Astronomía amateur, telescopios refractores. (I)

Imagen del Hubble de la Nebulosa de la Quilla

Una de las maravillas de las que podemos disfrutar por poco dinero y posiblemente una de las más antiguas actividades humanas, es la observación del firmamento.

A ojo descubierto es ya una delicia que incita a plantearse cuestiones profundas del tipo ¿Qué somos? ¿Que es el Universo? ¿Hay alguien más allá fuera? ¿Creó alguien esto?… Filosofía y Ciencia se dan la mano (una vez más) cuando mirando al cielo nocturno, en una noche clara sin luna, observamos el espacio y maravillados nos hacemos estas y otras preguntas.

Un paso más allá se da cuando decidimos usar algún tipo de instrumento para el mismo menester. Si bien unos simples prismáticos pueden servir para ver de una manera distinta el espacio, ya puestos, ¿porque no hacerse con un telescopio? ¿Y cual?. Y de eso precisamente trata esta entrada (que por no ser coñazo he dividido en dos partes). Como decía el quizá más reconocido astrónomo moderno, Edwin Hubble, la observación implica siempre a la teoría, y por ello un poco de barniz en Física nunca vendrá mal para saber que nos traemos entre manos. Así que manos a la obra.

Telescopios Refractores

Sin duda es el padre de los telescopios, en el sentido que son los primeros que se utilizaron para observar en detalle el firmamento, y aunque no hay consenso sobre quién fue su descubridor, sabemos seguro que Galileo construyó el mismo uno con el que por ejemplo descubrió las cuatro lunas de Júpiter.

En pocas palabras un telescopio refractor utiliza la refracción de la luz en un sistema de lentes para obtener una imagen aumentada en la retina del observador. ¿Que es la refracción de la luz? Pues es un efecto que se produce cuando la luz atraviesa medios diferentes en los que tiene diferente velocidad de propagación. Recordemos que la velocidad de la luz en el vacío, c, es una constante universal, pero la velocidad de propagación en medios diferentes es también diferente y menor que c. Una de las aplicaciones de esta propiedad de la luz es la construcción de lentes, que según su geometría pueden ser de distinto tipos:

Montando apropiadamente las lentes objetivo y ocular, entre Kepler y Galileo construyeron el telescopio refractor, que sin prácticamente modificaciones se sigue usando en nuestros días. Este sería su esquema completo:

(Pincha para ver a resolución completa)

En la última formulica está el quid de la cuestión: la magnificación (lo grandes que puedes hacer los objetos enfocados) es proporcional a la distancia focal de la lente (y a su apertura) que es donde se sitúa el objetivo. Por tanto la longitud (o si quieres, la aparatosidad) del telescopio es la que en cierto modo te va a definir el detalle/resolución del equipo, aunque en realidad la magnitud que se utiliza, la que se ha de mirar antes de comprar, es el Diámetro de la lente, que oscilará entre los 100 y 150 mm para telescopios amateur, lo que produce un cuerpo del telescopio de entre 13 y 15 veces este valor, osea que pueden oscilar aproximadamente entre el metro y los dos metros de longitud

Ventajas e inconvenientes

Como todas las cosas, estos telescopios tienen ventajas e inconvenientes y aspectos para los que son indicados y para los que no. A continuación un pequeño resumen:

1) Sencillez.- En resumidas cuentas no es más que un catalejo grande, por tanto su operación (y mantenimiento) no puede ser más sencillo. Simplemente enfoca, mira y alucina.

2) Versatilidad.- Este telescopio te permitirá facilmente observar planetas, astros, incluído el sol (¡OJO! Hay que usar filtros si no quieres quedarte instantáneamente ciego), ideal para observar la Luna, y también capaz de alcanzar a nebulosas, galaxias próximas… Y otra cosa que no se suele nombrar por ahí, que sirve también para la observación terrestre, y seguro que te quedas con la boca abierta cuando lo utilices para acercar a lo bestia objetos lejanos (o desde un punto de vista más prosaico cuando espíes a tus vecinos lejanos). También es espectacular ver una puesta de sol (o de luna) por ejemplo tras una montaña, viendo el contraste entre el astro rey y nuestro planeta, y la sensación incuestionable de que esto eppur si muove.

3) Aparatosidad.- A medio camino entre las ventajas y los inconvenientes esta su excesivo tamaño, por tanto se convierte en un inconveniente si pretendemos llevarlo al campo a menudo, pero no debería ser ningún problema si lo utilizamos en un observatorio fijo, si tenemos la suerte de vivir en una zona apropiada y con el suficiente espacio para su instalación.

4) Aberración cromática.- La distancia focal tiene la propiedad de depender del índice de refracción, que en su explicación más naive es simplemente el cociente entre la velocidad de la luz entre dos medios diferentes. Como la velocidad de propagación de la luz a su vez depende de su frecuencia (color si hablamos de luz visible, que es de lo que hablamos), la distancia focal no será única sino una para cada color. Este problema se minimiza mediante el uso de lentes apocromáticas, que se diseñan para minimizar el efecto en los colores primarios. Esta técnica se utiliza ya en todos los modelos comerciales (excepto en los de juguete), así que no es un problema tan grave a pesar de ser irresoluble.

Variación de la distancia focal con la longitud de onda en una lente apocromática

5) Aberración esférica.- Es el efecto que se produce cuando la luz (incluso de la misma longitud de onda/frecuencia/color) se refracta de distinta manera en función de la distancia del haz al eje central de la lente: la luz que atraviesa el centro de la lente produce una distancia focal mayor que la que lo hace por los extremos. ¿Porque ocurre esto? Es más dificil de explicar escribiendo que poner un dibujito, así que ahí va:

Arriba una lente perfecta y abajo una lente real con su aberración esférica

Este efecto es especialmente influyente en sistemas de corta distancia focal (si analizas el esquema anterior seguro que descubres porqué). Sería por ejemplo el caso de los microscopios (y de los telescopios reflectores), donde se corrige mediante el uso de lentes asféricas que minimizan el problema, y por tanto no nos debemos preocupar de este efecto en este tipo de telescopios, que precisamente mejoran cuanto mayor es la distancia focal.

Conclusión y recomendaciones

El telescopio refractor te ofrece una nitidez extraordinaria en la observación de objetos cercanos, es sencillo de utilizar y de mantener, pero poco manejable si lo vas a mover mucho. Por tanto es una buena recomendación para iniciarse en el mundillo, o si una vez iniciado, tus preferencias son la observación de planetas, del Sol o la Luna.

¿Recomendaciones? Dos. La primera, que esperes a la siguiente entrada, Astronomía amateur, telescopios reflectores. (II),  para que puedas comparar que instrumento se adapta mejor a tus necesidades y a tus posibilidades económicas. La segunda es interesada, no se te ocurra comprar tu telescopio por ahí sin antes visitar la tienda de No Me Seas Progre en amazon.uk, actualmente en obras, en donde seleccionaré específicamente los mejores artículos para los lectores de este blog, y de esta manera podrás colaborar en mi conversión al capitalismo feroz.

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