Tenemos un curso permanente en nuestra web de iniciación a la astronomía. Se titula «Aprende a disfrutar del Universo«, trata varios temas básicos de astronomía para tener las primeras nociones y manejarse con soltura entre las constelaciones o usando un telescopio de aficionado.
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Realizarlo es muy sencillo, consta de cuatro temas y en cada tema varias cuestiones, sin necesidad de inscribirse tenéis que ir leyendo y comprendiendo cada tema en el tiempo que creáis oportuno, una vez estudiado el tema si lo tenéis claro tenéis que realizar las cuestiones propuestas. Cuando las hayáis terminado nos enviáis un correo con las respuestas de todos los temas y os enviamos un diploma de participación en el curso online.
En cualquier momento podéis enviarnos cualquier duda al siguiente correo:
josevte.miuniverso@outlook.com
Esta es la relación de temas, también hay un cuestionario final voluntario para saber sí habeis asimilado bien el contenido:
Libro Curiosidades Astronómicas, Autor: Jose Vicente Díaz Martínez. Editorial Indie
Espero que os guste y que aprendáis mucha astronomía. Próximamente publicaremos otro curso más avanzado estar atentos a la web y os informaremos. Podéis suscribiros a la web para recibir todas las noticias y publicaciones que vamos realizando:
En esta cuarta parte del curso hablaremos de los siguientes temas: Fotografiar estrellas, qué es una estrella fugaz, aplicaciones para descubrir el cielo. Cuestiones y Aplicaciones. Anexo final: – La contaminación Lumínica y Reservas de cielo oscuro.
Al final del tema hay dos cuestiones y una actividad, son para simplemente contrastar lo aprendido y saber un poco más. Sí deseáis el diploma en pdf simbólico enviáis las soluciones de las cuestiones al correo josevte.miuniverso@outlook.com, eso será cuando tengáis las 8 cuestiones hechas (2 por tema), también tenéis que realizar un cuestionario final del curso que lo veréis al final de este tema, con todo esto realizado tendréis vuestro pequeño regalo en pdf.
1.- Fotografiar estrellas.
Contemplar estrellas en lugares alejados de la contaminación lumínica es maravilloso, miles de estrellas, la vía láctea… nos hace sentir lo pequeños que somos en la inmensidad del espacio interestelar. Esa imagen de la inmensidad, de la majestuosidad de las estrellas la podemos plasmar en una espectacular fotografíaastronómica. Ahora con la enorme cantidad de cámaras digitales que hay en el mercado podemos realizar fotos muy interesantes del cielo y sin ser profesionales de la fotografía obtener buenos resultados.
Tan solo con unas pequeñas nociones podemos empezar a a hacer nuestro pinitos en este mundo fascinante de la fotografía estelar. Después sí nos gusta el resultado podemos investigar más y llegar a ser unos grandes astrofotógrafos de campos de estrellas.
Lo primero que tenemos que conocer es qué estamos fotografiando. Las estrellas se proyectan como objetos puntuales en la esfera celeste que es el cielo que nos rodea, estas estrellas tienen un movimiento aparente debido a la rotación de la Tierra, salen por el este y se ponen por el oeste.
Esto es importante conocerlo según el tipo de imagen que queramos capturar, sí queremos estrellas puntuales (campos de estrellas) o sí queremos capturar el trazo de las estrellas usando larga exposición (star trails). Apuntando con nuestra cámara a la estrella polar obtendríamos círculos de estrellas alrededor del polo Norte celeste, sí enfocamos la cámara al Este con largas exposiciones serían trazo más largos, pero esto lo veremos más adelante.
Imagen de trazos circulares alrededor del polo norte celeste.
Para fotografiar estrellas tendremos en cuenta los siguientes puntos muy importantes.
1. Dónde tomar imágenes. Para fotografiar gran cantidad de estrellas hay que ir a lugares alejados de la contaminación lumínica. Nuestro objetivo es capturar mucha luz, pero no del entorno, si no del cielo estrellado.
2. Material.
Cámara réflex digital (sería lo ideal), con objetivos de gran angular y focal baja (tambien muy interesantes) por ejemplo de 8 a 25 mm. Obtenemos así grandes panorámicas y alta luminosidad. Pero con cualquier cámara réflex y objetivos que no sean de gran angular se obtienen buenos resultados. El objetivo que coloquemos depende de la imagen que queramos capturar. (El objetivo se enrosca delante de la cámara y se puede intercambiar).
– O también podemos utilizar una Cámara digital compacta. No se les puede cambiar el objetivo pero son también muy buenas para realizar fotografía de estrellas.
Intervalómetro o disparador remoto externo (las cámaras suelen tenerlo incorporado), es importante para poder disparar la cámara sin necesidad de tocarla pues al tocarla podemos mover un poco la cámara y esto se verá reflejado en la imagen.
Trípode robusto, queremos que se mantenga fija la cámara ante vibraciones o viento, así conseguir una imagen que no salga movida.
Varias Baterías. Las cámaras digitales consumen mucha batería, por tanto iremos provistos de baterías al 100% de capacidad y otras por sí se gastan. Normalmente se realizan muchas imágenes en una noche.
Tarjetas de memoria de la máxima capacidad. Para así poder guardar el mayor número posible de imágenes, tanto en formato JPG como en RAW.
Linterna de luz blanca y roja. Luz blanca para vernos en el lugar que coloquemos el equipo y montarlo, y luz roja cuando queramos variar alguna cosa durante la observación y no nos deslumbremos.
Ropa de abrigo, sí vamos a estar muchas horas a la intemperie es conveniente llevar ropa de abrigo, la comodidad es importante.
3. Parámetros de la cámara.
Colocamos nuestra cámara en modo Manual desde la parte superior de la cámara o en el menú digital, esto depende de cada modelo de cámara el lugar donde esté. En ese modo podemos variar los parámetros. Con esto conseguiremos que nuestra cámara deba ser capaz de:
-Hacer largas exposiciones de entre 15 a 30 segundos cómo mínimo. Tener incorporado un intervalómetro o poder usar un cable disparador o un disparador remoto.
Con los siguiente parámetros: tiempo de exposición, apertura de diafragma e ISO, debemos jugar hasta conseguir una foto de estrellas aceptable, estos definen la exposición en las fotos, veamos que es cada parámetro:
a.-El tiempo de exposición: Cuanto más tiempo esté abierto el obturador, más luz incide sobre el sensor y más luz registramos.
Algunos tiempos ejemplo: 1/30 s, 1/15 s, 1 s, 2 s, 16s, 30s, 1min,… de modo que en cada paso se recibe el doble de luz. Elegiremos tiempos largos de exposición de más de 16s según la cantidad de luz que quiera captura y el tipo de foto, campos de estrellas o star trails..
b.-Apertura de diafragma: El diafragma es la parte de la cámara que determina la cantidad de luz que llega hasta el sensor fotográfico. El diafragma varía su apertura dependiendo de la cantidad de luz que queramos que entre. La apertura de diafragma se mide en números f. Por ejemplo: f/2, f/2.8, f/3.5, f/4, f/8, f/16… a menor número mayor apertura, con lo que elegiremos las f más bajas.
c.-Sensibilidad (ISO): Cuanto mayor sea el valor ISO más luz recogerá el sensor ya que más amplificará la señal. De esta forma podremos obtener fotografías incluso en lugares con muy poca luz.
Los valores ISO más comunes son los siguientes: ISO 100; ISO 200; ISO 400; ISO 800; ISO 1600; ISO 3200….
Pero a medida que incrementamos el valor ISO se incrementa también el ruido en nuestras fotografías. El ruido es la consecuencia del proceso de amplificación de la señal al incrementar la sensibilidad, y se manifiesta bajo la forma de una gran cantidad de manchas oscuras. Para fotografiar estrellas usaremos ISOs altas, pero jugando con diversas configuraciones hasta que encontremos una imagen que no tenga ruido.
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Pongamos ahora en práctica estos parámetros para conseguir imágenes de campos de estrellas o de star trails (trazos de estrellas):
Campos estelares: es decir fotografías de estrellas puntuales. Necesitaremos poco tiempo de exposición (30s-40s). Para ver a que estamos apuntando y hacer el encuadre hacemos una foto a ISO muy altas (más de 3000 y tiempo bajo, por ejemplo 10 s). Luego se modifica la ISO para eliminar el ruido y empezamos a fotografiar con f bajas.
Ejemplo: 30 s, f/3.5, ISO 800. Elegiremos la configuración que nos de la imagen más espectacular posible, no hay unos números mágicos para conseguirla, debemos jugar con el tiempo (30-40s) , la f (bajas) y la ISO (altos). La imagen final es recomendable que sea en formato RAW para poder procesar bien la imagen y sacarle el mayor número de detalles.
Imagen de campos de estrellas.
Trazas estelares (star trails): Trazos de estrellas en el cielo, es necesario aumentar el tiempo de exposición.
Los trazos más largos se consiguen si se apunta en dirección este/oeste. Por el contrario, apuntando al norte hacia la polar obtendremos imágenes con el resto de estrellas rotando a su alrededor. Es recomendable apilar imágenes (sumando solamente las luces que varían ente ellas) en vez de estar horas con el obturador abierto. Por tanto tomaremos imágenes por ejemplo de dos horas pero a intervalos de 30 segundos y descansando 10. Esto nos lo tiene que hacer la cámara con su configuración.
Todas esas imágenes las podemos procesar usando programas como los siguientes: Photoshop, Deepskystacker, PixInsight, startrails, starstax , los más recomendables son los dos últimos, ya que nos permiten el apilado de imágenes y realizar star trails.
El formato de salida para las imágenes es recomendable que sea en JPG, ya que se toman muchas imágenes y ocupan menos espacio que imágenes RAW.
Con estas nociones básicas ya podéis empezar a realizar fotografías de estrellas, pero es todo un mundo la astrofografía y nunca se acaba de aprender algo nuevo. Os invito a que probéis a realizar alguna foto y sí os gusta que os adentréis en este fabuloso mundo de las estrellas, y sí podéis las compartáis en comentarios.
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2.- Estrellas fugaces
Una estrella fugaz es lo que se denomina en astronomía un meteoroide, este es un cuerpo menor cuyo tamaño está comprendido entre 100 mm y 50m, esta definición puede variar pero es el utilizado por la Royal Astronomical Society.
Los meteoroides como el polvo interplanetario, procede de los desperdicios de la formación del sistema solar, de las colisiones de cuerpos, y de eyecciones de cometas. Suelen ser de tipo condrito (rocoso), acondrito (parecido a rocas ígneas) o metálico. Estos se mueven en órbitas alrededor del sol, y como se ha dicho en su mayoría provienen de eyecciones de cometas o de colisiones de cuerpos celestes, estos se hayan concentrados en el plano de la eclíptica, disminuyendo su número conforme nos acercamos al sol y conforme nos acercamos a Júpiter, ya que ambos astros capturan gravitacionalmente la mayoría de los meteoroides.
Los meteoroides asociados a cometas o asteroides se convierten en meteoros cuando interceptan la Tierra, un meteoro es el fenómeno luminoso que se puede observar la superficie del planeta cuando el meteoroide choca contra la atmosfera terrestre y por fricción con esta se ponen incandescentes, popularmente se les denomina estrellas fugaces. Esta interacción ocurre en la Termosfera a una altura entre 80 y 120 km, la velocidad de entrada varía desde los 11km/s para los meteoros más lentos hasta los 80 km/s para los más rápidos.
Veamos por qué reproduce esa incandescencia del meteoroide al interaccionar con la atmósfera; las partículas atmosféricas chocan contra la superficie del meteoroide aumentando su temperatura, este proceso aumenta conforme se disminuye la altura, cuando el meteoroide alcanza una temperatura determinada comienza el proceso de ablación. Es decir el calor producido por el rozamiento es suficiente para sublimar los átomos y las moléculas del meteoroide, en esta etapa la pérdida de masa es rápida, esta pérdida de masa ocurre de varias formas, la más importante es la separación de átomos y moléculas individuales del meteoroide, aunque hay otros procesos de pérdida de masa como chispas sólidas expedidas desde la superficie del meteoroide o fragmentos que se separan por la presión. El destello luminoso no es causado por la masa del meteoroide sino por su alta energía cinética, interacciona a una altura de 120 km y pueden llegar hasta los 25 km de altura en su recorrido según sea su tamaño y velocidad, a esa altura final ya han perdido toda su energía y velocidad inicial. Cuando la mayor parte de la masa se ha consumido, el meteoro deja de verse. En el caso de meteoroides muy pequeños, la ablación es tan fuerte que se evapora todo el material, en los cuerpos más grandes al disminuir su velocidad queda una masa residual que termina por alcanzar la superficie terrestre en forma de micrometeoritos tras varios minutos de vuelos sin luz.
El color de estrellas fugaces, está determinada por dos factores: la composición química del meteoroide y la interacción de los átomos y moléculas en la atmósfera. Los átomos en el meteoroide emiten luz, ya que se calientan al entrar en la atmósfera, por lo que se queman y emiten luz en diferentes longitudes de onda, o colores diferentes, de la misma manera ocurre en los diferentes compuestos que se utilizan en los fuegos artificiales que según su composición aparecen unos colores u otros.
Los átomos en la atmósfera son ionizados por el meteoroide a muy altas temperaturas, haciendo que estos emitan fotones de ciertas longitudes de onda específicas, dependiendo de qué elementos están presentes aparecerá uno color u otro. Las emisiones comunes de átomos metálicos en los meteoros y de los átomos atmosféricos se pueden ver en la siguiente tabla, las combinaciones de los dos tipos de emisiones producen los colores que se ven en el cielo.
Por ejemplo estos son lo colores según la presencia de estos compuestos químicos: Sodio (Na) da una luz de color amarillo anaranjado,hierro (Fe) luz amarilla, magnesio (Mg) luz azul-verde, calcio ionizado (Ca +) puede añadir un matiz violeta, mientras que las moléculas de nitrógeno atmosférico (N2) y átomos de oxígeno (O) dan una luz roja.
Los meteoros están asociados como ya hemos visto a cometas y asteroides, estos cometas y asteroides siguen órbitas alrededor del sol, entonces los restos de estos cuerpos (los Meteoroides) estarán a lo largo de la misma órbita que el cuerpo del que ha sido eyectado, por tanto podemos conocer de qué cuerpo menor proviene el meteoro solo con calcular su órbita, así a lo largo del año podemos ver diversas lluvias de meteoros como es el caso de las famosas Perseidas (asociada al cometa 109P/Swift-Tuttle) de Agosto o de las Leónidas (asociada al cometa Tempel-Tuttle) de Noviembre, estas lluvias se presentan en periodos temporales según la época del año, como hemos dicho las perseidas se presentan en agosto, concretamente del 25 de julio hasta el 27 de agosto, con un día de máximo de apariciones de meteoros que se suele presentar la noche del 12 al 13 de agosto, este día es cuando la tierra intercepta una mayor densidad de partículas en su órbita y es cuando se pueden observar más estrellas fugaces. Al número máximo de meteoros por hora se le denomina THZ y es el número que se observaría si el radiante estuviera en el cenit y con una atmósfera estable y limpia, la THZ de las perseidas suele estar en 80-100 meteoros/hora. Si se produce el paso de su cometa asociado, en los próximos años se verá incrementado el número de meteoros observables pues habrá repoblado su órbita de nuevos meteoroides.
Punto radiante en el cielo de una lluvia de meteoros, en este caso las Cuadrántidas de enero.
Un fenómeno muy interesante son las tormentas de meteoros, normalmente en el tubo meteórico (tubo meteorito es la órbita donde están distribuidos) los meteoroides se distribuyen en filamentos entonces hay zonas de más densidad que de vez en cuando la Tierra intercepta, entonces se produce una autentica tormenta de miles de estrellas fugaces, como fue el caso de las Leónidas de 1998, cuando en un minuto se podían contar hasta 60 meteoros, lo que daba una THZ de unos 2000 meteoros.
Debido a que los meteoroides que pertenecen a un determinado tubo meteórico tienen aproximadamente los mismos elementos orbitales, todos ellos se mueven siguiendo direcciones paralelas, por tanto podemos definir la dirección de un radiante de una lluvia de meteoros como la tangente a la órbita de los meteoroides en el punto donde la tierra la corta. Entonces cuando diversos meteoros provenientes de la misma órbita interaccionan con la atmósfera parece como si provinieran de un mismo punto en el cielo, es decir si el trazo que dejan en la bóveda celeste lo trasladamos hacia atrás, para varios meteoros, parece como si partieran de un mismo punto, es un fenómeno parecido al que se produce cuando se va circulando por un túnel, con luces a lo largo del recorrido, y hay una sensación de que todas estas luces parecen venir del final del túnel. A ese punto de salida de meteoros se le denomina radiante, y se le pone el nombre de la constelación en la que parecen provenir los meteoros. Este radiante varía de posición en la bóveda celeste a lo largo del tiempo debido al movimiento de la tierra alrededor del sol.
Fechas de lluvias de Meteoros y webs sobre meteoros:
Ya sabéis un poco más de estrellas fugaces, es maravilloso tumbarse hacia el firmamento y observar esos bellos trazos en el cielo, os invito a intentarlo, es maravilloso y estaréis observando un trocito de la historia del sistema solar.
3.- Aplicaciones para descubrir el cielo
Ahora que el móvil es una parte del ser humano, todos lo llevamos encima y parece que no se puede vivir sin él, tenemos la posibilidad de usarlo para que nuestra afición a la astronomía sea mucho más placentera.
Podemos instalarnos aplicaciones astronómicas (apps)para conocer el firmamento, algunas gratuitas y otras de pago, pero vale la pena tener alguna de ellas, sobretodo las que simulan el cielo.
Aquí os dejo un listado de todas las que he podido encontrar, las gratuitas la mayoría son para Android (Con pulsar en el nombre tendréis más información).
Anexo: La contaminación Lumínica y las reservas de cielo oscuro
El tema 4 ya en sí es muy extenso con lo que os dejo dos enlaces a dos temas muy importantes que podéis leer para saber un poco más, se trata de la contaminación lumínica y las reservas de cielo oscuro. Tener un cielo limpio de luces es muy importante y está protegido por la UNESCO, hay lugares en la tierra, lo que se denomina reservas de cielo oscuro o reservas Starlight donde se pueden ver miles de estrellas. Este simple anexo es para que tengáis más información sobre la importancia de la contaminación lumínica y lo que supone una reserva de cielo oscuro:
Os gustaría ser embajadores de cielos oscuros de la IAU, nosotros ya lo somos, podéis apuntaros en el siguiente enlace: https://darkskies4all.org/ambassador/ Embajadores de los Cielos Oscuros de la IAU es un programa que invita a entusiastas de todo el mundo a abogar por el cielo oscuro y difundir la preocupación por la contaminación lumínica. Los Embajadores de Dark Skies organizan acciones, hacen que otros hagan eventos y / o eventos, y ayudan a anunciar eventos.
Cuestiones, ACTIVIDADES y CUESTIONARIO FINAL
1.- Supongamos que tenemos una cámara digital y queremos hacer fotografía nocturna, con lo aprendido intentar resolver las dos siguientes cuestiones:
a) Queremos fotografiar la Luna llena que es un objeto muy brillante, ¿Que especificaciones aproximadas en número o teóricamente tendríamos que colocar en la cámaradigital para obtener una imagen nítida de la Luna?
b) Sabemos que el 12 de agosto es el momento de máxima actividad de la lluvia de estrellas fugaces de las Perseidas, sobre las 5 de la madrugada suelen aparecer muchos meteoros. ¿Que especificaciones en número o teóricas colocaríais en la cámara para intentar capturar alguna estrella fugaz?, ¿Qué objetivo colocaríais?
2.- Observamos una estrella fugaz de trazo muy largo y otra de trazo muy corto, las dos son meteoros de la misma lluvia,
a) ¿Qué meteoro está más cerca en el cielo del punto radiante de la lluvia?.
b) Una tiene un brillo de magnitud 4 y la otra de magnitud -3. ¿Cual es más débil en brillo?
c) Una de las estrellas fugaces explota y se escucha la explosión, ¿se escucharía el ruido en el instante de la explosión o después?, razona la respuesta.
d) Dos observadores separados 300 km observan a la vez los dos meteoros, ¿sobre el fondo de estrellas harán los meteoros el mismo recorrido para los dos observadores o diferente recorrido?. Razona la respuesta.
Nota: que hagáis bien o mal las cuestiones no es importante, lo importante es pensarlas y tratar de buscar la solución y aprender un poco más. Sí las completáis las enviáis y os decimos la respuesta correcta. Con estas se completan las 8 cuestiones del curso que os dan el regalo de un pequeño diploma simbólico por el curso hagáis como hagáis las cuestiones. Lo importante es que las intentéis resolver.
Actividades
a. Planifica una observación de estrellas fugaces, para ello abrir la herramienta stellarium, elegir una fecha de un máximo de meteoros y observar a qué hora aparece la constelación de la cual proviene la lluvia. Podréis saber las horas más propicias para la observación.
b. Entra en la base de datos extragalacticos de la NASA/IPAC: http://ned.ipac.caltech.edu/ en el buscador coloca por ejemplo el objeto M 13. Se abrirá una ventana con un montón de datos sobre el objeto, investiga un poco la página y verás la enorme información astrofísica que da sobre cualquier objeto astronómico.
c. Descubre la mitología de las constelaciones,sí algún día explicáis el cielo a otras personas o queréis saber algo más, es bonito saber un poco el por qué de los nombres de estas: Mitología de las constelaciones
d. Aquí tenéis un montón de enlaces de astronomía donde podéis encontrar observatorios, instituciones, asociaciones, catálogos, …. para que podáis investigar otras páginas de astronomía: https://josevicentediaz.com/el-universo/enlaces-astronomicos/
Con esto tenéis ya completo el curso para que en línea desde el 1 de abril de 2020 hasta cuando querías podáis hacer el curso y repetirlo cuantas veces deseéis. La astronomía es una ciencia maravillosa y es bonito conocerla para engrandecernos aun más con las maravillas del Cosmos.
Espero que os haya gustado y que sigáis investigando más este mundo tan espectacular. Cualquier duda me tenéis en línea en el siguiente correo: josevte.miuniverso@outlook.com
En esta tercera parte del curso hablaremos de los siguientes temas: Telescopios, tipos y uso. Cuestiones y Aplicaciones.
Al final del tema hay dos cuestiones y una actividad, son para simplemente contrastar lo aprendido y saber un poco más. Sí deseáis el diploma en pdf simbólico me enviáis las soluciones de las cuestiones al correo josevte.miuniverso@outlook.com, eso será cuando tengáis las 8 cuestiones hechas (2 por tema), entonces tendréis vuestro pequeño regalo en pdf. Sí vais a hacer el curso, sí os parece podéis dejar un comentario al final del tema o por privado en el correo, así tendremos nota de todas las personas que lo siguen y lo quieren hacer, no hay fecha fin del curso, estará siempre disponible.
El tema de hoy es muy extenso con lo que os recomiendo que lo toméis con calma y que comprendáis simplemente los conceptos, todo este tema os servirá para cuando compréis un telescopio y podáis saber sí es bueno o no, y también si tenéis ya uno en casa para sacar el máximo rendimiento de este.
1.- Telescopios, tipos y uso.
1.1 ¿Qué es un telescopio?
Los telescopios nos hacen ver objetos lejanos en el espacio, objetos que están a determinados años luz, cuando vemos los objetos estamos viendo la luz que enviaron hace el número de años luz a los que se encuentren. Sí observamos la estrella Próxima Centuari que se encuentra a 4.2 años luz, vemos la luz que se envió hace 4.2 años, sí nos remontamos aun más lejos a M13 (cúmulo de Hércules) que se encuentra a 25.000 años luz, viajamos en el tiempo 25.000 años!! y no os digo nada sí observamos galaxias… estas se encuentran a millones de años luz. Viajamos en el tiempo pero también viajamos en el espacio, el telescopio nos hace un aumento angular del objeto, con lo que nos “acerca” en el espacio a lo que estemos observando. Por tanto nuestro telescopio es una máquina del tiempo y del espacio :).
Veamos la definición científica del 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”
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.
1.2Partes básicas de un Telescopio.
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.
1.3 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.
Os recomiendo estos telescopios para iniciarse en la astronomía tienen un kits muy completo:
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
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. 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
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.
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2.- Características y Uso del Telescopio
2.1.-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.
Estrella Albireo (Cisne), a simple vista parece solo una estrella pero con telescopios se aprecia que tiene una acompañante a 35” de arco.
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[2] 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.
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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)
2.2- Uso del telescopio.
En este apartado estudiaremos las diferentes partes del telescopio y a como utilizarlo para una correcta observación astronómica.
Piezas del Telescopio y uso.
a) El buscador. Este pequeño telescopio se utiliza para la búsqueda del objeto astronómico, tiene un gran campo de visión, pocos aumentos y un aspa con la que podemos localizar el objeto fácilmente.
Buscador
Debemos alinearlo con el telescopio para que lo que observemos con el buscador lo observemos centrado en el telescopio. Para alinearlo primero se coloca en el telescopio un ocular de baja potencia y se busca un objeto muy alejado (a más de 1km), dejamos fijo el telescopio en ese punto y lo buscamos con el buscador. Para ello simplemente ajustamos los tornillos del buscador hasta que tengamos el punto observado en el centro del aspa, una vez hecho esto todo lo que observemos con el buscador lo veremos centrado en nuestro telescopio. Hay otros tipos de buscadores, como por ejemplo los de haz láser que utilizan un láser para la búsqueda de objetos, se suelen utilizar como complemento del buscador óptico.
b) Oculares. Podemos variar los oculares para tener diversas amplificaciones de la imagen astronómica, es importante disponer de varios oculares de diversas potencias (por ejemplo 40mm, 25mm y 6mm). En primer lugar para encontrar el objeto usaremos un ocular de baja potencia, seguidamente iremos variando el tipo de ocular según las amplificaciones que deseemos obtener y el tipo de objeto a observar.
Colocación de oculares en el telescopio
En el ocular aparte de la especificación de la distancia focal aparece una letra, esta nos indica el tipo de ocular, la siguiente tabla nos indica los tipos de oculares más comunes:
Ramsden (R)
Ocular de dos lentes. Poca calidad. Sólo para poca potencia. Telescopios de iniciación
Huygens (H)
Poca calidad, mal corregido de aberración cromática. Telescopios de iniciación
Kellner (K)
Lentes acromáticas. Potencias medias, es de mejor calidad que los anteriores, con buena corrección cromática.
Ortoscópico (O)
Triplete de lentes. Muy buenos para altas potencias, corrección cromática, gran definición y contraste.
Plöss y SuperPlös (P) y (SP)
Gran campo y amplia gama de potencias. Ocular muy valorado para astronomía.
Erfle (E)
Gran campo y muy adecuados para bajas potencias. Buena definición central.
Oculares Plöss de 25 y 6.5 mm, muy utilizados por su calidad y precio.
Adicionalmente a los oculares podemos interponerles una lente de Barlow, esta nos permite multiplicar la focal de nuestro telescopio en función de la relación indicada por el fabricante (1.5x, 2x, etc). La más utilizada es la 2x (duplicador). Lo que conseguimos anteponiendo una lente de Barlow 2x a nuestros oculares es doblar su poder de aumento al duplicar la distancia focal, pero hay que tener cuidado pues suele provocar perdida de luminosidad con lo que es importante ir variando oculares hasta encontrar el que defina mejor la imagen. Funciona mejor con oculares de potencia media.
Lente Barlow 2x
Hay que recordar que lo importante en un telescopio, más que los aumentos, es el tamaño de la abertura ya que colecta más luz y podemos observar objetos más débiles. Muchos aumentos provocan pérdida de luz y campos de visión más pequeños.
Para observar los objetos que estén muy cerca del cenit o en el cenit se puede colocar un prisma cenital para observarlos cómodamente. Este se coloca ante el ocular y desvía la luz 90º. El inconveniente que tiene es que resta luz y campo.
c) Filtros. Para observar los objetos astronómicos podemos colocar filtros al ocular o al objetivo para resaltar determinados detalles.
Filtros de Ocular: Se colocan enroscados al ocular y se utilizan para filtrar la luz y resaltar determinadas características en los objetos astronómicos. Para planetas o la Luna se utilizan filtros de colores que resaltan la superficie y la atmósfera de los planetas. Cuando estamos en lugares con contaminación lumínica se pueden utilizar filtros para la polución lumínica LPR (ligth pollution o Sky Glow) que disminuyen el paso de longitudes de onda provenientes del alumbrado público (siempre que sean lámparas sodio o vapor de mercurio). Para nebulosas se utilizan filtros H-a que nos sirven para observar formaciones nebulosas que emiten en la banda del Hidrógeno. Hay una gran diversidad de filtros en función de la longitud de onda que queramos resaltar o eliminar.
Filtros de colores para la observación planetaria y filtro antipolución lumínica
Filtros de Objetivo: Se colocan en el objetivo, son filtros usados para observación solar, también existen filtros SUN para oculares pero pueden dañar a la larga el ocular o la vista.
Filtro de objetivo para la observación del Sol y telescopio con filtro Solar.
d) Monturas del telescopio.
El cuerpo del telescopio se posa sobre una montura, que es la parte mecánica que se encarga del movimiento controlado del telescopio. La montura es una parte muy importante del telescopio pues nos permite observar los objetos con total estabilidad y el seguimiento de estos. Tenemos dos tipos básicos de montura: Montura Altazimutal y Montura Ecuatorial.
Montura Altazimutal
Estas monturas utilizan coordenadas horizontales con movimientos en dos ejes: el horizonte en acimut de 0º a 360º y la altura desde el horizonte al cenit (de 0 a 90º).
Este sistema de ejes aunque parezca sencillo tiene la complicación de que para el seguimiento del objeto es necesario actuar simultáneamente sobre los dos ejes. La imagen rota en el plano focal con lo que tenemos que compensar este movimiento, para esto se suele utilizar un mando para el seguimiento del objeto una vez encontrado. Sí tenemos un telescopio motorizado tipo Goto sigue perfectamente el movimiento de las estrellas, tan solo para alinearlo debemos dejarlo en forma horizontal enfocado hacia el norte y añadir al ordenador nuestras coordenadas geográficas, a partir de ahí el telescopio encontrará todas la estrellas a partir de un par de estrellas de referencia. Este tipo de monturas es la más utilizada en los observatorios profesionales, por su simpleza en la mecánica.
Telescopios de montura altazimutal: (1) manual, (2) robotizado sistema GOTO y (3) modelo Dobson muy popular en astronomía por su fácil manejo.
Montura Ecuatorial
Las estrellas tienen un movimiento aparente alrededor de la estrella polar en forma de circulo, a este movimiento se le denomina moviendo diurno de las estrellas. Mediante la montura ecuatorial podemos mover el telescopio en el sentido de esa rotación. Esta montura tiene dos ejes, el eje de ascensión recta A.R. (eje polar) y el eje de declinación.
Montura ecuatorial alemana EQ, sí el eje polar está paralelo al eje del mundo su inclinación será igual a la latitud del lugar.
Un giro alrededor del eje polar permite compensar el movimiento diurno del firmamento. Veremos a continuación un modo básico de poner en modo estación un telescopio de montaje ecuatorial. Dejar el telescopio en modo estación es dejarlo operativo para poder realizar el seguimiento de los objetos astronómicos con el simple movimiento de los mandos:
1) Colocación del trípode.
Se colocará el trípode en un lugar completamente plano y colocando las patas en los puntos cardinales, haremos esto utilizando una brújula:
Se comprobará también que la montura esté perfectamente nivelada sobre el trípode para que los movimientos horizontales del telescopio sean totalmente correctos.
2) Equilibrado de las pesas.
Equilibraremos las pesas del telescopio dejando el eje de las pesas y el tubo del telescopio paralelo al suelo, si el cuerpo del telescopio se vence hacia un lado moveremos las pesas hasta que esté equilibrado.
3) Latitud del Lugar.
La altura del polo celeste coincide con la latitud del lugar en el que estemos realizando la observación, así si estuviéramos en el polo norte el polo celeste estaría a 90º, sí estamos en Valencia estaría a 39º (latitud de Valencia: 39º28’12”N). La estrella polar está muy cerca del polo celeste, aproximadamente a 1º por esa razón todas la estrellas parecen girar alrededor de la estrella polar, porque el eje del mundo (eje polar) pasa muy cerca de la estrella polar. Si queremos que nuestro eje de A.R. este paralelo al eje terrestre, debemos ponerlo a la misma latitud (como hemos visto altura sobre el horizonte a la que se encuentra aproximadamente la estrella polar para mi localización) por tanto debemos inclinar nuestra montura a la altura de nuestra latitud con el mando correspondiente.
Inclinación de la montura del telescopio con la latitud del lugar
Una vez hecho esto no debemos volver a cambiar esta inclinación de la montura a no ser que cambiemos el lugar de observación a otra latitud diferente. Ahora solo falta colocar el tubo del telescopio enfocado hacia el norte, esto lo hacemos girando la montura en Acimut hasta que le cuerpo del telescopio esté hacia el norte (nos ayudamos con una brújula). Colocando el eje de declinación a 90º ya deberíamos ver la zona del polo celeste con la polar muy cerca de este, si esto es así tenemos perfectamente colocado el telescopio para un seguimiento de las estrellas con tan solo mover los mandos de Ascensión recta o declinación. Este método de alineación del telescopio es el más sencillo, pero hay otros mucho más complejos y por tanto más precisos, métodos necesarios si se va a realizar seguimientos de objetos para astrofotografía o estudios científicos.
Actualmente hay a la venta muchos telescopios robotizados que realizan la alineación de la montura simplemente introduciendo las coordenadas geográficas de la localización, y utilizando un sistema motorizado de seguimiento GOTO, la forma de colocar el telescopio en estación es la misma que hemos descrito para el telescopio de uso manual. Una vez puesto en estación el software del telescopio nos alineará el telescopio usando varias estrellas cercanas a la polar, consiguiendo una alineación perfecta del telescopio. Sí este telescopio tiene bases de datos de estrellas podremos encontrarlas fácilmente simplemente indicando al ordenador sus coordenadas o nombre.
Telescopio robotizado y montura GOTO
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Aquí tenéis un resumen de esta parte del tema en vídeo:
Cuestiones:
1.- Supongamos que hemos adquirido un telescopio con las siguientes caracteristicas: Focal del telescopio 1000 mm, Diámetro de abertura 10 cm y tenemos varios oculares de F ocular 6 mm y otro de F ocular 20 mm Calcula:
Aumentos del telescopio para cada ocular. ¿Con que ocular obtenemos más aumentos?, supongamos que quiero observar la Luna, que aumento crees que sería el más recomendable y por qué.
Resolución
Razón focal
Magnitud mínima
2.- Supongamos que quieres adquirir un telescopio para hacer fotografía nocturna, ¿en que características te fijarías y que tipo de telescopio crees que sería el mas adecuado?, busca por internet en alguna tienda un ejemplo de ese tipo de telescopio.
Actividad
Sí tienes un telescopio realiza una observación astronómica de los objetos más interesantes de la noche, utiliza el programa stellarium para buscar la fecha que más te guste y ver qué objetos tienes en el cielo interesantes. Sí no tienes telescopio busca objetos o constelaciones interesantes para ver a simple vista. Diseña tras esto tu sesión de observación, en el siguiente enlace te explicamos cómo: https://josevicentediaz.com/astronomia-practica/diseno-de-una-noche-de-observacion-astronomica/
En esta segunda parte del curso hablaremos de los siguientes temas: Orientación en el cielo, la eclíptica, distancias en el espacio y la distancia en las estrellas. Cuestiones y Aplicaciones.
Os recomendamos que os bajéis al ordenador la aplicación gratuita Stellarium, este es un planetario de código abierto que muestra un cielo auténtico en 3D, tal como lo que ve a simple vista, con binoculares o un telescopio. El programa os hará falta para algún ejercicio y para comprobar lo aprendido, pero intentaré sí alguien no se lo puede descargar que queden claros todos los contenidos. También recomendamos sí os es más fácil imprimir los contenido de todos los textos y que sigáis los vínculos que hay en cada tema para completar el texto. Tomarlo con calma pues el curso cuando se complete estará en la pestaña de paginas, para siempre, en la parte superior de la página web, con lo que lo podéis consultar siempre que lo queráis. Al final del tema hay dos cuestiones y una actividad, son para simplemente contrastar lo aprendido y saber un poco más. Sí deseáis el diploma en pdf simbólico me enviáis las soluciones de las cuestiones al correo josevte.miuniverso@outlook.com, eso será cuando tengáis las 8 cuestiones hechas (2 por tema), entonces tendréis vuestro pequeño regalo en pdf. Sí vais a hacer el curso, sí os parece podéis dejar un comentario al final del tema o por privado en el correo, así tendremos nota de todas las personas que lo siguen y lo quieren hacer, no hay fecha fin del curso, estará siempre disponible.
1.- Orientación en el cielo.
Las constelaciones nos pueden ayudar a orientarnos, siempre claro… que esté despejado :-). A partir de una sola constelación podemos encontrar el Norte y desde ahí el Sur, Oeste y Este. El método es muy sencillo, primero hablaremos de la constelación que marca el norte en el hemisferio norte de la Tierra, y más adelante la que marca el sur en el hemisferio sur.
Para las personas que se encuentren en el hemisferio norte de la Tierra hacemos lo siguiente: tenemos que encontrar la constelación de la Osa Mayor, esta constelación es muy fácil de encontrar por su característica forma ya que tiene forma de cucharon, sartén o carro. Explicaremos un poco qué es la Osa Mayor:
La Osa Mayor es una constelación visible durante todo el año en el hemisferio Norte. Entre los aficionados se la conoce con el nombre de ‘el carro’, por la forma que dibujan sus siete estrellas principales, aunque ha recibido otros muchos nombres. Es probablemente la constelación mejor conocida, tanto por la facilidad de recordar la forma del Carro como por el hecho de que la gente del hemisferio norte puede verla casi siempre.
También, las dos estrellas de la porción frontal del Carro apuntan hacia la estrella Polar en que está en la constelación de la Osa Menor. La Osa Mayor se compone tanto de las siete estrellas comúnmente conocidas como el Carro como de una colección de estrellas más débiles que forman la cabeza y los pies de la Osa. Aparte de apuntar hacia Polaris (estrella Polar), el final del mango del carro puede seguirse en arco hacia la estrella Arcturus en Bootes. Si las dos estrellas que apuntan hacia Polaris se siguen en dirección opuesta, apuntan hacia la estrella Regulo en la constelación de Leo.
En la cola de la Osa Mayor, hay una estrella llamada Mizar (mag. 2,3) que tiene casi pegada a otra, llamada Alcor (mag. 4,0). Los egipcios usaban estas estrellas para saber el grado de fiabilidad a la hora tener buena vista, ya que son estrellas que están muy juntas y no siempre se ven las dos según la visión del observador. Se puede decir que fue el primer “text psicotécnico de la Historia”, pues los que las podían ver podían ser arqueros.
Mizar y Alcor
Ya conocemos a nuestra amiga la Osa Mayor, pues ahora vamos a encontrar la Polar: Simplemente trazando en el cielo cinco veces la distancia entre las dos estrellas Merak y Dubhe, de la cabeza del carro y hacia la dirección del dibujo:
Y tenemos la estrella polar, así de sencillo :-). Por tanto encontraremos fácilmente el Sur, Este y Oeste.
Una vez encontrada la estrella polar podemos saber también aproximadamente la latitud en la que nos encontramos. Para saber la latitud simplemente mediremos en grados la altura de la estrella polar respecto del horizonte, por ejemplo en Valencia (España) está a 39º de latitud Norte, por tanto la Polar está en el cielo a una altura de 39º, sí estuviéramos en el Polo Norte la Polar estaría a 90º, y en el Ecuador a 0º.
La altura de la Polar en Latitud (39º)
Pero… la gran pregunta: ¿Cómo mido yo esas distancias angulares en el cielo?, pues con la mano, extendemos el brazo y con nuestra mano sobre las estrellas sabremos los grados aproximados:
Como veis con un dedo podemos tapar el Sol y la Luna, ya que miden medio grado y nuestro dedo indice 1º. La mano abierta mide 20º de dedo a dedo, la Osa Mayor mide 25º, podemos comprobar que estirando el brazo hacia el cielo y abriendo la mano no podemos llegar a toda la Osa Mayor, por tanto sabremos que mide 20º seguro y un pico… los 5º que faltan.
Ahora ya sabemos que la constelación que marca el Norte celeste es la Osa Menor, y en concreto aproximadamente la estrella polar. ¿Pero qué constelación marca el polo sur celeste en el hemisferio sur de la Tierra?. Pues lo marca la constelación de Octans (el Octante). Concretamente un punto no muy poblado de estrellas en la constelación, al contrario que ocurre con la Osa Menor en esta constelación no hay una estrella brillante cercana al polo sur del firmamento.
Punto que marca el polo sur del firmamento junto en la constelación del Octante, imagen de la Unión Astronómica Internacional.
La estrella más brillante cercana al polo sur celeste es la estrella Sigma Octantis, de magnitud 5.5, que está situada a aproximadamente 1º de ese punto (un grado es dos veces el tamaño aparente en el cielo de la Luna llena), por tanto algo alejado, y además una estrella solo observable con cielos muy limpios de contaminación lumínica.
La constelación del Octante conmemora a un instrumento conocido como el Octante, un antecesor del sextante y que se utilizaba para medir la posición de las estrellas.
2.- La Eclíptica
La Eclíptica es la línea curva por donde transita el Sol en la esfera celeste en su transito aparente observado desde nuestro planeta. Está formada por la intersección del plano de la órbita terrestre con la esfera celeste. Es la línea recorrida por el Sol a lo largo de un año respecto del fondo de las estrellas.
Dibujo en el cielo de la línea de la eclíptica para un día determinado del año, podemos ver al Sol, varios planetas y constelaciones del zodiaco. Pulsar para ver los detalles.
Plano de la Eclíptica se denomina al plano medio de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Contiene a la órbita de la Tierra alrededor de nuestra estrella y también al recorrido anual aparente del Sol visto desde la Tierra. Este plano se encuentra inclinado 23,5º con respecto al plano del Ecuador de nuestro planeta.
También podemos encontrar cerca de la línea de la eclíptica a todos los planetas del Sistema solar y a asteroides del cinturón principal. Es el plano de referencia primario cuando se describe la posición de los cuerpos en el sistema solar. También la línea de la eclíptica transita por las llamadas constelaciones del zodiaco.
3. Las distancias en el espacio
En el espacio la distancia entre los objetos astronómicos es enorme, inimaginable para un humano. Con lo que tenemos que buscar distancias que sean un poco más comprensibles y que no nos den números con muchos ceros. Para ello se utilizan distancias interplanetarias como la unidad astronómica o distancias interestelares como el año luz o el pársec. Hablaremos de cada una de ellas con detalle.
La unidad de distancia en el Sistema Solar es la denominada Unidad Astronómica (UA), se trata de la distancia promedio desde la Tierra al Sol, esta es equivalente a:
149.597.870 km
La distancia entra la Tierra y el Sol toma entonces el valor de 1 UA
En Unidades astronómicas la distancia de los planetas al Sol es la siguiente:
Mercurio 0,387, Venus 0,723, Tierra 1,00, Marte 1,524, Júpiter 5,203, Saturno 9,539, Urano 19,192 y Neptuno 30,058.
A la luz, que su velocidad es de casi 300.000 km/s, le cuesta 499 segundos recorrer una unidad astronómica (8.3 minutos), de modo que nosotros desde la Tierra, vemos el Sol tal como en realidad se mostraba 8.3 minutos antes.
La distancia de una unidad astronómica nos puede parecer enorme, pero es insignificante en comparación con un año luz. Un año luz posee 63.240 unidades astronómicas.
Como hemos visto para el caso del sistema solar usamos la unidad astronómica (ua), que es la distancia media de la tierra al Sol, pero para lugares muy alejados del sistema solar usamos el año luz. Este se define así:
Año luz: es la distancia que recorre la luz en el vacío en un año. Como la velocidad de la luz es de 299.792 km/s, y un año tiene 31536000 segundos (se considera el año juliano: 365.25 días), la luz recorre en un año: 9,46 × 10¹² km = 9 460 730 472 580,8 km a ese espectacular número lo llamamos un año luz.
Para distancias en el sistema solar también podemos usar, aparte de la unidad astronómica, los segundos luz o minutos luz, así por ejemplo la distancia de la Tierra al Sol es de 8.31 minutos luz. Para distancias aun más lejanas sobretodo para estrella muy alejadas y galaxias se utiliza el Pársec, que equivale a 3.26 años luz, y para distancias mucho más lejanas el kilopársec o el megapársec.
Estrellas y galaxias algunas distancias:
Próxima Centauri: 4.24 años luz
Vega: 25.3 años luz
Deneb: 1425 años luz
Radio de nuestra galaxia: 50.000 años luz
M31 (Galaxia de Andrómeda): 2.5 millones de años luz
M101 (Galaxia del Molinete): 25 millones de años luz
En comparación con las enormes distancias anteriores como hemos visto los diversos componentes del Sistema Solar están a sólo unos minutos o pocas horas luzde distancia de la Tierra, como podéis ver en el espectacular gráfico de Theplanets.org.
Las distancias en el espacio son enormes y es complicado darles un número con las unidades que usamos en el día a día en la Tierra, como son los metros o kilómetros, el espacio entre estrellas es de millones o billones de kilómetros, y entre galaxias aun mucho mayor con lo que tenemos que buscar unidades que nos simplifiquen los números y no nos sea engorroso utilizarlas.
Cuestiones:
1.- Abre el programa Stellarium y dibuja en el cielo el plano de la eclíptica para la siguiente hora: 04h20m del día 21 de julio de 2020. (Para verla lleva el puntero al lado izquierdo de la pantalla, en el menú que aparecerá pulsa en «Opciones de visualización» o la tecla F4, en la ventana emergente elige «Marcas» y selecciona «eclíptica (de fecha)». Nota: Para ver las constelaciones lleva el puntero a la parte inferior y selecciona sus dibujos y nombres.
¿Qué objetos interesantes que no sean estrellas observas en el plano de la eclíptica?
Qué constelaciones observas, identificalas. ¿Son del zodiaco?
Haz una captura de pantalla de la imagen de la eclíptica.
2.- ¿Cuál es la estrella más cercana a la Tierra?
Anota toda la información que tengas de esa estrella.
Pasa su distancia en años luz a kilómetrospara darte cuenta de lo tremendamente alejado que está.
Actividad:
Ves al portal ESASky de la Agencia Espacial Europea http://sky.esa.int selecciona el modo explorador y dale al botón con el dado (se encuentra en la parte superior izquierda) para ver distintos objetos celestes aleatorios, o pulsa el pergamino para elegir otros objetos que quieras ver (si ves borroso el objeto usa la ruedecita del ratón para alejarte y verlo mejor). Disfruta viajando por los objetos del Universo cercano.
En esta primera parte del curso vamos a ver los siguientes temas: Introducción a la astronomía. Un poco de historia, las constelaciones, el brillo de las estrellas. Cuestiones y aplicaciones.
Os recomendamos que os bajéis al ordenador la aplicación gratuita Stellarium, este es un planetario de código abierto que muestra un cielo auténtico en 3D, tal como lo que ve a simple vista, con binoculares o un telescopio. También lo podeis obtener para móvil (totalmente recomendable para aprender el firmamento): Stellarium móvil
El programa os hará falta para algún ejercicio y para comprobar lo aprendido, pero intentaré sí alguien no se lo puede descargar que queden claros todos los contenidos. También recomendamos sí os es más fácil imprimir los contenido de todos los textos y que sigáis los vínculos que hay en cada tema para completar el texto. Tomarlo con calma pues el curso cuando se complete estará en la pestaña de paginas para siempre en la parte superior de la página web, con lo que lo podéis consultar siempre que lo queráis.
Al final del tema hay dos cuestiones y una actividad, son para simplemente contrastar lo aprendido y saber un poco más. Sí deseáis el diploma en pdf simbólico me enviáis las soluciones de las cuestiones al correo josevte.miuniverso@outlook.com, eso será cuando tengáis las 8 cuestiones hechas (2 por tema), entonces tendréis vuestro pequeño regalo en pdf. Sí vais a hacer el curso, sí os parece podéis dejar un comentario al final del tema o por privado en el correo, así tendremos nota de todas las personas que lo siguen quieren hacer, no hay fecha fin del curso, estará siempre disponible. Espero que os guste.
Comenzamos!!
1.- Introducción a la Astronomía. Un poco de historia
La astronomía es tan antigua como el ser humano, desde el hombre primitivo hasta la actualidad se ha producido una observación continua del cielo, de los astros, del espacio maravillando y aterrorizando a cientos de culturas a lo largo de los milenios. Hablaremos un poco de los primeros pasos de la astronomía.
De los primeros signos de observación del cielo son los hallazgos de erizos de mar fósiles con marcas correspondientes a las estrellas más brillantes de la Osa Mayor u Orión hechas por el hombre prehistórico.
Los chinos XX siglos A.C. tenían un tribunal para establecer un calendario que fijaba las fiestas, eclipses, etc. Pueblos como el Azteca o el Egipcio tenían un calendario que tenia 360 más 5 días, no se sabe a ciencia cierta en que épocas los aztecas inventaron este calendario, en el que incluso aparece el ciclo de Venus; pero sí se puede afirmar que en el siglo XXVIII antes de J.C. existía el de los egipcios, el cual constaba de doce meses de treinta días cada uno. En el que cada cuatro años se producía un retraso de un día en relación con el año solar, por lo que se le llamó “año vago”.
En la Grecia clásica ya se empiezan a explicar ciertas cosas de la naturaleza. Uno de los cambios decisivos para que empiece este pensamiento científico es la existencia de la escritura. Los autores de esta época tienen en común que intentaban explicar el mundo, la materia, el universo… basándose en la observación, sin experimentación. Buscaban explicaciones de las cosas que perciben buscando explicaciones que no perciben, pero lógicas.
Un concepto muy usado era el pneuma que explicaba el aire, pensaban que la materia podía tener alma y vida. Debía haber una especie de logos, lógica de funcionamiento. Utilizaban la analogía de la sociedad humana para describir el cosmos. Así por ejemplo describían al cosmos como dos grandes metáforas, el cosmos es o un gran animal ó un artefacto. Platón utilizará las dos metáforas. Platón (427-347 a.de C.) presentó sus estudios en forma de diálogos.
Veamos sus ideas cosmológicas; Estas las explicaba mediante un personaje llamado Demiurgo, que significa artesano. Lo representa como creador del mundo el cual lo crea a partir del caos. Para Platón el movimiento de los planetas es perfecto, ya que han sido creados por un ser perfecto, este ser es el que produce el movimiento de los astros.
Para los Griegos la curva perfecta era la circunferencia, cuya carencia de principio y fin simbolizaba el carácter eterno de la divinidad; por tanto, los astros describían en sus trayectorias dicha figura geométrica y además, tenían forma de esfera. La tierra estaba en el centro del universo, los planetas y el sol eran esferas de órbitas circulares.
Nadie dudó de la exactitud de esta teoría, salvo Aristarco de Samos (310-230 a. de C), que anticipándose dieciocho siglos a Copérnico, admitió el sistema solar heliocéntrico, supuso que tanto el sol como las estrellas permanecían inmóviles y que la tierra se movía en círculos alrededor del astro rey y entorno así misma (rotación), teoría no muy bien acogida en la época y que cayó rápidamente en el olvido.Un discípulo de Platón ,Eudoxio, dio también su visión cosmológica. Eudoxio para explicar el movimiento planetario tomó varias esferas articuladas, descompuso los movimientos de los astros en grados de libertad, y a cada grado de libertad le correspondía una esfera. Según la hipótesis de Eudoxio los movimientos de unos cuerpos originaba el movimiento de los restantes. Esta explicación no justificaba los movimientos distintos observados en los cuerpos celestes, esto es, el directo, contrario al giro de las agujas del reloj, propio de numerosas estrellas y planetas, y el retrógrado, contrario a las agujas del reloj característico ,por ejemplo ,de Venus.
Apolonio de Pergamo aportó un intento de solución para este problema, ideó el sistema de los epiciclos y los deferentes, conforme al cual cada planeta recorría una circunferencia con movimiento uniforme, o epiciclo, y el centro de la circunferencia de movía alrededor de la tierra, o deferente. Por tanto según la posición del planeta, unas veces su movimiento, visto desde la tierra, era retrogrado y otras directo.
En el mismo periodo, Hiparco apoyó este sistema y efectuó numerosas observaciones muy precisas, con las cuales confeccionó un catálogo de estrellas. Al comparar sus datos con otros anteriores, observó que las latitudes permanecían constantes, y que las longitudes variaban, aumentando todas en la misma magnitud respecto al tiempo.
También hace 2200 años, otro gran astrónomo griego, Eratóstenes, determinó a partir de las sombras que proyectaban los objetos en dos localidades distintas y muy alejadas, la circunferencia de la Tierra (40.000 Km)…
En siglos posteriores grandes científicos como Galileo, Copernico, Newton, etc sentaron la base de la actual teoría en la que la Tierra no es más que un pequeño planeta orbitando una pequeña estrella en una galaxia enorme de un Universo inmenso.
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2.-Las constelaciones
Desde la antigüedad el ser humano ha tratado de describir y estudiar el cosmos, miles de puntos brillantes les rodeaban todas las noches, los observaban, los estudiaban y llegaron a descubrir cosas grandiosas a simple vista.
Por ejemplo hace 2200 años como hemos visto en el punto anterior, Eratóstenes determinó, a partir de las sombras que proyectaban los objetos en dos localidades distintas y muy alejadas, la circunferencia de la Tierra (40.000 Km)… hace 2200 años!…
Carl Sagan en su fabulosa serie COSMOS explicando cómo Eratostenes consiguió medir la circunferencia de la Tierra.
Como hemos visto el griego Aristarco (310 a.c.-230 a.c), propuso al Sol como centro del sistema planetario, como veis 300 años antes de cristo ya se pensaba que el centro del sistema solar era el Sol. Después llegaron siglos en los que el oscurantismo eclipsó estas ideas y no fue hasta la época del renacimiento cuando la percepción del mundo cambió y nos dimos cuenta de que no somos el centro del mundo, si no una simple mota de polvo en el océano cósmico.
Pero las estrellas seguían observándose, miles de puntitos brillantes moviéndose en el cielo, había que dar nombre y forma a tanta estrella. Habría que crear constelaciones, esto es simplemente agrupar estrellas cercanas en la bóveda celeste en una determinada forma, Agrupaciones en las que las estrellas no tienen relación alguna entre sí, tan solo lo cerca que estén desde nuestra perspectiva. Y eso empezó a hacerlo el astrónomo griego Ptolomeo en el año 150 d.c. llegando nombrar a un total de 48 constelaciones, el número fue aumentando debido a navegantes y diseñadores de mapas celestes. Los navegantes encontraron nuevas constelaciones en sus viajes por el océano, y los diseñadores de mapas celestes fueron rellenando huecos entre constelaciones con nuevas constelaciones. Contribuyeron notablemente a esto el astrónomo alemán Johann Bayer (1572-1625), el polaco Johannes Hevelius (1611-1687) y el francés Nicolas Lacaille (1713-1762). Este último introdujo 14 nuevas constelaciones, que recibieron el nombre de instrumentos utilizados por artistas y científicos, en zonas del hemisferio sur no visibles desde regiones del mediterráneo. Otros astrónomos inventaron constelaciones para rellenar huecos entre las figuras reconocidas por los griegos, fue de una forma arbitraria y así se quedo en el cielo, las constelaciones no tienen los mismos limites. Actualmente tenemos 88 constelaciones adoptadas oficialmente por la International Astronomical Union (IAU) en 1930.
Las estrellas se proyectan como objetos puntuales en la esfera celeste que es el cielo que nos rodea, estas estrellas tienen un movimiento aparente debido a la rotación de la Tierra, salen por el este y se ponen por el oeste.
IMPORTANTE: En este dibujo podemos ver los puntos cardinales, Norte, Sur, Este y Oeste, que están en el horizonte del observador. En la esfera celeste tenemos el Zenith que es el punto más alto en el cielo, estaría sobre nuestra cabeza, el punto contrario se le llama Nadir (bajo nuestros pies). La línea que une en la esfera celeste el norte con el sur y pasa por la estrella polar se le denomina meridiano del lugar.
Las constelaciones son útiles porque facilitan la localización de las estrellas y los campos celestes y ayudan a la navegación.
Por ejemplo a partir de la Osa mayor podemos encontrar la estrella polar, y por tanto en Norte:
Para establecer el calendario y fijar las estaciones, los astrónomos de la antigüedad anotaban las constelaciones que eran visibles antes de la salida del Sol y después del ocaso. De esta manera dividieron la eclíptica en doce partes iguales, cada una de la cuales recibió el nombre de una constelación. El conjunto recibe el nombre de Zodiaco porque la mayoría tienen nombre de animales.
En la actualidad sabemos que son trece (doce más Ofiuco) y que el tiempo que permanece el Sol en cada una de ellas es variable, estando comprendido entre 6 y 38 días.
Los catálogos estelares son mapas en los que se representan las posiciones de las estrellas, nebulosas y otros objetos celestes de acuerdo con sus coordenadas ecuatoriales y para un instante dado que se conoce como la época del catálogo. En esos catálogos las estrellas se identifican según su brillo por las letras del alfabeto griego.
El cielo va cambiando debido al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, tenemos cielos diferentes según la estación del año y de la posición de la Tierra en la que estemos, así por ejemplo en el hemisferio sur no ven la estrella polar, que solo se observa en el Norte. Y a lo largo del día las estrellas van cambiando de posición en el cielo debido a la rotación de la Tierra.
Cambio de posición de la estrella Aldebaran (Tauro) en una hora
3.- El brillo de las estrellas
Sí nos fijamos en las estrellas nos daremos cuenta que tienen diferente brillo, las hay muy brillantes y otras muy débiles. Ese brillo no se debe en sí a lo lejos o cerca que puedan estar que en cierto modo también influye sino a la cantidad de energía que irradian. Este brillo sobre la bóveda celeste es un brillo aparente.
Para catalogar el brillo de las estrellas se utilizan muchos métodos pero aquí voy a explicar en primer lugar el método más sencillo, el utilizado por el astrónomo Griego Hiparco.
Hiparco clasificó las estrellas en categorías, a las que denominó magnitudes. La primera categoría o primera magnitud correspondía a las estrellas más brillantes y que aparecían en cuanto se ponía el Sol. Las estrellas que eran aproximadamente la mitad de brillantes las denominó de segunda magnitud, y así sucesivamente hasta las de sexta magnitud, que son las estrellas más débiles a simple vista y eran las que empezaban a desaparecer al amanecer. Entonces su clasificación fue: de 1 a 6 según disminuía el brillo
Estrella Vega (Lira)
Por tanto Pobson determinó que:
-La magnitud aparente depende linealmente del logaritmo decimal del brillo. La escala es negativa, o sea, cuanto mayor sea la magnitud, menor sera el brillo. Una diferencia de cinco unidades en magnitud aparente corresponde a una relación entre brillos de 100. Con todo eso se puede escribir la expresión siguiente para la magnitud aparente m:
Donde b es el brillo aparente de la estrella y bo el brillo aparente de una estrella tomada como referencia, que establece el origen de la escala y se toma de manera que las medidas coincidan aproximadamente con la clasificación de Hiparco.
En el cielo se toma como referencia la estrella Vega, cuyo brillo aparente es: 0.0, a partir de ahí y en comparación con ella podemos clasificar otras estrellas, por ejemplo:
Estrella polar: Brillo: 1.97
Arturo: Brillo: -0.04
Sirio: Brillo: -1.46
Y nuestros astros más grandes tienen por tanto un brillo mucho mayor:
La Luna llena: -12 , El Sol: -26
Comparación del tamaño aparente de la Luna y el Sol
Hay una constelación en la que tenemos prácticamente todas las magnitudes mayores de 0, se trata de la Osa Menor. Observando sí podemos ver todas o algunas de sus estrellas podremos determinar la calidad de cielo estrellado.
Ahora lo más sencillo para practicar reconocer el brillo de las estrellas es tener a mano un pequeño planisferio e ir adivinado el brillo de las estrellas a partir de otras de referencia. Cuando sepamos hacer esto seremos capaces hasta de decir el brillo de una estrella fugaz en comparación con el resto de estrellas.
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Cuestiones:
1.- Busca información sobre una constelación que conozcas o que te parezca interesante, y quédate con los siguiente datos, estrellas más importantes, que tipos de estrellas son, así como el dibujo de la constelación.Adjuntado esto en un documento word o pdf (sí lo quieres entregar)
2.- Sí tienes instalado el programa stellarium ya en el pc o móvil visualiza antes los siguientes vídeos y realiza la siguiente cuestión: busca constelaciones en una fecha determinada, la que deseéis. Adjunta una captura de pantalla del cielo que se observa en el simulador y explica que constelación está en el cenit y los objetos más interesantes de esa noche.
Los que queráis enviar las cuestiones hacerlo a josevte.miuniverso@outlook.com
Actividad: Sal a tu terraza, a tu balcón…, busca constelaciones e identifica constelaciones. Para ello podéis adquirir un planetario celeste o simplemente bajar alguna aplicación para móvil en la que podáis ver desde vuestro móvil en directo y en la dirección que deseéis las constelaciones. Os dejo un enlace con algunas aplicaciones interesantes, para mí la mejor es stellarium aunque para móvil es de pago (poco más de un euro), pero hay otras muchas: aplicaciones
Imagen de trazos circulares alrededor del polo norte celeste.
Imagen de campos de estrellas.
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