Duda: Limitación del telescopio y brillo superficial

[javier_uy]

Hola, buenos días.
Escribo con la certeza de que alguien me dará la respuesta a una duda acerca de como interpretar la característica de “límite de magnitud estelar” de mi telescopio, que sería según especificaciones de 12,8.

La duda vincula esta característica del teles con los datos que brinda Stellarium sobre los objetos y, sería la siguiente:

Tres objetos confirmados
C77/NGC 5128 = Magnitud 6.84 – Brillo Sup. 13.36
M83/NG C5236 = Magnitud 7.54 – Brillo Sup. 12.71
M104/NGC 4594 = Magnitud 8.00 – Brillo Sup. 11.45

En la misma noche (la mejor en mis tres meses de telescopio) no me fue posible ver a C57/NGC 6822, ni siquiera una leve percepción dentro del campo de visión periférica; los datos según Stellarium son Magnitud 8.06 – Brillo Sup. 14.5

La Magnitud de los cuatro objetos está dentro del rango del teles pero, no así su “brillo superficial” y acá la duda, pues yo limito la visibilidad de los objetos en Stellarium por su magnitud  para poder hacer un descarte primario.

El dato de brillo superficial que brinda Stellarium es el qe debo tener en cuenta? (o por lo menos el más aproximado).
Es posible en noches de condiciones muy favorables (Meteoblue y otros) poder ver objetos que estén algo fuera del rango indicado por el fabricante del teles?

Gracias por pasar y leer.

Buenos cielos.
 

[RodrigoPon]

Hola Javier. Tu pregunta es muy interesante y para nada obvia.

 

Fijate que la especificación de tu telescopio aclara "límite de magnitud estelar". La clave es la palabra "estelar": este límite es sólo válido para estrellas (fuentes puntuales), no vale para cuerpos extensos. Para fuentes puntuales es fácil definir dicho límite, pero cuando se habla de objetos extensos como los que mencionas se complica todo. El parámetro "magnitud" de dichos objetos se refiere al brillo total del objeto, sumado en toda su superficie. Por eso una estrella de una magnitud dada va a tener mucho más brillo superficial que un objeto extenso de la misma magnitud: en el segundo caso ese brillo total se encuentra distribuido en toda su extensión, mientras que en el primero está todo concentrado en un punto.

 

No le daría mucha bola al parámetro "Brillo superficial" del Stellarium. Seguramente lo que hace es obtener un brillo superficial medio dividiendo la magnitud total por el área angular que abarca el objeto, que si bien puede dar una idea, no representa tan bien el objeto como un todo. A la hora de observar objetos extensos es difícil predecir si uno va a lograr verlo o no ya que esto depende de la distribución del brillo del mismo, incluso del funcionamiento del ojo mismo. Para objetos extensos de bajo brillo el ojo funciona en el régimen escotópico, con mucho menor resolución que en el modo fotópico (visión con mucha luz disponible, como durante el día u observando planetas), y trabaja de formas bastante impredecibles. Es cuestión de probar si ves el objeto a distintas magnificaciones y pupilas de salida.

 

Saludos!

Editado 22 de Mayo del 2020 por RodrigoPon

[javier_uy]

hace 1 hora, RodrigoPon dijo:

Hola Javier. Tu pregunta es muy interesante y para nada obvia.

 

Fijate que la especificación de tu telescopio aclara "límite de magnitud estelar". La clave es la palabra "estelar": este límite es sólo válido para estrellas (fuentes puntuales), no vale para cuerpos extensos. Para fuentes puntuales es fácil definir dicho límite, pero cuando se habla de objetos extensos como los que mencionas se complica todo. El parámetro "magnitud" de dichos objetos se refiere al brillo total del objeto, sumado en toda su superficie. Por eso una estrella de una magnitud dada va a tener mucho más brillo superficial que un objeto extenso de la misma magnitud: en el segundo caso ese brillo total se encuentra distribuido en toda su extensión, mientras que en el primero está todo concentrado en un punto.

 

No le daría mucha bola al parámetro "Brillo superficial" del Stellarium. Seguramente lo que hace es obtener un brillo superficial medio dividiendo la magnitud total por el área angular que abarca el objeto, que si bien puede dar una idea, no representa tan bien el objeto como un todo. A la hora de observar objetos extensos es difícil predecir si uno va a lograr verlo o no ya que esto depende de la distribución del brillo del mismo, incluso del funcionamiento del ojo mismo. Para objetos extensos de bajo brillo el ojo funciona en el régimen escotópico, con mucho menor resolución que en el modo fotópico (visión con mucha luz disponible, como durante el día u observando planetas), y trabaja de formas bastante impredecibles. Es cuestión de probar si ves el objeto a distintas magnificaciones y pupilas de salida.

 

Saludos!

Muchas gracias Rodrigo.

Te cuento que mi pasatiempo desde hace más de tres décadas es la fotografía por lo que tengo bastante claro el concepto de luz puntual, dónde en mi campo se aplica la "Ley inversa del cuadrado".

Esto, sin entrar en  fórmulas dice que si  iluminas una pared con un punto de luz, iluminas un área "X"; y si alejas el punto un metro de la pared, la superficie iluminada será cuatro veces mayor con la correspondiente pérdida de luz; existen otros ejemplos y en realidad la cosa no es "tan simple" pero creo que el concepto es el mismo, tal vez esto lo sepas de antes y mejor que yo, no quiero pecar de conocedor.

La duda queda claramente evacuada, lo de Stellarium es un más/menos y el resultado final en estos casos será la observación y todo su entorno, incluyendo las condiciones de cielo y de "ojo".

Te cuento, mi teles es f/8 900 mm y utilizo un 40mm para ubicar los objetos, en el caso de C77, con el 40mm pude ubicar la zona pero el objeto ni se percibía y al cambiar de ocular a 9mm si comencé a ver el brillo muy tenue, visión periférica a 100X; luego de unos cuantos minutos pegado al ocular ya lo pude ver sin problema pero lo perdía a 228X.

En cambio con M104 ya desde los 22.5X el brillo era visible y pude verlo incluso a 228X; ahora con la duda confirmada me queda claro el porque fue algo más difícil ver/percibir a M83; según Stellarium tiene una magnitud mayor a la de M104 pero su brillo superficial es menor, bastante más cerca del límite de mi teles.

 

Te agradezco otra vez, cuidate y recibe un saludo.

 

Buenos cielos!!!

 

[fsr]

El Brillo Superficial nunca va a ser algo exacto, porque el brillo de cada objeto no suele ser uniforme, sino que tiene partes mas brillantes y otras mas tenues(*) , y el dato que tenemos del objeto (brillo superficial), es la magnitud dividida por la superficie que ocupa el objeto, como si el objeto fuera de brillo uniforme. Además, de qué tamaño se considera un objeto, es algo un tanto subjetivo. Dónde establecemos los límites de un cúmulo globular, o una nebulosa que va disminuyendo de brillo progresivamente a medida que nos alejamos del centro?)

 

A veces el brillo superficial viene en unidades de mag/arcmin^2. Para convertir de mag/arcsec^2 a mag/arcmin^2, sólo hay que restar 8.89. (esto es por cuestiones sobre como se calcula el brillo superficial, y que la magnitud es logarítmica: https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_brightness )

 

 (*) Cosa que directamente hace una diferencia brutal en algo como un cumulo abierto, donde la luz está concentrada en un nro pequeño de estrellas que están distribuidas en una superficie que puede ser bastante grande. Esta diferencia es menos extrema en otros tipos de objetos.

 

Omega Centauri, por ejemplo, tiene brillo superficial de 22.6, porque los bordes con muy oscuros. Sin embargo, el nucleo se ve perfectamente desde cielos contaminados.

 

Una vuelta había sugerido en el foro de skysafari que hagan una especie de histograma, con el brillo en el eje X y la cantidad de pixels en el eje Y. Las capturas podrían estar normalizadas a 1 arcsec/px, o algo así. Entonces, eso te habilitaría a hacer una búsqueda para ver de cada objeto cuantos "pixels" están sobre determinado brillo. Les decía que lo llamaran "el revolucionario Histograma de Brillo Superficial" , pero la idea no prendió. Pienso que podría funcionar bien, porque si hacés una búsqueda y te aparece que el objeto tiene como 20 arcmin con BS < 6, evidentemente algo se tiene que ver. Además, creo que hay sitios con catálogos de imágenes, así que tampoco es que las fotos las tenés que capturar.

[javier_uy]

hace 1 hora, fsr dijo:

El Brillo Superficial nunca va a ser algo exacto, porque el brillo de cada objeto no suele ser uniforme, sino que tiene partes mas brillantes y otras mas tenues(*) , y el dato que tenemos del objeto (brillo superficial), es la magnitud dividida por la superficie que ocupa el objeto, como si el objeto fuera de brillo uniforme. Además, de qué tamaño se considera un objeto, es algo un tanto subjetivo. Dónde establecemos los límites de un cúmulo globular, o una nebulosa que va disminuyendo de brillo progresivamente a medida que nos alejamos del centro?)

 

A veces el brillo superficial viene en unidades de mag/arcmin^2. Para convertir de mag/arcsec^2 a mag/arcmin^2, sólo hay que restar 8.89. (esto es por cuestiones sobre como se calcula el brillo superficial, y que la magnitud es logarítmica: https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_brightness )

 

 (*) Cosa que directamente hace una diferencia brutal en algo como un cumulo abierto, donde la luz está concentrada en un nro pequeño de estrellas que están distribuidas en una superficie que puede ser bastante grande. Esta diferencia es menos extrema en otros tipos de objetos.

 

Omega Centauri, por ejemplo, tiene brillo superficial de 22.6, porque los bordes con muy oscuros. Sin embargo, el nucleo se ve perfectamente desde cielos contaminados.

 

Una vuelta había sugerido en el foro de skysafari que hagan una especie de histograma, con el brillo en el eje X y la cantidad de pixels en el eje Y. Las capturas podrían estar normalizadas a 1 arcsec/px, o algo así. Entonces, eso te habilitaría a hacer una búsqueda para ver de cada objeto cuantos "pixels" están sobre determinado brillo. Les decía que lo llamaran "el revolucionario Histograma de Brillo Superficial" , pero la idea no prendió. Pienso que podría funcionar bien, porque si hacés una búsqueda y te aparece que el objeto tiene como 20 arcmin con BS < 6, evidentemente algo se tiene que ver. Además, creo que hay sitios con catálogos de imágenes, así que tampoco es que las fotos las tenés que capturar.

Gracias FSR.

Está más que claro, lo puntual y lo superficial más allá de las fórmulas, lo respondí en mi entrada anterior.

Básicamente la duda está despejada; mi teles tiene un "límite de magnitud estelar" de 12.8; en lo puntual, es claro que cualquier objeto puntual dentro de ese límite será visible pero, si hablamos de magnitud 12.8 en una nebulosa o galaxia o etc. dependerá de varios factores relativos a la superficie en la que se distribuya esa magnitud, ya sean puntos más o menos brillante o un montón de factores dentro del objeto.

Básicamente, cualquier objeto extenso con una magnitud dentro del límite sólo será visible dependiendo de la distribución de la luz en el cuerpo.

No me queda claro tu sugerencia del histograma porque como dije antes, es muy poco tiempo el que llevo mirando el cielo con telescopio; lo mío es la fotografía y lo ha sido por más de treinta años y te aseguro que en este campo muy poca gente le da la importancia debida al histograma, es más, mucha gente desconoce la existencia o no tiene idea de que función cumple.

Te agradezco a ti también, recibe un saludo.

Cuídate y buenos cielos.

 

 

 

Editado 23 de Mayo del 2020 por javier_uy