Aumentos

[carbonite]

Existe la norma que los aumentos máximos teóricos del telescopio son el doble que el diametro en milimetros.

Pero por otro lado esta la luminosidad o "información" por cm cuadrado, es decir la capacidad colectora de luz. Y e aquí mi duda.

100 mm diametro - 200 capacidad colectora

200 mm diametro - 820 capacidad colectora (4 veces el 100 mm)

300 mm diametro - 1840 capacidad colectora (9 veces el 100 mm)

400 mm diametro - 3270 capacidad colectora (16 veces el 100 mm)

por tanto porque no tienen los siguientes aumentos máximos teóricos?

100 mm diametro - 200 aumentos

200 mm diametro - 800 aumentos

300 mm diametro - 1800 aumentos

400 mm diametro - 3200 aumentos

[Néstor Ortega]

Carbinite, con relación a tu consulta sobre los aumento de los telescopios, la constante empírica que multiplica al diámetro del telescopio sería 2,4, para un reflector newtoniano. Para un refractor acromático, llega a 2,7 y un refractor apocromático, telescopio altamente corregido, puede ser de 4. De este tema, Alejandro Barrelli ha realizado más de un comentario en esta Web. Esto significa que un telescopio de 100 mm de diámetro, si es newtoneano llega a los 240x, un refractor común los 270x y un apocromático 400x, por supuesto, hay que ver las condiciones de seeing del lugar, etc., que normalmente reducen este valor y hasta en algunos casos le ponen un techo menor que este valor.

El mayor diámetro también hace que se colecte más luminosidad (llamémosle información), lo que produce es tener una mayor calidad en la imagen, es como si trabajas con una cámara CCD, y suponiendo un tamaño de píxel constante, el telescopio de mayor diámetro tiene mayor cantidad de píxeles, por ello, la imagen es de mayor calidad. No es lo mismo ver a la Luna con un telescopio newtoniano de 10 cm, que con uno de 30 cm, aunque se estén usando similares aumentos.

No se si soy claro, los aumentos y la luminosidad están relacionados, debido a que a mayor diámetro del telescopio, tiene mayor luminosidad y, normalmente, el telescopio tienen una mayor distancia focal y por ende se generan mayores aumentos (el aumento es la relación entre la distancia focal del telescopio y del ocular), pero este incremento de aumentos esta alterado por el seeing, es decir, no existe la linealidad que planteas, y por ejemplo, en la ciudad, tiene un techo, menor que en el campo.

Algún otro forero, puede aportar más conocimientos de óptica, que yo no tengo, sobre el porqué de este fenómeno.

Saludos

[Zoilo]

En general la magnificación máxima de un telescopio poco tiene que ver con la apertura, sino con la calidad del seeing de un sitio de observación. La resolución que uno puede conseguir en un sitio promedio varía alrededor de los 4 segundos de arco, por lo que agregando más aumentos a partir de un punto no se consigue mejorar la imagen ni discernir más detalles de lo que permite la atmósfera, límite que se cumple tanto con un telescopio de 10cm como con uno de 20.

Para saber de dónde viene que la magnificación máxima es 2 veces la apertura, te recomiendo la lectura preparada por el amigo Barelli sobre óptica, sección Resolución:

http://www.simandoc.com.ar/EP/Ayuda.htm#09

[Alvarez]

Sin entrar en detalles ( si queres más info, acá hay algo ), lo de 2 veces o más el diámetro es una estimación que en realidad debería ser evaluada para cada equipo y cada observador. Normalmente esos son valores típicos para un ojo standard o, en algunos casos, para un ojo ideal o un CCD, de allí aparecen valores que como bien dijo Néstor pueden llegar a 4 veces el diámetro.

En realidad más que esa cota la verdaderamente importante es la de la atmósfera (calidad del cielo), la cual en muchos casos te permite valores mucho más chicos que dos veces el diámetro. Te recomiendo que te olvides de esos números o a lo sumo tenerlos en mente para no pasarte a la hora de poner un ocular, la verdad de la milanesa es que la máxima magnificación te la va a fijar el cielo y es el máximo aumento que te brinda una imagen aceptable, mañana o dentro de una hora puede ser otra cosa.

[javier ar.]

Muchachos, yo manejo valores muy distintos de seeing para Buenos Aires. Por supuesto que hay noches y noches, pero en varias ocasiones he resuelto detalles lunares cercanos al segundo de arco y también dobles realmente difíciles como Nu Scorpi A B que se encuentran a 1,3 ". No todas las noches dan para mucho, pero diría que todas están lejos de los 4 segundos de arco. Para dar un ejemplo de esto, una vez que aprendía a encontrarla, no hubo ninguna ocasión en que no pudiera ver a Antares B, incluso en las malas noches de BA (y esta por debajo de los 3")

En mi opinión el seeing empieza a ser un limitante después de cierta apertura. Suelo hacer pruebas con el 8" haciendo máscaras fuera de eje de 50, 100 y 150 mm y no me queda ninguna duda de que el limite ahí lo pone la difracción que se hace más visible en la apertura reducida, y no el cielo.

Saludos!

[Alvarez]

Hasta donde tengo entendido no sólo está en juego la capacidad del equipo o la del cielo (la que acote), sino que también el tema del poder resolutorio de ojo humano (el cual, además del observador, depende también de la dilatación de la pupila). Sin ir más lejos, los valores de dos veces la apertura que plantea Ally Thompson parten de suponer una capacidad resolutoria del ojo dilatado está entre 4 y 5 minutos de arco, a estos valores llegó de forma experimental buscando en límite por difracción de fuentes puntuales con un grupo de estudiantes (estimo que debe haber promediado)

Si te fijás en la curva aproximada que plantea Bruce MacEvoy ( http://handprint.com/ASTRO/ae3.html#eyeres ), con una dilatación de pupila de cerca de 3mm es cuando la capacidad resolutoria del ojo humano es máxima, cosa que más o menos cierra con el caso de la Luna debido a la luminosidad del objeto.

Aunque no cerraría con el caso de Nu Scorpi A B, ya que alli si estaría totalmente dilatada. Pero bueno, sin ir mas lejos es frecuente que determinado observador diga que resuelve algo y cuando mira otro duda del estado de sobriedad del compañero (y no hablo de mi caso, en el cual más que duda debería ser certeza). En una de esas tu ojo supera al de Zoilo y este último acusa al cielo de un defecto que le es propio.

[javier ar.]

Hay un par de cosas que no entendí Alejandro. Vos decís 4 o 5 minutos de arco a ojo desnudo, es así? A partir de ahí el ojo actuaría como un sensor con un tamaño de pixel determinado y lograría una resolución determinada con cada combinación de objetivo/ocular. Si es así, la variable que siempre falta a mi entender en la cuenta es la escala de imagen. A medida que aumentamos la escala de imagen, el ojo es capaz de resolver más detalles, siempre y cuando el seeing, la difracción o la calidad de las ópticas permitan aumentar la escala de imagen. En un caso hipotético, el ojo podría resolver más y más detalles si la escala de imagen sigue aumentando y conservando la calidad, y la resolución final podría seguir aumentando. No sé si soy claro en lo que digo...

Con respecto a la luna y las dobles que mencioné, no estoy seguro de que sea valida la comparación, ya que en los dos usé una pupila de salida similar, aunque mi pupila estuviera dilatada viendo la luna solo estoy usando la porción que permite la PS del ocular, pero igual eso es algo del funcionamiento del ojo que desconozco.

De los ojos de Zoilo mejor no opino, pero no creo que tengan ningún defecto ya que a través de los años ha demostrado ser un gran observador.

Saludos!

[Alvarez]

No recuerdo bien, pero creo que se mide a 25cm con fuentes puntuales y puede expresarse en minutos de arco o también en lineas por milímetro. El valor de esa resolución traducido al telescopio se determina por la magnificación, que en última instancia es simplemente una relación de ángulos, es decir, cuanto puedo resolver para una magnificación dada si mi ojo permite X minutos de arco. Si la magnificación es 200x y tu ojo puede resolver 4 minutos de arco, podrás separar objetos a 1.2 segundos de arco (en valores tan bajos el ángulo y la tangente se confunden, lo que simplifica la cosa). Se me ocurre que debe ser como el tamaño del píxel en un sensor, si el sensor es muy choto por más que tu limite real sean 300x llegarás a lo que el sensor pueda. Por allí hay en Internet varios métodos para medir esto, el tema es que no se tiene data de la dilatación de tu pupila, por lo que los resultados terminan siendo muy relativos (no se sabe en que parte de la curva estás).

No sé si era esto lo que preguntabas, en una de esas no te entendí

En realidad es la limitación del ojo para separar, la cual varía de persona a persona y depende de la dilatación de la pupila del observador, no depende de la pupila de salida del ocular (siempre y cuando esta no sea ridículamente chica, por debajo de la capacidad resolutoria del ojo). No tengo muy clara la parte oftalmológica, pero por lo poco que pude entender al tener la pupila más dilatada aparecen aberraciones que son propias del globo ocular, por lo que el máximo de resolución se da en el punto de mayor dilatación donde esas aberraciones son despreciables. Superado ese punto, si bien debería mejorar la resolución si se aplica el Límite de Rayleigh, las aberraciones del ojo se hacen mas significativas y lo que se tienen es una disminución en la capacidad de resolución (de allí la forma de U).

Que puedas resolver mas o menos no sería un defecto en la visión siempre que no te de que no podes resolver 0.1 líneas por milímetro, algunos podrán resolver 5 minutos de arco otros 4 y otros mucho menos. En rigor no hablamos de capacidad de observación, sino del detalle fino de la misma (separar cosas). Nada quita que vos tengas mejor capacidad de resolución que otros, sin ir mas lejos en Valle Grande varios veían los casquetes polares de Marte con mi telescopio y otros no veíamos eso ni de casualidad (mismo telescopio y mismo ocular).

[javier ar.]

No recuerdo bien, pero creo que se mide a 25cm con fuentes puntuales y puede expresarse en minutos de arco o también en lineas por milímetro. El valor de esa resolución traducido al telescopio se determina por la magnificación, que en última instancia es simplemente una relación de ángulos, es decir, cuanto puedo resolver para una magnificación dada si mi ojo permite X minutos de arco. Si la magnificación es 200x y tu ojo puede resolver 4 minutos de arco, podrás separar objetos a 1.2 segundos de arco (en valores tan bajos el ángulo y la tangente se confunden, lo que simplifica la cosa). Se me ocurre que debe ser como el tamaño del píxel en un sensor, si el sensor es muy choto por más que tu limite real sean 300x llegarás a lo que el sensor pueda. Por allí hay en Internet varios métodos para medir esto, el tema es que no se tiene data de la dilatación de tu pupila, por lo que los resultados terminan siendo muy relativos (no se sabe en que parte de la curva estás).

Perfecto, entiendo entonces que esto no contradice mi suposición de que un ojo, sea bueno o más o menos, va a mantener su poder resolutivo constante y al incrementar la resolución en el plano focal por mayor apertura y/o escala de imagen alcanzaría a ver cada vez más (siempre y cuando se mantengan pupilas de salida apropiadas) hasta que el cielo ponga el límite.

En realidad es la limitación del ojo para separar, la cual varía de persona a persona y depende de la dilatación de la pupila del observador, no depende de la pupila de salida del ocular (siempre y cuando esta no sea ridículamente chica, por debajo de la capacidad resolutoria del ojo). No tengo muy clara la parte oftalmológica, pero por lo poco que pude entender al tener la pupila más dilatada aparecen aberraciones que son propias del globo ocular, por lo que el máximo de resolución se da en el punto de mayor dilatación donde esas aberraciones son despreciables. Superado ese punto, si bien debería mejorar la resolución si se aplica el Límite de Rayleigh, las aberraciones del ojo se hacen mas significativas y lo que se tienen es una disminución en la capacidad de resolución (de allí la forma de U).

Acá vuelve la misma duda que tenía antes. He comprobado en la observación que mi pupila dilatada produce una cantidad notable de astigmatismo usando pupilas de salida grandes, sin embargo, la misma pupila dilatada no produce ese astigmatismo usando pupilas de salida menores a uno. El ojo del observador es el mismo y la dilatación también, sin embargo el defecto lo determina la porción del ojo que usamos determinada por la pupila de salida.

Saludos!

[Alvarez]

Eso es como decís, cualquier defecto en el ojo si va a hacer más notorio cuanto mas grande sea la pupila de salida ya que se usa "mas ojo" (por así decirlo). Pero tene en cuenta que yo no hablaba de esas aberraciones, las cuales si tienen que ver con la pupila de salida. Me refería sólo a la resolución, sin otras aberraciones presentes. El efecto que se produce por encima de los 3mm (para mencionar un valor) es algo inherente al ojo y hasta donde pude entender no se relaciona con el astigmatismo ni esas yerbas.

[javier ar.]

Ah, no sabía eso.

Como esa, interesante la discusión. Algún día (quiero decir noche) charlaremos de estos temas al pie de los telescopios.

Saludos!

[Alvarez]

Si, cuando quieras Javier, por mi encantado.

Este año me fue complicado por una seguidilla de problemas, pero el que viene espero poder reincorporarme activamente a las SP. De paso podés usar el nuevo hijo (por ahora con 3 salidas solamente, casi virgen digamos).