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Aplicabilidad de aumentos en un telescopio astronómico

La ampliación es el parámetro más incomprendido de los telescopios, y no solo para principiantes. Los nuevos usuarios de telescopios a menudo suponen que un aumento mayor da un mejor resultado. Pero rápidamente descubren que este rara vez es el caso, e incluso viceversa, un aumento menor casi siempre da una mejor imagen.

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Observaciones del planeta, Sochi, 600 metros sobre el nivel del mar. (Foto: K. Radchenko)

¿Por qué un gran aumento no siempre es bueno?


Hay varias razones por las cuales un gran aumento puede no ser preferible. La suposición habitual de los nuevos astrónomos aficionados es que, dado que estamos tratando de observar objetos que están muy lejos, queremos ampliarlos un poco para acercarlos. Pero la mayoría de los objetos en el cielo nocturno, a pesar de estar muy lejos, parecen muy grandes. Por ejemplo, la Nebulosa de Orión se ve más del doble del tamaño de la luna llena, y la galaxia de Andrómeda se ve seis veces más grande. Aunque Andrómeda está 70 billones de veces más lejos de la luna, ¡también es 420 billones de veces más grande que nuestro compañero! Un aumento grande proporciona un campo de visión pequeño, lo que significa que un objeto grande puede no encajar en el campo de visión del telescopio.

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Vista de la galaxia de Andrómeda: a la derecha, con un aumento mayor, pero toda la galaxia de Andrómeda solo se puede ver en modo de baja multiplicidad, a la izquierda.

Otra razón por la que no se debe aumentar mucho la ampliación se debe al brillo de la imagen. La fallida ley de la física dice que cuando la ampliación se duplica, la imagen se vuelve cuatro veces menos brillante. La mayoría de los objetos celestes son muy débiles, por lo que no se recomienda hacerlos más tenues de lo necesario. Es por eso que lo más importante en un telescopio es la apertura (diámetro de la lente), no el aumento. El brillo es la clave para las observaciones astronómicas.

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Imagen de la nebulosa de Orión: ampliada a la derecha, pero también más tenue que a bajo aumento, a la izquierda

Sin embargo, algunos objetos son pequeños y brillantes y, por lo tanto, pueden soportar grandes aumentos. Los planetas simplemente entran en esta categoría. Júpiter, a pesar de ser el planeta más grande de nuestro sistema solar, está lo suficientemente lejos (644 millones de km), y es visible como 1/36 del tamaño de la luna llena. Sin embargo, Júpiter es más brillante que cualquier estrella en el cielo. Estos grandes aumentos funcionan bien en Júpiter, Saturno, Marte y otros objetos brillantes como la Luna.

¿Cuánto es demasiado?


Entonces, ¿por qué no simplemente aumentar Júpiter tanto como queramos? Si se ve mejor en los 200 que en los 50, ¿no debería verse mejor en los 600 o 1000? No, y hay dos razones por las cuales.

El primero está conectado con el propio telescopio. El brillo de un objeto depende del tamaño del telescopio y la ampliación. Cuanta más luz pueda recolectar (cuanto mayor sea el área del lente, que depende de su diámetro), más podrá aumentar la ampliación del instrumento antes de que la imagen se vuelva demasiado oscura. Además, la resolución, o los detalles más pequeños que se pueden ver, también depende del tamaño del diámetro de la lente. Esto significa que hay un límite superior teórico sobre cuánto puede aumentar el telescopio antes de que la imagen se desvanezca y se vuelva demasiado borrosa. Esto está determinado por una ecuación muy simple:

Aumento máximo del telescopio = D x 2
D - diámetro del lente en mm

Por ejemplo, un telescopio de 75 mm tiene un aumento teórico máximo de 150x. Un telescopio de 150 mm puede ampliarse 300 veces y un telescopio de 200 mm 400 veces. Sin embargo, este es estrictamente un máximo teórico, porque el telescopio en sí no es el principal factor limitante.

El factor limitante habitual al máximo aumento es la atmósfera de la Tierra. Como debemos mirar a través de la atmósfera para ver cualquier cosa en el espacio, cuanto más aumentamos los objetos celestes que estamos mirando, más aumentamos el impacto negativo de la atmósfera. Y si la atmósfera es turbulenta, esta turbulencia tenderá a desenfocar la imagen. La estabilidad de la atmósfera se llama condiciones de observación. Cuando la visibilidad es buena, la atmósfera es estable y la imagen se ve muy clara. Cuando la visibilidad es pobre, la atmósfera es muy turbulenta y la imagen se ve borrosa. En una noche de poca visibilidad, incluso un buen telescopio no puede proporcionar más detalles en la imagen.

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Júpiter en excelentes condiciones de visibilidad

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Júpiter en malas condiciones de visibilidad

El límite superior real de aumento, no importa cuán grande sea el telescopio, es, en promedio, aproximadamente 250x - 300x por noche. En una mala noche, no puede exceder 100-150x. Tenga en cuenta que las condiciones de observación y la transparencia (pureza de la atmósfera) no son las mismas. A menudo, las noches muy oscuras y despejadas tendrán malas condiciones de visibilidad, mientras que las noches de niebla con poca transparencia a menudo brindan una excelente visibilidad. Esto es causado por el hecho de que en las capas superiores de la atmósfera fluye el vórtice, arruinando la imagen.

Bueno, si demasiado es malo, ¿qué pasa con un bajo aumento?

Un aumento menor proporciona un campo de visión más amplio y una imagen más brillante. Sin embargo, así como existe un aumento demasiado grande, existe un aumento mínimo. El aumento mínimo lo determina la pupila de salida del sistema del telescopio. La pupila de salida es el diámetro de un rayo de luz que emerge del ocular. Cuanto más grande es el haz, más brillante es la imagen. Al menos hasta que el diámetro de la pupila de salida del telescopio no exceda el diámetro de la pupila del ojo del observador.

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Diferentes tamaños de pupilas de salida. La pupila de salida grande a la derecha es más ancha que la pupila del ojo del observador.

Si la pupila de salida es más ancha que la pupila del ojo del observador, el brillo de la imagen desaparece. El efecto es exactamente el mismo que limitar la apertura del telescopio (apertura). El tamaño de la pupila del observador depende de si el observador está adaptado a la oscuridad y de qué edad tiene (el tamaño máximo de la pupila disminuye con la edad). Una pupila típica adaptada a la oscuridad tiene 7 mm de diámetro. Los ojos de los observadores mayores solo pueden abrir 5 o 6 mm. Suponiendo que el tamaño estándar de la pupila humana en la oscuridad es de 7 mm, existe una ecuación simple para un aumento mínimo: aumento

mínimo utilizable = D / 7
D - diámetro de la lente en mm

Aumento óptimo


El segundo problema es que la disminución de la ampliación reduce la escala y los detalles de la imagen. La mejor resolución del ojo humano se logra utilizando el diámetro más pequeño de la pupila de salida del instrumento. Los experimentos de observación generalmente encuentran que para observar objetos del espacio profundo, la mejor imagen se puede ver con una pupila de salida de 2 mm a 3 mm. Esto será un aumento de 35-50 veces en un telescopio de 100 mm, 70-100x a 200 mm y 120-175x a 350 mm. Puede ser necesario un aumento menor para cubrir todo el objeto grande en un campo de visión. Pero cuando intentas observar pequeños detalles en una galaxia, o nebulosa, o en un cúmulo globular de estrellas, los aumentos promedio pueden ser ideales.

Para ver los planetas, puedes usar una multiplicidad más alta. Por supuesto, cada objeto, telescopio y observador es único, por lo que ciertos aumentos pueden ser mejores para ciertas combinaciones. La mayoría de los astrónomos tienen tres oculares, uno grande, uno mediano y uno bajo, para cubrir diversas condiciones de observación. Por lo general, varían de 50x a 250x, ya que cubre todo, desde un campo amplio hasta una gran multiplicidad. Un gran aumento puede ser útil para grandes noches, pero lo más probable es que sea un ocular que rara vez se usa. Menos potencia puede ser útil para campos de visión más amplios.

Mire la calculadora de aumento para determinar el aumento de cualquier combinación de ocular y telescopio.

¡Espero que este artículo sea útil para alguien!
¡Todos cielos despejados y observaciones exitosas!

Konstantin Radchenko, editor jefe del grupo Open Astronomy .

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