Albireo, en el Cisne

sábado, 26 de diciembre de 2009

Astronomía con binoculares (1)

En febrero de 1985, cuando se acercaba la última pasada del Cometa de Halley, la Universidad de Costa Rica ofreció por primera vez, Cursos Libres de 4 lecciones (8 horas) para el público. Recuerdo que participé con uno denominado "Astronomía con Binoculares".

Tanto hace 24 años como ahora, considero a los binoculares como la primera y mejor extensión del ojo humano para observar el cielo y también para darle una miradita a la gran cantidad de otros regalos visuales de la naturaleza.

Fig.1 (http://www.astrosurf.com/durville/constel/triangle.jpg)


Por tal motivo, cuando alguien que da sus primeros pasos en astronomía, posiblemente con poca experiencia, como iniciamos todos, me pide información porque quiere comprarse un telescopio, además de la respuesta siempre le digo que considere la posibilidad de buenos binoculares.

Es que el paso de astronomía al ojo desnudo (¡que mejor sea su primero!) al de binoculares, generalmente es muy gratificante, educativo, simple y totalmente libre de desilusiones o tropezones. No así un paso de mayor tamaño, como a un telescopio que no le proporcione lo que estaba esperando.

Ayer cuando publiqué la entrada Segunda Luna llena, me llamó mi amiga Alejandra León, directora de CIENTEC, para alertarme del pasaje de la Luna por Las Pléyades, un buen motivo para observar y escribir una serie de entradas sobre el uso, especificaciones, compra y consejos de observación con binoculares.

Así que aquí va la primera, simplemente con unas efemérides de eventos astronómicos, para que saque sus binóculos y apunte al cielo este fin de año, si nos da tregua la nubosidad. Más adelante veremos que sugerencias y mejoras introducimos.

Fig. 2. 26/12; 8 p.m. (Starry Nignt)

Use la Luna como puntero.

No le digo donde está, ni acimut, ni altitud, ni constelación. La idea es encontrar la Luna por su brillo. Quizás un poquito de conocimiento de la fase y la hora le ayude.
Una vez que la encuentre, use la referencia o correlación (efemérides) para encontrar otros objetos. La Luna le servirá de indicador para encontrar o verificar la posición de planetas, constelaciones, estrellas, nebulosas, etc.
Además, la observación de Luna misma, cada día, es uno de los mejores blancos para binoculares.




sábado 26/12 (hoy en la noche).
  • ¿Dónde está Aries y Triángulo?
    Es cierto que la Luna casi llena
    , no nos gusta mucho para observar el cielo, porque borra la mayoría de los objetos poco brillantes. Sin embargo, aproveche esta oportunidad para ubicar las constelaciones de Aries y Triangulo, hoy en la noche, Figura 1 y 2.

    Examine la región con binoculares y trate de encontrar las tres estrellas más brillantes de Aries: Hamal (α Ari), Sheratan (β Ari) y Mesartim
    (δ Ari).

    Encuentre el asterismo formado por el agudo triángulo, que define la constelación del mismo nombre. Explore con binoculares para verificar que la estrella de la base (γ Tri) tiene al lado dos estrellas más.
    Memorice la posición de la estrella del vértice agudo (α Tri), para que en una noche sin Lun
    a le sirva de guía para encontrar con binoculares la Galaxia del Triángulo-M33- (Fig.1).

lunes 28/12xxxxxxxxxxxxxxxFig. 3. 28/12; 10 p.m.
  • Ocultación en las Pléyades.
    La imagen de Starry Night muestra a la Luna señalándole las Siete Cabritas, a suficiente altitud y a las 20:00. Pero lo interesante de la fecha es la posibilidad de identificar algunas de las estrellas del rebaño y presenciar dos ocultaciones, dos horas antes.
    Veamos:
  • 17:48. Luna cercana (0,26°) a Maia (20 Tau). Inténtelo con binoculares, verá que son de gran ayuda cuando el cielo aún está claro.
  • 17:48,7. Inmersión de Alcyone (η Tau). Esté muy atento desde las 5:45, o antes, porque el inicio de la ocultación se produce súbitamente, ya que ocurre en el limbo oscuro de la Luna, el cual no resolvemos bien al ojo desnudo, ¡Pero sí con binoculares!

  • 18:58,7. Inmersión de Pleione (28 Tau), por el limbo oscuro.







  • 18:58,9. Emersión de Alcyone, por el limbo brillante.

  • 19:20. Luna cercana (0,30°) a Atlas (27 Tau).

Haga y anote su propia cronología de las ocultaciones, sincronice su reloj.
Determine el momento de la emersión de Pleione. Verá que es divertido y educativo.
Y desde luego, si tiene un telescopio, pues aprovéchelo.

Para lo que resta del año, le sugiero visitar mi entrada Segunda Luna llena y el Almanaque astronómico de diciembre:

Así que, saque, use y disfrute sus binoculares, porque le tendré más tarea a partir de enero.

Feliz año 2010.

viernes, 25 de diciembre de 2009

Segunda Luna llena

Generalmente con el ir y venir de nuestras actividades cotidianas, dejamos pasar por alto algunas peculiaridades que en el cielo se pueden apreciar. Para esta ocasión, el único requisito, si es que el clima nos lo permite, será mirar hacia el inconfundible objeto, en el momento preciso, y en la dirección correcta.
El jueves 31, como regalo de fin de año, tendremos la segunda luna llena de este mes de diciembre.

Le sugiero observar la luna desde el miércoles 30 de diciembre al viernes 1 de enero de 2010, para que la vea pasar por tres constelaciones, con solo sus ojos, o con binoculares.
Además porque la salida y el ocaso de la Luna llena, justamente cuando está en el horizonte, siempre nos brinda un maravilloso espectáculo y una oportunidad para tomarle fotos, por las especiales condicio
nes de luz.
También para que observe, la o
cultación de una estrella. ¿Será su primera vez?, no se la pierda.

Aquí están las efemérides (hora local de Costa Rica: UT-6:00).

30/12
16:30. Salida de la Luna. Azimut: 64° (Este-Noreste), en Tauro.




Zapote, San José. 30/12/2009; 16:50.

31/12
05:40. Ocaso de la Luna. Azimut: 295° (Oeste-Noroeste), en Gemini.











Zapote, San José. 31/12/2009; 05:20.

13:13. Luna llena (¡No vemos el momento porque está bajo el horizonte!)
13:23. Eclipse parcial de Luna (no visible en toda América).
17:36.
Salida de la Luna. Azimut 66° (Este-Noreste), en Gemini.

01/01

03:52. Inmersión de Wasat (δ Geminorum). Es el inicio del ocultamiento de la estrella, que desaparece por el limbo brillante de la Luna.
04:22.
Emersión de Wasat. Fin del ocultamiento. La estrella reaparece por el limbo oscuro de la Luna.
5:53. Salida del Sol.
06:39. Ocas
o de la Luna. Azimut: 292° (Oeste-Noroeste), en Gemini.
14:40.
Luna en perigeo. A 358 673,1 km de la Tierra (centro a centro). Tamaño angular aparente 33' 55''.
17:26 Ocaso el
Sol.
18:39. Salida de la Luna. Azimut: 70° (Este-Noreste), en Cáncer.







Recuerda que la primera luna llena del mes ocurrió el día 2 a las 01:31.
¿Cuánto tiempo hay de una llena a la siguiente?
Bueno solo tiene que restar: 31/12, 13:13 – 02/12, 01:31.
El resultado es 29 días, 11 horas, 42 minutos.

Espero que no lo haya confundido, con el valor del período de revolución de la Luna alrededor de la Tierra y su idéntico período de rotación que ambos son 27 días, 7 horas y 43,1 minutos.
Lo que sucede es que en este tiempo la Tierra (arrastrando la Luna) se ha movido (360°/365,24 días x 27,322 días) unos 27°. La Luna compensa esto en 2 días más, para quedar de nuevo en oposición con el Sol, por eso el período sinódico de la Luna es en promedio 29 días, 12 horas, 44 minutos, 2,9 segundos, que podemos considerar como el tiempo entre dos fases
consecutivas de luna llena.
Todos los meses del año, excepto febrero tienen posibilidad de tener dos lunas llenas.
En los de 30 días (noviembre, abril, junio y setiembre), la primera llena debe caer el día primero del mes.
En los meses de 31 días, esto puede ocurrir tanto el primero como el segundo día. Febrero además tiene la posibilidad de no tener luna llena (1999).

En 1961 hubo dos meses con dos lunas llenas, en enero (1 y 30) y en abril (1 y 30), también en 1999 (2/01 - 31/01 y 2/03 - 31/03).
Las últimas dos lunas llenas en un mes fueron el 1 y el 30 de junio de 2007 y la siguiente el 2 y el 31 de agosto de 2012.

Quizás algunos de ustedes recuerdan el revuelo que se armó por las dos llenas del 1 y el 31 de mayo de 1988. Esto por una supuesta profecía de Nostra Damus (fallida por supuesto), que pronosticaba 3 días de oscuridad. Recuerdo haber visto un folleto y haber escuchado de la venta de candelas benditas en un pueblo.
Escuche hace unos días a un crítico de las profecías mayas del 2012 decir que " las profecías generalmente salen unos 4 años antes del supuesto evento, para que haya tiempo de vender el libro, las entrevistas por televisión, las conferencias y charlas; después cuando fallan, no aparece nadie dando explicaciones, o alguien las hace calzar a posteriori (
postfecías).

¿Sabía qué?
-A la segunda luna llena se le llama en algunos países blue moon (luna triste, o luna melancólica).
-Durante esta segunda luna de diciembre 2009, ocurre un eclipse parcial, no visible en toda América.


Y para finalizar un poquito de música lunar.
Escoja su favorita.
Tony Bennett: http://www.youtube.com/watch?v=D1lc99fJG30
Ella Fitzgerald: http://www.youtube.com/watch?v=4218R-gBmts&feature=related
Dean Martin: http://www.youtube.com/watch?v=RfAHBVMguDQ&feature=related
Frank Sinatra: http://www.youtube.com/watch?v=Jgi1txjrKZk&feature=related
Nat King Cole: http://www.youtube.com/watch?v=21scyhRP_IU
Bob Dylan: http://www.youtube.com/watch?v=OJrjTMC319s
Bobby Vinton: http://www.youtube.com/watch?v=sj-wEfz14UE
Billy Eckstine: http://www.youtube.com/watch?v=myOxXAKT3lU&feature=related
Elvis Presley: http://www.youtube.com/watch?v=7tNnulRuMGU&feature=related
Jackie Wilson: http://www.youtube.com/watch?v=Y1R7fdUw_OM&feature=related
Billie Holiday: http://www.youtube.com/watch?v=EYjn4JNbHWM&feature=related
Rod Steward: http://www.youtube.com/watch?v=G06izKzRNHA
Per-Olov (guitarra): http://www.youtube.com/watch?v=-f9VJSx5neE
The Platers: http://www.youtube.com/watch?v=yNawIJSTmBQ
The Maveriks: http://www.youtube.com/watch?v=8bKUBNFhW3g&feature=related
The Marcels: http://www.youtube.com/watch?v=2AkU9iXdhY4&feature=related
Ricky Hatton: http://www.youtube.com/watch?v=eiG6tdd_sYg&feature=related
Los Indios Tabajaras: http://www.youtube.com/watch?v=Shr9zRTckK8

Referencias adicionales:
http://en.wikipedia.org/wiki/Blue_moon
http://www.obliquity.com/cgi-bin/bluemoon.cgi
http://es.wikipedia.org/wiki/Luna_azul_%28segunda_luna_llena%29
http://www.farmersalmanac.com/full-moon-names

Feliz año 2010.

viernes, 18 de diciembre de 2009

Más de 30 años de solsticios

Gracias a la observación, el estudio, las mediciones, el conocimiento y la tecnología; la posición de muchos objetos celestes, se puede conocer en cualquier momento, dentro de un rango aceptable de precisión. Pero lo más importante, usted puede solicitarlas a sitios de Internet, como USNO y otros: http://aa.usno.navy.mil/data/


Figura 1.
Posición del Sol el 21/12/3114 AC, el supuesto año de inicio
del calendario maya. Note el sol por Capricornio, bastante alejado del ecuador galáctico (línea azul a la derecha, que pasa por Escudo). -Starry Night.

(clik en la imagen para aumentarla)


En el caso del Sol,
las coordenadas de posición y de tiempo, en puntos particulares como afelio, perihelio, equinoccios y solsticios, se pueden utilizar para verificar fechas pasadas, o planear eventos a futuro.

El próximo solsticio de diciembre (de invierno en el hemisferio norte), ocurre el día lunes 21 a las 17:47 (tiempo universal). La ascensión recta del Sol para ese punto será 18 horas: 00 minutos, la declinación -23 26' 20'' y la distancia 147,56 millones de kilómetros.

Pemítame tratar de explicar un poquito estos datos.

  • La distancia es la longitud del segmento de recta que une el centro de la Tierra y el centro del Sol, en este caso 0,984 ua, un poco menos que una unidad astronómica, ya que nos acercamos al perihelio el 2 de enero de 2010.
  • La declinación es el ángulo que se aleja el Sol del ecuador celeste, que precisamente en este solsticio alcanza su mayor valor hacia el sur. En los solsticios dicha distancia angular con el ecuador es igual a la inclinación del eje de rotación de la Tierra respecto al plano promedio del Sistema Solar (la eclíptica). En este solsticio tenemos frío, nieve, días cortos, sol bajito e invierno en el norte. Por el contrario, hay calor, días largos, sol alto y verano en el sur.
  • La ascensión recta mide (a lo largo del ecuador) lo que se ha alejado el Sol desde el equinoccio de marzo, lógicamente 3/4 de vuelta, que por analogía con un reloj sideral equivale a 18 horas.

La recta Tierra-Sol es como una especie de mira, que nos permite apuntar en esa dirección y saber cuáles estrellas, nebulosas u otros objetos de cielo profundo están en el espacio detrás del Sol, algunos a cientos y miles de años luz (1 año luz ≈ 9,5 billones de km).
La dirección de esa mira (
¡no el Sol!) recorre todos los años la eclíptica, pasando sucesivamente por las constelaciones del zodiaco, incluyendo la zona más densa de la banda de la Vía Láctea, en la constelación Sagitario. No vemos ese fondo estelar durante el día por el encandilamiento del Sol, pero nos damos una idea de su posición y contenido, al extrapolar nuestras observaciones, poco antes del amanecer y luego de la puesta del Sol.

Por ahora, antes de continuar quiero que haga la siguiente simulación.
Coloque una mano frente a uno de sus ojos y con su dedo índice y pulgar forme un huequito, que usará como una mira para examinar sus alrededores (imagine que su ojo es la Tierra y el huequito el Sol).
Observe a través de su mira las montañas lejanas alrededor
de su casa (las estrellas de fondo).
De varias vueltas girando sobre sus pies para notar que cada cierto tiempo (imagine que cada solsticio) su mira (el Sol) se alinea con algún punto de interés, como la punta de una antena de t
elevisión en su horizonte lejano (imagine que es una zona de la Vía Láctea).
Si introduce leves irregularidades en su movimiento (precesión por ejemplo), podrá descubrir que en las siguientes pasadas por la antena, su mira puede irse acercando a la parte más gruesa de ella (suponga el ecuador galáctico), hasta que luego de muchas vueltas efectivamente pasa por ahí y en otras más la sobrepasará y luego se alejará, para posiblemente regresar dentro de mucho tie
mpo.

Algo así sucede con la dirección en la que está el Sol en los solsticios (equinoccios, etc.).

Debido a la precesión del eje de rotación de la Tierra, esta coincidencia del Sol con el ecuador galáctico, en una fecha particular, como el solsticio de invierno, se repite cada 26 000 años aproximadamente.

Con un software astronómico como Starry Night, Stellarium u otros, usted puede investigar cuáles estrellas están detrás del Sol (no olvide que a muchísima distancia), en cualquier momento.

Figura 3.
Posición del Sol el 21/12/1000 DC, note que el sol, ahora en Sagitario, se acerca al ecuador galáctico (línea azul a la derecha, que pasa por Escudo). -Starry Night.




¿Cuánto tiempo invierte la mira del Sol (¡recuerde que no es el Sol!) atravesando una cierta región de cielo profundo?

Para una respuesta simple supongamos que se trata de atravesar una línea imaginaria, que no tiene espesor, como más o menos consideramos la curva imaginaria que va por la mitad de la banda de la Vía Láctea (su ecuador). Lo que no podemos simplificar y considerar un punto es el Sol, porque a la distancia que está de la Tierra tiene un diámetro aparente de medio grado (usted puede tapar dos soles con su dedo meñique, a la distancia de su brazo estirado).

La respuesta es entonces: lo que tarda esa mira de medio grado en atravesar una recta matemática.

Si dividimos los casi 26 000 años del periodo de precesión de la Tierra entre los 360 grados de una vuelta, da como resultado 72 años para cada grado, o sea se requieren 36 años para recorrer medio grado.

Entonces, el centro de la mira del Sol no estará pasando por el ecuador galáctico en el solsticio de diciembre de 2012, el día 21 a las 11:12 UT.
Comenzó a pasar desde el solsticio de 1980, estuvo centrada en 1998, y terminará de pasar en el solsticio de 2016.
Llevamos más de 30 año
s de solsticios muy cercanos al ecuador galáctico.






Figura 4. a y b.
Posición del Sol el 21/12/1998. Note el sol, en Sagitario, centrado en el ecuador galáctico. (a- Stellarium, b-Starry Night.)


Así que el 21 de diciembre de 2012 y el fondo de estrellas de la Vía Láctea a miles de años luz detrás del Sol no tienen nada de particular. Es solo una referencia más, que no tendrá ninguna repercusión especial sobre la Tierra, ni sobre usted.


Para concluir esta entrada una llamada de atención para un mejor análisis: la mitad de la banda de la Vía Láctea y su zona más densa, no pueden tratarse a la ligera como una rayita y un puntito, quizás solo como una primera aproximación.
De eso hablaremos la próxima vez.

Referencias adicionales:

¿Descubrieron los mayas la precesión de los equinoccios?:
http://cienteccrastro.blogspot.com/2009/11/descubrieron-los-mayas-la-p
recesion-de.html

Lo arbitrario de cualquier calendario:
http://cienteccrastro.blogspot.com/2009/10/lo-arbitrario-de-cualquier-calendario.html

Eclipse citado en profecía maya:
http://cienteccrastro.blogspot.com/2009/06/eclipse-citado-en-profecia-maya.html

Solsticios:
http://cienteccrastro.blogspot.com/2009/06/solsticio.html

Solsticios 2007-2008: http://cienteccrastro.blogspot.com/2008/06/solsticios-2007-2008.html

Solsticio de diciembre: http://cienteccrastro.blogspot.com/2008/12/solsticio-de-diciembre.html

Solsticio, trópico de capricornio y sol cenital:
http://cienteccrastro.blogspot.com/2008/06/solsticio-trpico-de-
capricornio-y-sol.html

martes, 1 de diciembre de 2009

Almanaque astronómico, diciembre 2009

Diciembre nos regala dos lunas llenas, una para iniciar, la otra para cerrar el mes y quizás la única lluvia de meteoros que podamos disfrutar en Costa Rica, durante este año tan lleno de nubes; las Gemínidas (12-13-14). Además una estrella del niño para el principio de la noche (Júpiter) y otra para el amanecer (Venus). El solsticio será el día 21.
Observaciones, referencias, efemérides y más encuéntrelas más abajo.

Para las coordenadas promedio de Costa Rica (10° Norte, 84° Oeste.
Para la hora local de Costa Rica (U.T.C - 6 horas),

hora estándar de Centroamérica y Sur de México.


Año Internacional de la Astronomía - 2009

¿Qué hora es?

Fase lunar: http://www.calculatorcat.com/moon_phases/phasenow.ph

martes 1 de diciembre, día 335, semana 49



Saturno (1,0). Observe entre 01:12 y 05:18, en Virgo.
04:50. Ocaso de la Luna. (284°), Oeste-Noroeste, en Tauro.
Venus (-3,9). Observe entre 05:00 y 16:30 (mañana), en Virgo.
05:38. Orto del Sol. (112°), Este-Sureste, en Ofiuco.
16:44. Orto de la Luna. (65°), Este-Noreste, en Tauro.
17:13. Ocaso del Sol. (248°), Oeste-Suroeste, en Ofiuco.
Mercurio (-0,5). Observe entre 17:24 y 18:06 en Ofiuco.
Júpiter (-2,3). Observe entre 17:24 y 22:18, en Capricornio.
Urano (5,8). Observe entre 18:12 y 00:00, en Acuario.
Neptuno (7,9). Observe entre 18:12 y 21:00, en Capricornio.
Marte (-0,1). Observe entre 22:00 y 05:30 (mañana), en Leo.

02/12
01:31. Luna llena. (Long night's moon)
05:53. Ocaso de la Luna (296°), Oeste-Noroeste, en Tauro.
17:46. Orto de la Luna (64°), Este-Noreste, en Tauro.

04/12
08:26. Luna en perigeo. A 363 460,8 km de la Tierra (centro a centro).

martes 8 de diciembre, día 342, semana 50

Saturno (1,0). Observe entre 00:42 y 05:18 en Virgo.
Venus (-3,9). Observe entre 05:06 y 16:36 (mañana) en Ofiuco.
05:42. Orto del Sol (113°), Este-Sureste, en Ofiuco.
11:19. Ocaso de la Luna (273°), Oeste, en ¡Sextante!
17:15. Ocaso del Sol (247°), Oeste-Suroeste, en Ofiuco.
Mercurio (-0,5). Observe entre 17:24 y 18:24, en Sagitario.
Júpiter (-2,4). Observe entre 17:24 y 21:54, en Capricornio.
Urano (5,8). Observe entre 18:06 y 23:36, en Acuario.
18:14. Luna en cuarto menguante.
Neptuno (7,9). Observe entre 18:18 y 20:36 en Capricornio.
Marte (-0,2). Observe entre 21:30 y 05:18 (mañana) en Leo.

13/12
1:00 Gemínidas (12 meteoros/hora).
20:00. Máximo de la lluvia de meteoros Gemínidas (ZRH=88).
(39 meteoros/hora a la 1:00 del lunes 14). Observe hasta el amanecer.

(Astronomy, diciembre:
http://www.astronomy.com/asy/default.aspx?c=i&id=475)


14/12
18:26:14'. Eventos mutuos entre satélit
es de Júpiter. Europa comienza a ocultar a Io
18:30:06. Finaliza la ocultación.


martes 15 de noviembre, día 349, semana 51
Saturno (0,9). Observe entre 00:18 y 05:24, en Virgo.1:00 Lluvia de meteoros Gemínidas (6 meteoros/hora).
04:58. Orto de la Luna (116°), Este-Sureste, en Escorpión.
Venus
(-3,9). Observe entre 05:18 y 05:24, en Ofiuco.
05:45. Orto del Sol (113,5°) Este-Sureste, en Ofiuco.
16:44. Ocaso de la Luna (243,8°), Oeste-Suroeste, en Ofiuco.
17:18. Ocaso del Sol (246,5°), Oeste-Suroeste en Ofiuco.
Mercurio
(-0,5). Observe entre 17:30 y 18:42, en Sagitario.
Júpiter
(-2,2). Observe entre 17:30 y 21:30 en Capricornio.
Urano
(5,8). Observe entre 18:18 y 22:30, en Acuario.

Marte (-0,4). Observe entre 21:18 y 05:36 (mañana) en Leo.

Aspecto de los planetas 16/12 (IHMCCE)

(http://www.skyandtelescope.com/observing/home/79425637.html)
Debe hacer los ajustes para nuestra latitud.

16/12
05:51. Orto de la Luna (116,1°), Este-Sureste, en Ofiuco.
06: 02. Luna nueva.
17:37. Ocaso de la Luna (244,3°), Oeste-Suroeste, en Sagitario.

18/12
11:06. Mercurio en máxima elongación Este (20 °). Observe entre 17:30 y 18:42, en Sagitario.

20/12
09:01. Luna en apogeo. A 405 759,5 km de la Tierra (centro a centro).


21/12

11:47.
Solsticio (de invierno en el hemisferio Sur).

martes 22 de diciembre, día 356, semana 52

Venus (-3,9). Observe entre 05:30 y 05:48, en Ofiuco.
05:49. Orto del Sol (113,7°), Este-Sureste, en Sagitario.
17:22. Ocaso del Sol (246,3°), Este-Sureste, en Sagitario.
Júpiter
(-2,2). Observe entre 17:30 y 21:06, en Capricornio.
Mercurio
(-0,2). Observe entre 17:42 y 18:42, en Sagitario.
Urano
(5,9). Observe entre 18:24 y 22:00, en Acuario.
Marte
(-0,6). Observe entre 20:48 y 05:24 (mañana) en Leo.
22:22. Ocaso de la Luna (267,6°), Oeste en Acuario.
Saturno
(0,9). Observe entre 23:28 y 05:24 mañana, en Virgo.

24/12
11:22. Orto de la Luna (84,2°), Este, en Pisces.
11:36. Luna en cuarto creciente.
23:53. Ocaso de la Luna (278,6°), Oeste en Pisces.

martes 29 de diciembre, día 363, semana 53

3:31. Ocaso de la Luna (295,2°), Oeste-Noroeste, en Tauro.
Venus
(-3,9). Observe entre 05:42 y 05:54, en Sagitario.
05:52. Orto del Sol (113,4°), Este-Sureste, en Sagitario.
15:24. Orto de la Luna (64,1°), Este, en Tauro.
17:25. Ocaso del Sol (246,6°), Oeste-Suroeste, en Sagitario.
Júpiter (-2,2). Observe entre 17:36 y 20:48, en Capricornio.
Mercurio
(1,6). Observe entre 17:48 y 18:18, en Sagitario.
Urano (5,9). Observe entre 18:30 21:36, en Acuario.
Marte
(-0,7). Observe entre 20:18 y 05:42, en Leo.
Saturno
(0,9). Observe entre 23:18 y 05:30 (mañana), en Virgo.


31/12
05:38. Ocaso de la Luna (295,1°), Oeste-Noroeste, en Gemini.
13:13. Luna llena. ¡Segunda luna llena del mes! (blue moon).
13:23.
Eclipse parcial de Luna (no visible en toda América).
17:34. Orto de la Luna (66,1°), Este-Noreste, en Gemini.
18:27 - 18:31. Sobrevuelo de la ISS.

jueves, 26 de noviembre de 2009

La óptica de un telescopio galileano

Puede ser que el adjetivo galileano se interprete como un telescopio usado por Galileo, construido por él, basado en su diseño, o simplemente de su época, sin embargo, lo que voy a presentarle aquí es la óptica geométrica de un telescopio basado en el diseño básico de Galileo Galilei.

En el taller de Galileo se debe haber construido alrededor de un centenar de telescopios; para uso personal en sus observaciones del cielo, para investigar los fundamentos ópticos del aparato, para obsequiar a sus amigos gobernantes y, desde luego, para vender.
Ya los egipcios, griegos y romanos, entre los siglos 3 y 2 a.C., conocían el vidrio, fabricaban objetos con él y vidriaban la cerámica. Por el año 1300 se fabricaban lentes en Venecia y se usaban como anteojos para la corrección de imperfecciones de la vista, o simplemente por moda. No es ilógico pensar que alguna vez un médico optometrista alineara dos lentes de su caja de muestras y encontrara empíricamente los principios del telescopio y el microscopio.


Encontré una cita donde se afirma que por 1590 se fabricaban lentes para microscopios y telescopios en Holanda (Netherlands). Posiblemente Galileo no haya sido la primera persona que construyó un telescopio, pero si lo perfeccionó y lo usó por primera vez para observar el cielo ( http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_telescope ).
Figura 1. Lente biconvexa (convergente) y lente bicóncava (divergente). http://micro.magnet.fsu.edu/optics/lightandcolor/lenses.html
En el taller de Galileo posiblemente se compraron lentes hechos por otros artesanos, algunas se pulieron en parte para corregirlas y adaptarlas a las exigencias del diseño y seguro que también se tallaron y pulieron a partir de pequeños discos de vidrio.
El diseño sin embargo consistía en un objetivo convergente de unos 1000 mm de distancia focal, constituido por una lente plano convexa y un ocular de unos -50 mm de distancia focal, constituido por una lente plano cóncava (divergente).
La longitud total del tubo para un telescopio afocado (en perfecto foco para ver objetos muy distantes), con los dos puntos focales de las lentes coincidiendo, es entonces de 950 mm (centro a centro de las dos lentes), lo que da un aumento lateral, A = f1/f2 = 1000 mm/-50 mm= -20X.
La imagen resultante producida por un telescopio galileano es entonces erecta, esto es, igualmente orientada que el objeto, como en los binoculares, pero sin el uso de prismas erectores, que disminuyen la intensidad luminosa que entrega el sistema.

Esto es un detalle de diseño conveniente, para facilidad de uso de observadores poco experimentados y especialmente para la observación terrestre, pues la imagen se mueve en el mismo sentido que se mueve el instrumento, no en sentido opuesto, como lo hace el telescopio kepleriano (ocular positivo), más usado ahora.
Figura 2. Telescopio galileano.
Observe que el objetivo es una lente plano convexa y el ocular es una plano cóncava. Además están diafragmadas, para utilizar solo las vecindades del eje óptico y así disminuir las aberraciones.

http://episteme.arstechnica.com/eve/forums/a/tpc/f/770002407831/m/309005140041




Figura 3. Telescopio refractor astronómico (kepleriano).
La diferencia fundamental con el modelo de Galileo, consite en que el ocular es positivo (lente convergente) y que la imagen final está invertida respecto al objeto. (Optics. Hecht-Zajac, página 152).
El galileoscopio ( http://cienteccrastro.blogspot.com/2009/11/galileoscopio-colaboracion-de-marie.html ) está construido de esta manera.






Últimamente se han hecho mediciones de las características de las lentes y el tubo del telescopio construido por Galileo y se han encontrado algunas divergencias con mediciones anteriores, con publicaciones y aún en las fichas museográficas (ver referencias al final).
Usaré los datos que proporciona el Istituto e Museo di Storia della Scienza (http://www.imss.fi.it/) en Florencia, Italia, donde están en exhibición dos telescopios.
En la página http://brunelleschi.imss.fi.it/museum/esim.asp?c=405002 hay una etiqueta que describe el objeto 2428 del inventario, denominado telescopio de Galileo; inventor y constructor: Galileo Galilei; fecha: 1609 – principios de 1610; materiales: madera y cuero; dimensiones: longitud 927 mm.
Sin embargo, lo interesante para la óptica y la construcción del telescopio está a continuación:
  • Objetivo. Lente plano convexa, con lado convexo hacia fuera, de 37 mm de diámetro y una apertura de 15mm, distancia focal 980 mm, grueso en el centro 2,00 mm.
  • Ocular. Original perdido. Reemplazo en el siglo XIX por una lente biconvexa; diámetro 22 mm; distancia focal: -47,5 mm; grueso en el centro 1,8 mm.
  • Aumento: 21X
  • Campo de visión: 15' (!un cuarto de grado!)
El objetivo de un telescopio (microscopio, binoculares, o cámara fotográfica) debe recoger la mayor cantidad de luz del objeto (depende la apertura) y producir una imagen real de extraordinaria calidad en su punto focal. Esta imagen intermedia no es la que observamos, ya que se forma en el interior del tubo, note que está invertida (tanto arriba-abajo como izquierda derecha) respecto al objeto.
El ocular del telescopio examina la imagen real intermedia, más o menos como se hace con una lupa y en el caso de observación directa (no fotográfica), produce la imagen final para que sea percibida por el ojo.
Aunque le parezca curioso el ocular produce una imagen virtual (como su propia imagen en un espejo plano) y cuando el telescopio está afocado (coincide la posición del foco objetivo y el foco ocular), está imagen está infinitamente alejada, para que el ojo casi no tenga que acomodar y los músculo oculares queden en una posición más relajada, lo cual facilita una observación prolongada.
El objetivo es fijo, el ocular puede intercambiarse y debe ser de excelente calidad ya que es responsable de producir el aumento del telescopio, enderezando los rayos luminosos para que llenen una buena porción de la retina.

Figura 4. Telescopio galileano.
Los rayos paralelos de un objeto distante se lleva a foco en el plano focal del objetivo, digamos que a 980 mm del centro óptico de dicha lente. Pero son interceptados por el ocular, a 47,5 mm antes de este plano y entonces se vuelven paralelos de nuevo para entrar por la pupila y formar una imagen en la retina. La imagen final producida por el telescopio está localizada a infinito, es virtual, erecta (igualmente orientada que el objeto) y aumentada (A =980/-47,5 =-20,6).

( http://openlearn.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=229181 )


Bueno tallar y pulir las lentes a partir de una chapa de vidrio, con las distancias focales requeridas y a partir de un disco grueso de vidrio es un trabajo de paciencia y cuidado. Hace unos años, junto con dos amigos; Víctor Fung y Carlos Leiva pulimos un espejo de 203 mm (8") de diámetro, con 1220 mm de distancia focal (f/6). Comenzamos con una chapa de vidrio Pírex de 2,54 cm de grueso. Pulir una lente es un trabajo más costoso y detallado, porque se debe ajustar dos superficies. Para una lente plano convexa y otra plano cóncava, se debe alisar la superficie inferior del disco (base), pues proviene de un vaciado de vidrio fundido en un molde (como una tapa de dulce) y no es ni plana ni regular. Producir una superficie geométricamente plana es aún ahora una tarea nada simple.
Sujetar una chapa de vidrio de 37 mm (objetivo) y 22 mm (ocular) de diámetro y restregarla contra un molde no debió ser tarea fácil en tiempos de Galileo.
Quizás no había los abrasivos de carborundo, óxidos de hierro y de cerio de diferente gradación que hay ahora, para ir tallando y puliendo poco a poco la superficie curva con el radio de curvatura requerido, de acuerdo con la ecuación del fabricante lentes.
Pero mejor le dejo este comentario para otra oportunidad.
Referencias adicionales:


Figura 5. Telescopio galileano.( http://www.scitechantiques.com/Galileo-Telescope-Anomalies-optics/ )