Como muchos de Uds., nunca participé de una jornada de observación nocturna sin llevar conmigo un puntero de láser. Este adminículo, muy útil y cada vez menos costoso, ha revolucionado realmente el modo en que podemos señalar objetos a veteranos y novatos por igual. Un puntero de láser típico, con una potencia de 5 mW, emite un haz de luz intenso y condensado, en una longitud de onda de 532 nanómetros. En la noche, este haz es visible por cientos e incluso miles de metros, dependiendo de las condiciones del cielo. Implementos como éste pueden adquirirse por menos de U$S 20.
También, al igual que algunos de Uds., reconozco tener algo de envidia en esas jornadas, participando de amigables competencias para dilucidar quién posee el puntero más potente. Es bien sabido que la potencia de estos adminículos puede variar grandemente de uno a otro, sin importar lo que la etiqueta o el vendedor digan. En la práctica, muchas veces me he preguntado por qué algún puntero de un modelo en particular, presenta una luz tan pobre.
Ahora sé, gracias a un artículo reciente del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, que estos instrumentos no producen luz láser verde de inicio, sino que generan una energía infra-roja debidamente alineada que se torna verde al pasar a través de un cristal especial.
Una reciente incorporación al arsenal del astrónomo de traspatio ha destacado como potencial arma terrorista. Se trata del puntero láser, usado por miles de observadores para mostrar a los principiantes el camino a las estrellas y constelaciones, que ha devenido bajo la mirada atenta de las autoridades federales y estatales de los EEUU, como consecuencia de recientes incidentes en los que tales instrumentos han alcanzado aviones en vuelo.
Este es el típico puntero láser verde utilizado por astrónomos amateurs (el haz verde es simulado). El láser de 5 miliwatts es alimentado por 2 baterías AAA y emite un intenso y estrecho haz de luz de una longitud de onda de 532 nanómetros. De noche el haz es visible por cientos o hasta miles de metros, dependiendo de las condiciones atmosféricas. Dispositivos como este pueden ser comprados por menos de 20U$S en muchas tiendas. Sky & Telescope: Craig Michael Utter
En el caso más notorio, el 4 de febrero de 2005 un observador de Nueva Jersey fue acusado de interferir con las operaciones de un avión de pasajeros, y llevado ante investigadores federales. Fue arrestado luego de haber dirigido un láser verde hacia un avión privado que se aproximaba al aeropuerto, habiendo despachado entonces la policía un helicóptero en procura del culpable. El acusado, luego de cargar inicialmente las culpas sobre su hija de 7 años, admitió haber dado a ésta un “tour” por el cielo.
Acusado formalmente, enfrenta ahora la posibilidad de una condena por 20 años.
El incidente disparó a los medios, con muchos artículos y programas radiales con comentarios sobre el terrorismo. Dependiendo de cual periódico se leyera, o cual canal de televisión se viese, Ud. seguramente oyó que tales punteros pueden comprarse fácilmente por menos de 100 dólares, y pueden ir desde ser absolutamente inocuos hasta capaces de abatir un jet. Naturalmente, la verdad se ubica en algún lugar en el medio de ambas situaciones. Usados adecuadamente, los punteros láser son seguros. Pero usados impropia o maliciosamente, pueden ser peligrosos.
Aquí damos alguna información básica sobre los punteros láser habitualmente utilizados por los astrónomos amateurs, junto con algunos consejos para su uso adecuado.
La observación del Sol es una tarea por demás atrayente, que con frecuencia concita el interés del observador aficionado. No es sin embargo sencilla de llevar adelante, ya que conlleva riesgos que es necesario sortear, so pena de que la retina del observador sufra daños irreparables.
Nuestra estrella emite radiaciones electromagnéticas características de la temperatura a la que se halla, y cuya intensidad depende de ésta y de la longitud de onda. La temperatura de la superficie del Sol es de alrededor de 5900º Kelvin, de donde la radiación que emite se localiza en el rango entre 250 y 3000 nanómetros, con un máximo en los 500 nanómetros.
Previamente a alcanzar la superficie terrestre, la radiación solar atraviesa la atmósfera cuyos constituyentes, con excepción del nitrógeno y el argón, ofician como filtros naturales que la atenúan en parte. Sin embargo, la mayor parte de la radiación solar llega a la superficie de la Tierra, exceptuando las radiaciones ultravioletas con longitud de onda inferior a 280 nanómetros que son absorbidas por el oxígeno molecular y el ozono, y parte de las radiaciones en el infrarrojo, con longitud de onda superior a 700 nanómetros.
El ojo humano solo percibe las radiaciones cuya longitud de onda se encuentran entre 400 y 700 nanómetros, empero, sí puede ser dañado por las radiaciones fuera de ese rango. Lo que es más grave aún: la lesión se produce sin que el observador tenga noción de ello, ya que la retina carece de terminales nerviosas para el dolor. Solo se percatará más tarde, al notar la presencia de un escotoma, falta parcial de la visión secundaria a la existencia de una zona de la retina sin función, cuando la pérdida no sea, afortunadamente, total.
Por ende, el observador solar debe ser extremadamente cuidadoso a la hora de elaborar y usar filtros adecuados para su tarea.
La mayoría de nosotros vivimos en climas en los que existen significativas diferencias de temperatura entre el interior y el exterior del domicilio, o grandes cambios de temperatura entre el atardecer y la noche.
Hemos aprendido a no esperar obtener imágenes nítidas luego de llevar un telescopio fuera de una casa templada, y exponerlo al frío aire nocturno. Un “test de estrella” revelará un patrón danzante, distorsionado, de difracción, signo de la acción térmica. Como usuarios de telescopios simplemente lo aceptamos, pero una mejor comprensión de qué está sucediendo dentro del tubo de su telescopio, es el primer paso para corregirlo.
Algunos años atrás, tuve una experiencia educativa y a la vez un baño de humildad, construyendo un telescopio Newtoniano de larga distancia focal. La idea fue la de construir un instrumento tan fino, que pudiera equipararse pulgada a pulgada con las imágenes de alta calidad de un refractor apocromático.
Mi espejo de 6 pulgadas f/10 fue cuidadosamente testeado, y todo indicó que era perfecto. La gran distancia focal permitió usar un espejo secundario pequeño, para minimizar las pérdidas de contraste resultantes de la presencia de una obstrucción central, y el tubo y el carro de enfoque fueron adecuadamente aislados para evitar rayos de luz desviados.
El primer uso fue decepcionante. La calidad de la imagen fue buena, quizás incluso por encima de la media, pero fallaba en brindar las sutiles cualidades estéticas que brindaba el refractor.
Lado a lado, el reflector a menudo mostró imágenes estelares que no eran puntos brillantes infinitesimales como en el refractor, sino tenues chispas. Las primeras imágenes de Júpiter no fueron estables, y el disco planetario parecía tener un borde atenuado con luz más dispersa de lo que esperaba. Mientras que el “test de estrella” mostraba que el espejo estaba bien colimado, los anillos de refracción aparecían más “espinosos” que en el refractor.
Mi sueño no se había realizado. A los fotones les da igual si son refractados o reflejados, entonces ¿qué podía estar pasando con mi óptica perfecta? Continué observando, y noté que poco a poco la imagen fue mejorando, hasta ser esencialmente idéntica a la del refractor.
Cuidadosos “tests de estrella” mostraron finalmente los uniformes anillos de refracción que el telescopio presenta habitualmente. Mi telescopio Newtoniano era claramente capaz de brindar excelentes imágenes, ¿pero por qué era tan difícil lograrlas? La situación no varió de noche en noche, y el fenómeno era transitorio.
Fui reduciendo la lista de posibles causas hasta una: la inestabilidad térmica en el tubo del telescopio.
Comprender la función de la pupila es importante para el observador del cielo que desee saber qué binoculares u oculares de telescopio comprar. Es además la llave para comprender algunos aspectos de la observación visual, a menudo no bien conocidos.
Las pupilas vienen en dos tipos. La pupila de entrada, se refiere a la apertura a través de la cual la luz penetra en un instrumento óptico, como un telescopio. La pupila de salida es un pequeño círculo luminoso justo detrás del telescopio, a través del cual pasan todos los rayos de luz. Se la puede ver como un pequeño círculo de luz flotando en el aire detrás del ocular, cuando el instrumento es dirigido hacia una superficie brillante, como una pared o el cielo diurno. Este disco es una imagen de la apertura del telescopio. Su tamaño es igual a la apertura dividida por el poder de magnificación.
El tamaño de la pupila de salida es crucial porque debe coincidir con la pupila de su ojo. Este simple factor gobierna su elección de sistemas ópticos. En la práctica, sin embargo, el asunto no es tan simple como parece ser.
Por un lado, la pupila de su ojo se contrae con la luz, y se dilata en la oscuridad. Cuán grande puede ser bajo un cielo estrellado es motivo de confusión. El antiguo dogma en este tópico, escrito en incontables libros dice: “la pupila humana se dilata hasta un máximo de 7 milímetros”. Por lo tanto, 7 milímetros es considerado el máximo ideal para la pupila de salida de un binocular o un telescopio. Este es el razonamiento que hay detrás del popular “binocular para uso nocturno de 7 x 50”. Divida sus 50 milímetros de apertura por su magnificación de 7, y obtendrá una pupila de salida de 7.1 milímetros de diámetro, casi lo exacto.
Pero las cosas no son necesariamente así. Todo es diferente.
Algunos de nosotros tienemos pupilas “de lechuza” que pueden llegar a los 9 milímetros en la oscuridad, mientras otros no superan los 4 milímetros. Luego de la juventud, hay un deterioro progresivo con la edad de la capacidad de dilatarse de la pupila, lento al principio, y más rápido entre los 30 y 60 años, para enlentecerse luego nuevamente. Pero aún entre personas de la misma edad puede verse diferencias de hasta 3 milímetros, de modo que algunos “setentones” pueden manejarse como adolescentes.
El problema es que si la pupila de salida de un binocular o un telescopio es muy grande para caber en su ojo, perderá algo de la luz que entra al aparato. Por ejemplo, cuando un telescopio de 4 pulgadas (100 milímetros) de apertura es usado con una magnificación de x 10, su pupila de salida es de 10 milímetros. Si la pupila de su ojo tiene apenas las ¾ partes de este diámetro, usted estará mirando en los hechos a través de un telescopio de 3 pulgadas, y no a través de uno de cuatro. Claramente, x 10 es muy poco aumento para ser usado en un telescopio de 100 milímetros de apertura, si quiere aprovechar al máximo las posibilidades de captura de luz del instrumento.
Similarmente, si usted se halla en la mediana edad y su pupila alcanza un máximo de 5 milímetros, sus binoculares 7 x 50 están funcionando como si fuesen 7 x 35, y aquellos grandes 10 x 70 que pensaba comprar, actuarán como si fuesen 10 x 50.
Lo mismo ocurre con los oculares del telescopio. Si su pupila tiene 5 milímetros, y la apertura de su telescopio es de 200 milímetros (8 pulgadas), no debe usar magnificaciones menores de x 40.
En todos los casos, la menor magnificación que permite aprovechar por completo la apertura equivale a a/p donde a es la apertura y p el tamaño de su pupila.
O bien, yendo por otro camino, si tiene una pupila de 5 milímetros, no puede usar ningún ocular que tenga más de 20 mm de distancia focal en cualquier telescopio f/4, o cualquier ocular de más de 30 mm y un telescopio f/6, si quiere hacer uso completo de la apertura. La regla aquí es:
e= f x p, donde e es la longitud focal del ocular, p es el tamaño de la pupila, y f es la relación focal del telescopio.
Claramente, “conocer el tamaño de la pupila” es la expresión clave al comprar.
Cuando el aficionado a la astronomía inquiere sobre el instrumental óptico que debe utilizar para iniciarse en la observación, suele recibir, a menudo con sorpresa, el consejo de que adquiera unos buenos binoculares.
Estos instrumentos se hallan empero estrechamente ligados a la observación entre los aficionados, ya que presentan múltiples beneficios que hacen que se vuelvan insustituíbles aún para aquellos observadores de mayor experiencia.
Los binoculares, conocidos también como prismáticos, y más vulgarmente como gemelos o largavistas, son instrumentos ópticos que permiten acercar los objetos observados y magnificar su imagen. Comparten así los fundamentos de la observación instrumental con el telescopio, ya que ambos instrumentos son colectores de luz: con objetivos de superficie mayor que la de la pupila humana, logran atrapar mayor cantidad de luz visible, lo que permite la detección de más detalles y mayor poder de discriminación.
Se trata de sistemas ópticos refractores (refractan el haz de luz hacia el foco) dotados de un objetivo, prismas (de ahí su apelativo de prismáticos) y un sistema ocular para cada ojo. Los prismas de cristal intercalados entre el objetivo y el ocular permiten tener diseños compactos al reflejar la luz en diferentes direcciones controladas, y así ganar distancia entre ellos, evitando instrumentos muy largos.
Han sido siempre los parientes pobres, usados marginalmente en astronomía, cuando en realidad ofrecen posibilidades muy interesantes. En determinadas tareas son claramente preferibles a un telescopio, cuya aparatosidad, estrecho campo y dependencia de incómodas monturas, son verdaderos inconvenientes para quien no está acostumbrado a ellos.
Poseen algunas características que los hacen particularmente útiles, y que constituyen una ventaja sobre el telescopio en ciertos casos:
a) brindan imágenes no invertidas,
b) su campo visual es amplio y permite abarcar grandes áreas del firmamento y muchos objetos a la vez, así como también objetos de gran extensión,
c) se los encuentra fácilmente en el mercado y son de costo accesible,
d) brindan visión binocular, lo que da al observador la sensación de contar con visión tridimensional (mirar con ambos ojos no sólo es más natural y relajado, sino que supone una mejora importante – de un 40% – en la detección de objetos débiles y la percepción de detalles),
e) son livianos y de fácil transporte.
A menudo el principiante se sorprende cuando, al iniciar sus observaciones con estos instrumentos, encuentra que es muy grande el número de objetos estelares a su alcance. Más aún, muchos de ellos, como los cúmulos abiertos, al ser objetos extendidos, se observan mucho mejor con los binoculares, de gran campo visual y baja magnificación.
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