Turbulencia – Magnitud limite

TURBULENCIA ATMOSFÉRICA

TurbulenciaLa atmósfera se encuentra en continuo movimiento y agitación debido a las diferencias locales de temperatura. Como las variaciones en temperatura ocasionan también variaciones en el índice de refracción, la imagen de una estrella se observará desenfocada y en continuo movimiento.

El primer científico que se percató de la importancia de la turbulencia atmosférica o seeing, como le denominan los astrónomos, fue Christian Huygens, quien observó que las estrellas cintilaban y que los bordes de la Luna y de los planetas vibraban, aun cuando la atmósfera estaba aparentemente calmada y serena.

VISIÓN O SEEING

Es un término utilizado en astronomía para referirse al efecto distorsionador de la atmósfera sobre las imágenes de objetos astronómicos. El seeing está originado por las turbulencias atmosféricas, causando variaciones de densidad que deforman el medio óptico recorrido por los rayos de luz de objetos exteriores de la atmósfera. Se calcula mediante la mejor resolución angular posible en unas condiciones practicas.

visión

Las condiciones óptimas de observación facilitan un diámetro de seeing de 0.4″ (segundos de arco) en observatorios situados a una altitud elevada sobre el nivel del mar como en Mauna Kea, en las islas Hawaii o el de la isla de la Palma en las islas Canarias. En observatorios situados a baja altura, es frecuente que el seeing no descienda nunca de 1″ o incluso sea superior dependiendo de la turbulencia local.

real_observatorio_madrid

Real Observatorio de Madrid, situado en una pequeña colina junto al Parque del Retiro. Fue proyectado por Juan de Villanueva en 1790.

El seeing, depende forzosamente de la longitud de ondas utilizadas en la observación siendo mayor en longitudes de ondas cortas y menor e insignificante en longitudes de ondas largas, por ejemplo, infrarrojo lejano y radio. Procedimientos diferentes de óptica adaptativa, permiten obtener imágenes visibles con una resolución superior al límite atmosférico impuesto por el seeing, pero únicamente en observaciones sobre campos visuales pequeños.

AntoniadiEl astrónomo francés, Eugène Michel Antoniadi, (1870-1944) proyectó la nomenclatura para la cartografía de los planetas conocida como la “escala Antoniadi”, estando vigente en la actualidad.

Esta basada en la estabilidad de los objetos observados, estableciendo valores del 1 al 5 (en números romanos) dando el valor “I” a la visibilidad óptima sin variación de imagen y valor “V” a pésimas imágenes sin calidad de observación.

Escala de Antoniadi

Seeing perfecto: imágenes sin ningún tipo de vibración.
Seeing bueno: Ligeras ondulaciones en las imágenes, con leves momentos de calma.
Seeing moderado: caracterizado por perceptibles vibraciones en las imágenes.
Seeing pobre: constantes y molestas ondulaciones en las imágenes.
Seeing pésimo: serias dificultades para distinguir las imágenes.

Escala de Pickering

William Henry Pickering, (1858-1938), astrónomo estadounidense. En sus observaciones a través de un telescopio refractor de 125 mm. de diámetro, desarrolló la “escala de Pickering” dividida en 10 valoraciones posibles (1peor imagen – 10 mejor imagen posible).

visión o seeing

Astronomía escala de seeing

MAGNITUD LÍMITE (MI)

Se define como la magnitud mínima que se puede observar con el telescopio. Depende mucho durante la observación, del lugar donde nos encontremos, una atmósfera estable y transparente, ausencia de contaminación lumínica del entorno y que sea una noche sin Luna. Esta característica esta unida al diámetro del objetivo “D”, a mayor diámetro mayor será el poder recolector de luz que permitirá la observación de objetos más débiles y brillantes. Figuradamente, la magnitud límite viene originada por la siguiente fórmula.

MLímite = 7,10 + 5 . log D (cm.)

Siendo “D” la apertura del telescopio y teniendo en cuenta que el diámetro de la pupila de ojo es de aproximadamente 6 mm. con un telescopio de D = 4 pulgadas se pueden observar objetos y estrellas de magnitud 12; con uno de D = 12,5 pulgadas la observación será de magnitud 15. Hay que tener presente que en los catálogos de estrellas para astrónomos aficionados suelen hacer referencia a magnitudes de 8, 12 o 15 

Siendo D (diámetro del objetivo en cm.) la apertura del telescopio y teniendo en cuenta que el diámetro de la pupila de ojo es de aproximadamente 6 mm. con un telescopio de D = 4” se pueden observar objetos y estrellas de magnitud 12; con uno de D = 12,5 pulgadas la observación será de magnitud 15 en condiciones muy favorables, noche sin Luna y una atmósfera estable y transparente.

contaminacion_luminica

Hay que tener en cuenta, que el dato obtenido esta dado para magnitudes estelares (objetos puntuales) y no para objetos con superficie como galaxias, nebulosas, cúmulos globulares, etc, El calculo es válido para estrellas, asteroides y ese tipo de objetos puntuales (también con planetas lejanos como Urano y Neptuno) Las condiciones atmosféricas y de contaminación lumínica, así como la agudeza visual del observador cambian sustancialmente la magnitud límite visual observable.

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