).

b) El ocular es el elemento que recoge la imagen generada por el objetivo y la hace accesible para el observador, que coloca el ojo tras el ocular. El ocular es siempre una lente o conjunto de lentes y es un elemento que podemos intercambiar para obtener diferentes aumentos en nuestro telescopio.

c) La distancia entre el objetivo (lente o espejo) y el plano focal se denomina distancia focal del telescopio (Ft). Esta distancia es importante pues nos ayudará a calcular los aumentos o amplificación del telescopio.

Esquema básico de un telescopio refractor la imagen aparece invertida en el plano focal (P), posición que coincide con el foco del ocular para una mejor visualización del observador.

Para observar el objeto astronómico debemos colocar un ocular, estos llevan escritos unos números, la distancia focal del ocular.

Oculares de diferentes distancias focales (17mm, 21mm y 24mm).

 Para saber los aumentos del telescopio hay que dividir la distancia focal del telescopio entre la del ocular:

         Aumentos = (F telescopio/ F ocular)

 Por ejemplo sí a un telescopio con una distancia focal de 1000 mm  le colocamos un ocular de 20mm obtendremos un aumento de: (1000/20) = 50x, (los aumentos se suelen nombrar con la letra “x” detrás del número), sí colocamos un ocular de 10 mm tendríamos un aumento de 100x, es decir a menor distancia focal del ocular obtenemos más amplificación.

Estos aumentos o amplificación no significan que el objeto se vea tantas veces más grande, sino que es la imagen que observaríamos si estuviéramos tantas veces más cerca. Es decir sí un objeto que se encuentre por ejemplo a 300.000 km lo observamos con un aumento de 50x lo veríamos como si estuviéramos a 6000 km del objeto, valor obtenido dividiendo la distancia del objeto entre el aumento utilizado.

d) Denominamos campo visual al trozo de cielo que se ve a través del ocular. Obviamente cambiará cuando se cambie de ocular. Para conocerlo, hay saber el campo del ocular (normalmente lo lleva escrito), así como los aumentos que te proporciona. Entonces, para saber cuantos grados tiene el campo visual real, se aplica la fórmula siguiente:

Campo visual (º) = Campo del ocular (º) / aumentos

Por ejemplo con un ocular con 40º de campo que nos proporcione un aumento en nuestro telescopio de 50x tendremos un campo visual de: 40/50 = 0.8º.

e) Para determinar la luminosidad del telescopio (poder de captación de luz) debemos dividir la distancia focal del telescopio (Ft) entre diámetro de la abertura (D), a esta división se la llama razón focal:

Razón focal = Ft/D

Por ejemplo un telescopio de F=1000mm y D=150mm tendrá una razón focal de 6.6, sí tenemos otro telescopio con un objetivo D=200  y con la misma F se tendría una razón focal más pequeña  (Razón focal = 5) y por tanto sería más luminoso.(A menor razón focal más luminosidad)

Cuanto mayor sea la abertura y corta la focal más luminoso será nuestro telescopio. Los fabricantes de telescopios suelen describir sus telescopios en términos de razón focal, usando la siguiente terminología según el telescopio: f/6, f/8, etc. con este valor podemos conocer la distancia focal del telescopio simplemente multiplicando por el diámetro del objetivo. Por ejemplo un telescopio de 100mm de abertura y razón focal especificada por el fabricante como f/5 tendrá  una distancia focal de 500 mm.

f) Otro factor importante es la Resolución del telescopio (R). Llamamos resolución al poder que tiene el telescopio en separar dos objetos que están muy juntos. Esta medida se da en segundos de arco[1] (‘’) y viene determinada por el diámetro de la abertura, a mayor abertura mayor resolución del telescopio. Un segundo de arco es una cantidad muy pequeña, es aproximadamente el tamaño de una moneda vista a varios kilómetros de distancia.

La formula teórica es la siguiente:

                                                           R (“) = (0.138 / D)

Donde 0.138 es una constante para telescopios ópticos y D es la abertura en metros.

Por ejemplo partiendo de esta formula si tenemos un telescopio de diámetro D= 1m la resolución será de 0.138 segundos de arco, sí por el contrario tenemos un telescopio de D = 0.5 m (más pequeño que el anterior) la resolución sería de 0.276 segundos de arco. Por tanto con el telescopio de

D= 1m tendremos mayor poder de separación pues podremos ver objetos separados 0.138 “.

Este valor es siempre teórico pues la turbulencia atmosférica provoca que tengamos peores resoluciones que las indicadas en las especificaciones del telescopio.

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Estrella Albireo (Cisne), a simple vista parece solo una estrella pero con telescopios se aprecia que tiene una acompañante a 35” de arco.

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En el cielo la luna y el Sol tienen el mismo tamaño aparente (0.5º o 30 minutos de arco). Con el brazo extendido y usando el pulgar podríamos tapar la  luna o el Sol.

Como hemos visto la abertura del telescopio es muy importante a la hora de captación de luz y de resolución de detalle. Sí el telescopio capta más luz podemos ver estrellas de magnitud aparente más baja. Cuando hablamos de magnitud aparente de las estrellas nos referimos al brillo aparente que la estrella presenta. Esta escala de magnitudes fue introducida por el astrónomo griego Hiparco el año 129 a.c., este dividió las estrellas que se ven a simple vista en seis clases según su brillo, desde la primera magnitud (mayor brillo) hasta la sexta magnitud (menor brillo). Fue la primera escala de magnitudes de estrellas, pero no fue hasta 1856 cuando el astrónomo inglés Norman Pogson definió matemáticamente esta escala. Obteniendo valores negativos para las estrellas más brillantes y valores muy bajos para las más débiles, así el Sol tiene magnitud aparente -26, la luna llena -12, la estrella Vega 0 y la estrella polar magnitud +2. Los objetos más débiles observados son de magnitud +30 y han sido observados por el telescopio espacial Hubble.

g) Para calcular la magnitud mínima que se puede observar con nuestro telescopio usaremos esta fórmula teórica:

Ml = 7.10 + 5 log D

Donde D es la abertura del telescopio en centímetros. Este valor es teórico ya que la perturbación atmosférica nos hará ver menos estrellas de las teóricas, normalmente para realizar observaciones de calidad se debe ir a lugares muy oscuros y alejados de ciudades. Los observatorios profesionales tienen sus telescopios en lugares a gran altitud y con climas muy estables.

 Otro factor que puede afectar a la magnitud limite que podemos ver es nuestra propia capacidad visual, nuestro ojo tarda alrededor de 20 minutos en adaptarse a la oscuridad, a partir de esos minutos podremos apreciar más estrellas a simple vista y a través del telescopio. Con el telescopio observaremos objetos más débiles al aumentar la abertura y obtendremos mayor resolución, como podemos apreciar en la siguiente tabla teórica. Estos resultados son para objetos puntuales, ya que los objetos más extensos como galaxias y nebulosas tienen repartida en su superficie la magnitud aparente:

 Resumen de Formulas:

 Aumentos = (F telescopio/ F ocular)

Razón focal = ( F telescopio / D )

Campo visual (º) = Campo del ocular (º) / aumentos

Resolución (“) = (0.138 / D)  (D en metros)

Magnitud mínima =7.1 + 5 log D   (D en centímetros)

Todos estos factores somos los que debemos considerar a la hora de elegir un telescopio profesional, los expertos de www.comprarlasmejores.com ponen a nuestra disposición muchos de ellos. De estos telescopios debemos tener en cuenta que cuanto mayor diámetro de abertura mucho mejor, y los elegiremos con sistema goto, es decir robotizado para que siga los objetos sin problema y podamos controlar totalmente el telescopio desde nuestro ordenador.

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La medida más precisa de la expansión del Universo

Los miembros del equipo H0LiCOW (Lentes H0 en Wellspring de COSMOGRAIL) han usado el telescopio espacial Hubble y una técnica novedosa para medir la expansión del universo, un valor llamado constante de Hubble.

El valor obtenido representa la medición más precisa hasta ahora utilizando el llamado método de lente gravitacional, donde la gravedad de una galaxia en primer plano actúa como una lente de aumento gigantesca, amplificando y distorsionando la luz de los objetos de fondo. Este último estudio los investigadores emplearon la física exótica de las lentes gravitacionales para calcular la tasa de expansión del universo.

Probability distribution of the 6 lenses of the H0LiCOW sample presented in H0LICOW XIIIFigure credits : Martin Millon/Vivien Bonvin.

El resultado fortalece aún más una preocupante discrepancia entre la tasa de expansión calculada a partir de las mediciones del universo local y la tasa predicha por la radiación de fondo en el universo temprano, un tiempo antes de que existieran galaxias y estrellas. El nuevo estudio agrega evidencia a la idea de que pueden ser necesarias nuevas teorías para explicar lo que los científicos están encontrando.

Podéis acceder al estudio en el siguiente enlace:

https://shsuyu.github.io/H0LiCOW/site/

Créditos: NASA, ESA, S.H. Suyu (Instituto Max Planck de Astrofísica, Universidad Técnica de Munich, e Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sínica), y K.C. Wong (Instituto Kavli de la Universidad de Tokio para la Física y las Matemáticas del Universo)

¿Qué es la constante de Hubble?

El corrimiento al rojo o desplazamiento hacia el rojo (también llamado redshift, “z”) ocurre cuando la radiación electromagnética, emitida o reflejada por un objeto es desplazada hacia el rojo al final del espectro electromagnético.

rojo
Gráfico de JPL/Caltech/Planck

El corrimiento al rojo de las galaxias es la consecuencia de su alejamiento, el cual fue descubierto en los años 20 por el astrónomo norteamericano Edwin Hubble. El carácter no estacionario de todo el sistema de galaxias del Universo había sido demostrado teóricamente por A. Fridman, uno de los fundadores de la cosmología moderna.

Según la ley pronosticada por la teoría de Fridman y demostrada por Hubble en sus observaciones, las galaxias se alejan de nosotros a velocidades v proporcionales a las distancias d hasta ellas, conforme más alejadas están mayor es el valor de la velocidad, para las galaxias próximas se demuestra que:

v = H d

Donde H es el coeficiente de proporcionalidad (constante de Hubble) que se determina a partir de observaciones.

Esta ley es consistente con el principio cosmológico y muestra que no hay observadores privilegiados en el Universo. A causa del efecto Doppler, el alejamiento de las galaxias provoca el desplazamiento de sus lineas de emisión hacia el lado rojo del espectro. La dependencia del corrimiento al rojo z (desplazamiento de la frecuencia en el espectro electromagnético) de la velocidad de alejamiento v se expresa mediante la siguiente formula:

z = v/c     (c es la velocidad de la luz)

Sí en esa formula introducimos la ley de Hubble, obtenemos la formula básica que se utiliza para determinar las distancias hasta las galaxias y cúmulos estelares:

 z = Hd / c

Calculadora cosmológica

Aunque los seres humanos estamos familiarizados con la distancia y el tiempo, lo que se mide realmente para los objetos astronómicos es el llamado corrimiento al rojo o redshift, este como hemos visto es un desplazamiento de color que depende exactamente de cómo ha variado la densidad de nuestro universo.

Ahora es posible hacer una simple tabla relacionando el desplazamiento al rojo cosmológico observado,”z”, con los conceptos estándar de distancia y el tiempo. Así podemos hacer la tabla que podéis ver a continuación, donde el corrimiento al rojo z aparece en las primeras y últimas columnas, mientras que la correspondiente edad universal en miles de millones de años aparece en la columna central. Con una simple regla podréis saber sobre la tabla la edad del universo según su z.

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Donde:

 z – corrimiento al rojo (redshift);
• H – valor actual de la constante de Hubble, km / s / Mpc;
• r comov – distancia comóvil, MPC;
• dm – módulo de la distancia;
 age– la edad del Universo, Gyr;
• time – el tiempo al pasado, Gyr;
• size 1 “- tamaño físico de un objeto que es visto como un 1” de arco en el cielo, kpc;
• angle de 1 kpc – tamaño angular con tamaño físico 1 kpc, segundos de arco

Para saber más:

Paper-and-pencil cosmological calculator

Estrellas Enanas naranjas: estrellas que ayudan a la vida en los planetas

Para poder encontrar posibilidad de vida en otros planetas un paso muy importante es buscar estrellas que ayuden a que se desarrolle la vida en sus sistemas planetarios a lo largo de mucho tiempo. Podríamos fijarnos para saber esto en nuestra estrella pero realmente no es del todo cierot de que estrellas parecidas al Sol sean buenas candidatas para ayudar al desarrollo de la vida, es decir desarrollar sistemas complejos en la escala de los tiempos.

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Las estrellas como nuestro Sol representan tan solo alrededor del 10% de la población total de estrellas de la Vía Láctea. Además, en su vida como estrella son de relativamente de corta duración. Nuestro Sol está a la mitad de su vida, que está estimada en unos 10 mil millones de años, actualmente tiene 4600 millones de años.

Además los organismos complejos surgieron en la Tierra hace tan solo 500 millones de años. Y nuestra forma y desarrollo como humanos está presente en la Tierra desde tan solo unos pocos 200.000 años, o sea casi nada en la escala de tiempo cósmico.

La Tierra se volverá inhabitable, para formas de vida superiores, en poco más de mil millones de años, a medida que el Sol se caliente y deseque nuestro planeta, con lo que el futuro de los humanos es corto debido a la propia vida y desarrollo del Sol, ya que poco a poco irá creciendo y calentándose hasta formar una estrella gigante que explotará y creará una nebulosa. Podéis verlo más detallado en el futuro del Sol y de la Tierra, una entrada que tenemos en el blog.

Debido a esto habría que buscar estrellas un poco más frías que nuestro Sol y que vivan unas cuantas decenas de miles de millones de años más, esto cumplen las llamadas enanas naranjas, que se consideran los mejores lugares para el desarrollo de una vida avanzada ya que tienen una vida mucho más larga, con lo que da tiempo a que se desarrolle la vida de forma más completa y duradera.

Estas estrellas pueden estar activas durante decenas de miles de millones de años. Esto abre mucho más tiempo para la evolución biológica y llegar a una infinidad formas de vida mucho más complejas que las actuales. Y, por cada estrella como nuestro Sol, hay tres veces más enanas naranjas en la Vía Láctea, con lo que hay tres veces más posibilidades de vida desarrollada en zonas donde se mantiene su estrella sin mucha actividad peligrosa durante muchos miles de años, siempre y cuando también esos planetas estén en la llamada zona de habitabilidad de los sistemas estelares.

En la imagen podemos ver diversos tipos de estrellas. Créditos Ilustración: NASA, ESA y Z. Levy (STScI).

El único tipo de estrella que es más abundante en la galaxia son las enanas rojas. Pero estas son pequeñas muy peligrosas. Son tan magnéticamente activas que bombean 500 veces más radiación en forma de rayos X y luz ultravioleta que nuestro Sol. Los planetas alrededor de estas estrellas reciben un autentico bombardeo, con lo que no serían un buen lugar para organismos como nosotros u otros complejos basados en la química tal y como la conocemos aquí.

Es por eso que las enanas naranjas son las llamadas «estrellas de Ricitos de Oro«, ya que no como hemos visto son ni demasiado calientes, ni demasiado frías y, sobre todo, no demasiado peligrosas e impredecibles para albergar planetas donde la vida se pueda desarrollas en la enorme escala de los tiempos.

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Para saber más:

Tipos de estrellas

La zona de habitabilidad en sistemas planetarios

Las Fases Lunares en 2020

Estas impresionantes animaciones muestran la fases lunares, la libración, el ángulo de posición del eje y el diámetro aparente de la Luna durante todo el año 2020, a intervalos de una hora, para los observadores del hemisferio norte de la Tierra y para los observadores del hemisferio sur:

Créditos: NASA
Créditos: NASA

Los nombres de las fases de la Luna:

Todos sabemos los nombres básicos de las fases de la Luna, que son: Luna llenaLuna nuevacuarto creciente y cuarto menguante, pero hay más nombres y depende ese nombre de la forma que vamos viendo la Luna a lo largo del tiempo. En esta entrada conoceréis los diferentes nombres y en que parte del día y de la noche podemos observarla según su fase, aquí tenéis el gráfico con todos los nombres:

Fases de la Luna
Gráfico: Diferentes nombres de la Luna según su fase

Ya sabemos los diferentes nombres y su forma, ahora nos hacemos una pregunta ¿Cuando la podemos ver mejor?

Luna Nueva: No se ve

Lúnula creciente: se observa por la tarde

Cuarto creciente: se puede ver entre la tarde y al principio de la noche

Gibosa creciente: inicio de la tarde y por la noche

Luna Llena: entre el atardecer y el amanecer

Gibosa Menguante: desde el inicio de la noche hasta la mañana

Cuarto Menguante: desde la madrugada hasta entrada la mañana

Lúnula menguante: al amanecer

¿Qué son las fases de la Luna y por qué se producen?

La Luna gira alrededor de la Tierra y está iluminada por el Sol continuamente, la parte de la Luna que se ve iluminada desde nuestro planeta es la fase lunar, que como habéis visto varía según el día. La Luna está reflejando la luz del Sol, la parte que mira al sol se ilumina y la que no está en oscuridad. Las formas de las fases dependen de la posición de la Luna en función del Sol y la Tierra como podéis ver en el siguiente gráfico:

fases de la Luna
luna terminador

Observar la Luna es una experiencia maravillosa, sea como sea tu telescopio o usando prismáticos es un auténtico placer su contemplación, podemos ver sus cráteres, sus montañas, su relieve… son escenas espectaculares, y aun es más impresionante cuando la Luna se encuentra en fase creciente o decreciente, en esas fases es aun más espectacular su observación, porque entre la línea de sombra y la zona visible (a esa línea se la llama terminador) se pueden apreciar las sombras en los cráteres y montañas, esa visión del relieve lunar es realmente espectacular y te dejará maravillado.Imagen de la Luna y la zona del terminador.

También tenéis que saber que según el hemisferio en el que nos encontremos en la Tierra veremos la Luna con una determinada orientación en el cielo, lo podéis apreciar en la siguiente imagen, y también en los dos siguientes vídeos:

orientación de la luna

La Luna es maravillosa su observación no dejéis de verla las noches iluminadas por nuestro precioso satélite natural.

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