Iniciacion a la astronomia

El que mas o el que menos, alguna vez ha alzado la vista sobre ese lienzo negro y se ha deleitado con esos puntos luminosos… y tras unos instantes de silencio, se ha sentido pequeño…

Bienvenidos a este hilo donde intentare acercar algo tan lejano a todos aquellos que tengais curiosidad por acostaros sabiendo algo mas.
Por supuesto sentios libres de hacer vuestras aportaciones, y no dudeis en preguntar cualquier duda, por aparentemente absurda que penseis que pueda ser, nadie nace sabiendo. Nadie.

Herramientas recomendadas

http://www.stellarium.org/es/
Es un simulador del cielo, aqui podemos recrear el cielo que es visible en la fecha y lugar que queramos, incluso desde otros puntos del sistema solar. En definitiva, imprescindible. Existen versiones moviles de programas similares, pero lo malo de usar el movil en la noche, es que aun al minimo brillo, nos deslumbrara, perdiendo la valiosa adaptacion.

https://www.meteoblue.com

Pagina interesante para ver el tiempo, especialmente por el tema del seeing (estabilidad atmosferica etc)

http://www.lightpollutionmap.info/#zoom=6&lat=4756948.86127&lon=-364146.30891&layers=B0TFFFFTT

mapa de contaminacion luminica.

Primeros pasos, conociendo la tierra para entender el cielo

Hace siglos costaria una cita con la hoguera negar que la tierra era el centro del universo, hoy sabemos que no es asi… Imaginemos una peonza, dando vueltas sobre si misma, imaginemos ahora que esa peonza da vueltas al sol. Ya tenemos la rotacion y la traslacion.

Todos sabemos cuanto dura un dia, y cuando un año.

Imaginad que marcamos la posicion de una estrella cualquiera en el cielo, y medimos el tiempo que tarda esa estrella en volver al mismo punto, es decir, lo que tarda la tierra en dar una vuelta. ¿24h? no.
La estrella alcanzaria ese mismo punto, casi 4 minutos antes. Esto es debido a que estariamos midiendo el tiempo de un dia sidereo con esa referencia.
Esos 4 minutos de mas que tomamos como dia solar, seria lo que tiene que girar a mayores la tierra para compensar el movimiento de traslacion alrededor del sol.

Ahora a mala leche, le damos un golpe a nuestra peonza (la teoria mas aceptada del origen de nuestra luna es el del impacto con otro cuerpo, que se formo de los escombros resultantes)
El impacto es tan brutal que desestabiliza el eje de nuestra peonza, inclinandolo, y añadiendo 2 movimientos a nuestra peonza, precesion y nutacion (tambien existe el bamboleo de chandler, pero no hace falta ponerse tan fino)

Nuestro eje de rotacion, no siempre apunta al mismo punto, pero lo cierto es que en la epoca que nos ha tocado vivir, lo hace muy muy cerca de la que conocemos como estrella polar. Para el año 14.000 nuestra estrella “polar” sera Vega, en la constelacion de lyra. (probad a simularlo con el stellarium)

 

Fotografia de larga exposicion  donde se aprecia perfectamente el punto de giro.

Bien podriamos decir que desde el hemisferio norte todo gira respecto a la polar.En el hemisferio sur, actualmente no existe una estrella tan brillante que coincida con el eje de giro.
Esta “casualidad” ha permitido a navegantes durante siglos, algo tan importante, como orientarse. No solo indica donde esta el norte, indica algo mas…

Lo primero es saber localizar la estrella polar, donde esta? Si bien es la estrella “del rabito” de la osa menor, el resto de estrellas de dicha constelacion, cuesta verlas en cielos contaminados.

Creo que la forma mas facil es la siguiente, tenemos que ubicar la osa mayor, ir a la parte del carrito, y prolongar imaginariamente la recta que trazan Merak y Dubhe.

No tardaremos mucho en que nuestra linea imaginaria cruce con otra estrella de brillo similar a las de la osa mayor. Acabais de localizar a la estrella polar.Si bien no coincide exactamente con el eje de la tierra, “casi.

¿a que altura veis la estrella polar? arriba? muy abajo? a  Media altura..? ¿cuantos grados sobre el horizonte? Ahora es cuando hay que sacar el sextante, o los mas modestos la vara de jacob.. aunque tenemos otras alternativas.

Una forma rapida y sencilla de tomar una referencia en el cielo es la siguiente.

Extendamos nuestra mano abierta tal que el pulgar este a ras de horizonte y el meñique lo mas arriba posible. Quedemonos con la referencia de donde esta el meñique y movamos la mano, situando ahora el pulgar donde antes estaba el meñique, y repitamos la operacion hasta que el meñique llegue al horizonte, no sin antes pasar por la vertical.

¿cuantas veces has tenido que poner las manos para abarcar todo el cielo? Unas 9 ¿no?
180º de cielo entre 9 manos, da que cada mano abarca 20º… obviamente depende de la mano y de la longitud de nuestro brazo.

Ahora mide sabiendo esto, la altura de la polar…
¿cuantas manos caben debajo de la estrella polar?

¿dos manos? eso es que estas en madrid, o al menos en esa latitud, 40º norte.

Obviamente el sistema de la mano no ofrece ninguna precision, y aunque empleasemos una herramienta que si la tuviese, si tomasemos nuestra latitud directamente con la altura de la estrella polar, podriamos llegar a tener un error de
masmenos 40 minutos. (la provincia de madrid abarca algo mas de 1º de latitud, por lo que media provincia de error mas o menos, sigue sin estar mal para tener medio gps en la mano sin saberlo!)

El navegante antiguo ya conocia de ese margen de error, y tenian formas de saber a cada momento, donde quedaba el centro respecto a la polar.

Llevado al extremo, podemos plantearnos las siguientes situaciones
¿si viesemos la polar justo arriba, en el cenit, donde estariamos? Pues abrigadisimos espero, porque estariamos en el polo norte.

¿y si por el contrario la viesemos a ras de horizonte? En el ecuador… Pensad que  durante siglos el hombre navego solo sabiendo su latitud. Sabian la latitud de destino, navegaban al norte o al sur hasta alcanzarla, y ya era cuestion de navegar al este o al oeste manteniendo esa latitud, y tarde o temprano llegarian.

Bien es cierto que desconocian  con precision cuan al este/oeste estaban, y por ello, los mas importantes paises de la epoca, ofrecieron grandes sumas de oro ,sin exito, a aquel que hiciese un instrumento capaz de dar ese dato, tras varias semanas de navegacion en alta mar.

El instrumento sabian cual era, era un reloj, pero los relojes existentes en esa epoca, con el oleaje no eran precisos (pendulos etc) ¿como saber la longitud con un reloj? No querais saber tanto ahora, que el ser humano tardo bastantes siglos en saberlo.

Pasemos a algo mas ameno, y de paso desmontamos algun mito sobre la observacion del cielo.

Lo primero, para disfrutar del cielo no hace falta un telescopio, ni unos prismaticos (ya hablaremos de ello) Solo hacen falta ganas (y un cielo oscuro xd, cuanto mas oscuro mejor). Cuando digo oscuro me refiero a lejos de las ciudades, sin nubes, y… sin luna.

La luna llena es el peor momento para observar el cielo, incluso si lo que queremos observar es la luna con algun instrumento, mejor hacerlo cuando este en cualquier fase creciente o menguante. La cantidad de detalles observables
que se crea fruto de la transicion luz-oscuridad , hara que disfrutemos enormemente. Cuando esta llena, no ofrece textura, y todo parece plano, sin detalle.

Video donde se ve la luna casi llena. La camara esta quieta, es la tierra girando lo que da la sensacion de movimiento. Decir que la imagen ofrecida a traves de un telescopio es inversa por naturaleza, tanto verticalmente como horizontalmente. Por lo que aunque parezca que estamos viendo la parte inferior izquierda de la luna, estamos viendo realmente la superior derecha.

Por otro lado, la luna refleja bastante luz, que entorpece la visualizacion de un buen cielo nocturno, asi pues, procurad siempre que querais disfrutar del cielo estrellado, tened en cuenta la luna y en que fase esta. Lo ideal es luna
nueva, que es cuando ofrece una noche libre de luna 100%. (como anecdota decir que incluso llegue a pedirle a mi jefe que no me hiciese trabajar fines de semana con luna nueva, y lo cierto es que no me hizo ni puto caso)

Ahora que hemos elegido un lugar bueno, una fecha sin luna, no hay nubes, atmosfera estable… ¿que ver? A ojo desnudo es cierto que las posibilidades se reducen drasticamente, pero se siguen pudiendo ver cosas interesantes. Podemos ver.. nuestra galaxia, por ejemplo.

Pero no esperemos verla asi, con algo de suerte la veremos asi. Mucha suerte diria yo.

Magnitud y tamaño aparentes
Otro mito relacionado con la astronomia, es que hace falta un telescopio de muchos aumentos para ver cosas ya que todo es muy pequeño y hace falta agrandarlo. Esto no es cierto.

El problema de la gran mayoria de las cosas del espacio, no es su tamaño, es su brillo. Nuestros ojos no estan adaptados a ver cosas tan debiles aparentemente.

Comparativa tamaños.


Comparativa de tamaños aparentes de diversos objetos con la luna.

Los objetos en astronomia se miden en grados aparentes, que es el trocito de cielo que ocupa desde nuestro punto de vista. La luna ocupa unos 30′  minutos de arco (medio grado), pero por ejemplo, la nebulosa de orion , ocupa 1º de cielo, y si nos vamos a la colosal galaxia de andromeda, se va hasta 3º. Unas 6 veces el tamaño de la luna…
Entonces si son tan grandes ¿por que no podemos verlos?

Del mismo modo que en astronomia se trabaja con tamaño aparente, tambien se trabaja con magnitud aparente. La magnitud es la forma de medir el brillo que nos llega de cualquier objeto celeste.

Ya en tiempos de Hiparcos (120 AC), se empezo a catalogar las estrellas por su brillo. Se catalogaron las estrellas mas brillantes como, de 1º magnitud, asi hasta las mas dificiles de ver, siendo estas de 7º magnitud.

Con los medios actuales se ha visto que hay estrellas mas debiles. Actualmente se maneja una escala que va desde -30 hasta 30. Siendo lo mas brillante que vemos, el sol, magnitud -27, la luna llena -12, y venus con -4, y sirio, la estrella mas brillante, -1.46.

Pasar de una magnitud a otra, supone hablar de 2.5 veces de brillo de diferencia.  El ojo desnudo bajo buenas condiciones, puede alcanzar a ver estrellas de magnitud 7 aproximadamente. Con unos prismaticos podemos alcanzar a ver estrellas de magnitud 10, y con telescopios de aficionado, magnitud 15.

El hubble alcanza magnitud 30, que es el limite del universo observable…


La nebulosa de orion alcanza magnitud 4, el problema es que no es un punto de luz, es un brillo repartido por una superficie, por lo que pese a ser la nebulosa mas brillante, no se puede ver a simple vista.

Sin embargo , a simple vista si podemos apreciar el nucleo de la galaxia de andromeda, nuestra galaxia vecina. Nos llamara la atencion que si la miramos directamente, desaparecera ese brillo, y sin embargo, si miramos por el rabillo del ojo,

apreciaremos mejor ese brillo difuso.. ¿por que?

La respuesta esta en la propia naturaleza de nuestro ojo. En el ojo se encuentran los bastones y los conos. Los conos nos dan informacion sobre el color. Pero para trabajar requieren gran cantidad de luz, por lo que en condiciones de poca luminosidad,
siempre tendemos a ver en “blanco y negro”, ya que ahi entran en accion los bastones, mucho mas sensibles. Al mirar lateralmente, la luz llega a una zona mas sensible del ojo a la oscuridad.

Un telescopio lo que hace no es como pudiesemos pensar, aumentar de tamaño lo que vemos, que lo hace, su principal funcion es recopilar la mayor cantidad de luz posible.

Llegados a este punto, habria que empezar a distinguir telescopios para planetas, y telescopios para espacio profundo. Los planetas reflejan bastante luz, por lo que la apertura del telescopio no es tan critica, sin embargo para espacio profundo si marca la diferencia, ya que concentran mayor cantidad de luz.

Un telescopio de 20cm de diametro, recoge unas 600 veces mas luz que nuestros ojos…

Telescopio de 200mm de apertura que nos permite alcanzar una magnitud 14 con cierta facilidad. Montura tipo dobson, ya veremos un poco el tema de telescopios.
[/spoiler]

¿cuantas cosas hay para ver? uff.. las bases de datos de la mayoria de telescopios motorizados, se mueven entre 30.000 y 40.000 objetos diferentes.


Cada marca representa un objeto diferente, hay muchas mas cosas de las que muestra.


Cada ovalo que se ve en la imagen, representa una galaxia, en un trozo de cielo que si os fijais, vereis que es el carrito de la osa mayor.


Messier fue un astronomo frances del siglo XVIII  se dedicaba a la búsqueda de cometas, pero la presencia de objetos difusos fijos en el cielo le resultaba un problema, ya que podian confundirse con los telescopios de su tiempo. Asi nacio el catalogo mas celebre de todo aficionado astronomo, el catalogo messier, que en su primera edicion contaba con 45 objetos, que llego en sucesivas ediciones hasta los 103. Finalmente fue ampliado hasta 110 objetos como lo conocemos hoy dia por otros astronomos.

Por supuesto existen otros catalogos, como el NGC, que abacarca casi 8000 objetos…

Se conoce como objetos de espacio profundo en astronomia amateur a todo aquello que no sea de nuestro sistema solar.

Objetos de espacio profundo
Cúmulos abiertos
Son grupos de estrellas que se encuentran ligadas entre si gravitacionalmente, pero presentan una separacion mayor entre ellas.


Cúmulos globulares

Son grupos compactos de estrellas muy viejas formado por una agrupacion de entre 100.000 y un 1.000.000 de estrellas.

Nebulosas de emisión
Son inmensas nubes de gas ionizado que emiten luz debido a la energia de estrellas cercanas


Nebulosas de reflexión


parecidas a las nebulosas de emision, salvo que no reciben energia suficiente como para ionizar el gas, pero si la suficiente energia como para dispersar la luz que les llega, haciendose visibles.

Nebulosas oscuras

Al contrario que las nebulosas de emision o reflexion, las nebulosas oscuras se dejan ver precisamente por no dejar pasar la luz, contrastando con el fondo mas luminoso.
Nebulosas planetarias
Son nubes de gas expulsadas por gigantes rojas moribundas. Gas que sigue ionizado por la enana blanca que permanece activa

Galaxias
Que contar de las galaxias a modo de resumen…

La atmosfera.

La atmosfera terrestre es una capa muy delgada en relacion a su superficie, una relacion muy parecia a la de una pompa de jabon.
El 75% de la masa total de aire, esta en los 11 primeros kilometros, y el 95% en los 30 primeros. La ventaja de observar a traves una atmosfera es … ninguna. Por eso los telescopios tipo Hubble que estan en el espacio rinden tantisimo.

Es mejor siempre elegir un sitio alto para observar. Menos cantidad de aire por encima, supone menos efectos adversos en nuestra observacion.
Efectos atmosfericos
Veamos esos efectos

Imaginemos que tiramos una moneda al fondo del agua, si el agua esta estable, podremos verla bien, ahora si por el contrario, el agua esta turbulenta, mas que verla, la intuiremos. Algo asi sucede con la atmosfera.

La atmosfera se manifiesta de dos maneras, una es reduciendo el brillo de toda luz que nos llega (extincion atmosferica). Por esta razon podemos mirar directamente al sol cuando esta amaneciendo o atardeciendo, la atmosfera consume gran parte del brillo que nos llega.

La otra, cambiando la direccion de la luz, lo que se conoce como refraccion.

Se aprecia perfectamente como por un lado la luna va perdiendo brillo debido a la extincion atmosferica, va deformandose y subiendo en altura debido a la refraccion.

El problema esta cuando la atmosfera no esta estable, produciendo efectos no homogeneos.


Detalle de unos crateres lunares.


Aqui vemos un poco el tintilleo de una estrella en diferentes condiciones de estabilidad.

Muy importante tambien tener en cuenta que cuanto mas bajo en el horizonte este aquello que observamos, peor se vera, ya que tiene que atravesar una capa de aire mayor.

Zº—altura—-atmósferas

0º—-90º——- 1.000
15º—–75º———1.036
30º—–60º——— 1.155
40º—–50º——— 1.305
50º—–40º———1.556
60º—–30º———2.000
70º—–20º———2.92_
75º—–15º——— 3.9__
79º—–11º——— 5.___

Como se deduce de esta tabla, cuando miramos un objeto a 30º sobre el horizonte, estamos viendo el equivalente al doble de atmosfera que si lo mirasemos justo en nuestra vertical, el cenit.

Asi pues, siempre intentar observar aquello que este mas alto en el horizonte.
El punto mas alto de un objeto en el cielo, corresponde a su paso por el meridiano. Ahi se produce el punto de inflexion donde deja de subir para empezar  abajar.

¿como saber cual es nuestro meridiano? Ahora que sabemos localizar la polar, tracemos desde ahi una linea hasta el sur. Ese es nuestro meridiano.
Todo lo que quede al este, esta subiendo, y todo lo que quede al oeste, estara bajando hasta esconderse.

La estabilidad atmosferica es algo muy importante a tener en cuenta, tanto o mas como si hay nubes.

Para la observacion planetaria nos interesa una atmosfera muy estable, ya que trabajamos con mas aumentos y es cuando mas se nota la oscilacion.
Para objetos de espacio profundo, como se trabaja a menos aumentos, y lo importante es el brillo, nos interesa una atmosfera limpia, sin polvo etc que disperse la luz. Cielos color azul marino por el dia, suelen ser buenos sintomas de aires limpios, tambien el color de montañas lejanas.

Un indicador diuirno de la estabilidad atmosferica, son las estelas de los aviones. Estelas finas indican gran estabilidad, estelas deformes y anchas, mala.

Al principio de este articulo recomendaba la web de meteoblue, por su apartado sobre seeing.
Aqui podemos ver la prevision para Retuerta del bullaque. Que aunque tenga guasa el nombre, esta en una zona privilegiada para la observacion astronomica, por sus cielos oscurisimos.
https://www.meteoblue.com/es/tiempo/pronostico/seeing/retuerta-de-bullaque_espa%C3%B1a_2511905

Y  hasta aqui!

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