Telescopio

O telescopio óptico é un instrumento do enxeño humano que permite extender a capacidade dos ollos humanos de observar e mensurar obxetos lonxíncos. O telescopio permite ampliar a capacidade de enfocar lonxe, como o seu nome indica, a través da colecta da luz dos obxectos celestes, da focalización dos raios de luz colectados nunha imaxe óptica real e a súa ampliación xeométrica.

Categorías

Alén dos telescopios ópticos, que son constituídos basicamente por un obxectivo e un ocular, existe unha gama de aparellos que coletan a radiación electromagnética fora da faixa do visible, isto é, colectan radiación electromagnética ao longo de diferentes rexións do espectro electromagnético.

Telescopios para radiación infravermella e raios-X tornaranse comuns ao final do século XX co desenvolvimento de sensores dixitais que pudesen ser resfriados a temperaturas moi baixas. Telescopios para microondas e radiofrecuencia, chamados radiotelescopios, son tamén moito utilizados en Astronomía. Os telescopios contemporáneos poden operar ben isoladamente, como os antigos grandes telescopios, ou ben en conxunto, neste segundo case compondo ou combinando as súas imaxes con enormes vantaxes e poder de resolución.

O que é máis importante nos telescopio profisionais actuais é súa capacidade de colectar radiación electromagnética e de separála nas diferentes lonxitudes de onda. Iso é realmente máis importante que o aumento da imaxe, pois a espectrografía permite entender a composición e historia do astro. Notese que nunca os telescopios foron tán primorosamente construídos como na actualidade. As técnicas atuais de construción son moito elaboradas, con materiais máis leves e resistentes. Por iso, imaxes espetaculares teñen sido producidas polos telescopios ópticos, sobre todo aqueles espaciais, como o Hubble.

O telescopio é unha importante ferramenta de Astronomía. A súa óptica xeométrica permite colectar (e focalizar) a radiación electromagnética. Os telescopios aumentan o tamaño angular aparente dos obxectos, así como o seu brillo aparente.

Os telescopios usados fora do contexto da Astronomía son referidos como teodólitos, monóculos, binóculos, ou obxectivos.

A palabra "telescopio" referese xeralmente aos telescopios ópticos, aínda que existan telescopios para a case totalidade do espectro electromagnético da radiación electromagnética.

Os radiotelescopios son sistemas de recepción onde existe un receptor de ondas electromagnéticas do espectro de radiofrecuencia, ou radioreceptor, unha liña de transmisión que pode ser unha guia de onda dependendo da frecuencia observada, antenas de radio dirixidas ou direccionais.

As antenas poden ser con reflectores parabólicos ou planos de grandes dimensións, en caracol, en sistema Yaji-uda ou as súas variantes, Tamén son moito utilizados sistemas de recepción helicoidais, entre outros tipos.

As montaxes das antenas de radiotelescopios poden ser simples no caso dunha antena ou en baterias, cando se usan moitas antenas coa finalidade de aumentar o gaño, ou a área de observación ou para triangulación para determinar a distancia do obxeto estelar observado.

No caso de antena parabólica, esta está por veces construída como unha estructura de fio conductor cuxos intervalos son menores que unnha lonxitude de onda daquel do obxeto pesquisado.

Os radiotelescopios son por veces operados aos pares, ou en grandes grupos, para sintetizar unha cobertura "virtual", idéntica en tamaño á distancia entre telescopios (ver síntese de cobertura), alén do uso en triangulación para determinar distancia do obxeto observado. O recorde actual atopase próximo á largura da Terra. Actualmente tamén se aplica esta técnica aos telescopios ópticos.

Os telescopios de raios-x e raio gama teñen un problema, xa que estes raios atravesan metal e vidro. Superficies coletoras feitas de metal pesado e en forma de anéis concentricos son utilizadas para focalizar a radiación proveniente do espazo profundo. As superficies deses espellos presentan a forma de hipérboles de revoluzão.

Historia

Costumase considerar a Hans Lippershey, un fabricante de lentes neerlandés, a construción e patente en 1608 do primeiro instrumento para a observación de obxectos á distancia (telescopio). A súa idea era a utilización dese tubo con lentes para fins bélicos e non para observacións do ceo. A noticia da construcción do tubo con lentes por Lippershey espallouse rapidamente e chegou ata o astrónomo italiano Galileo Galilei, que, en 1609, presentou varias versións do aparello feitas por el mesmo a partir de experimentacións e polimento de vidro. Galileo logo apontou o telescopio para o ceo nocturno, sendo considerado o primeiro home a usar o telescopio para investigacións astronómicas. O telescopio de Galileo tamén é coñecido por luneta.

Galileo, utilizando seu instrumento óptico, descobriu diversos fenómenos celestes, entre os cais as manchas solares, as crateras e o relevo lunar, as fases de Venus, os principais satélites de Xúpiter, e a natureza da Vía Láctea como a concentración de incontables estrelas, iniciando así unha nova fase de observación astronómica, que o levou a propor o sistema heliocéntrico.

Pouco tempo despois de Galileo, Johannes Kepler descrebía a óptica das lentes (ver "Astronomiae Pars Optica" e "Dioptrice"), incluindo un novo tipo de telescopio astronómico con dúas lentes convexas (un principio moitas veces referido como telescopio de Kepler).

Tipos de telescopio

Un tipo simples de telescopio é o de montaxe altacimut chamada tamén de montaxe acimutal. É idéntico aos usados na supervisión de tránsito. Unha forquilla opera no plano horizontal (acimut, e as marcas na forquilla permiten ao telescopio variar en altitude (plano vertical).

O maior problema dun telescopio de altacimut na astronomía é que ambos os eixos teñen que ser continuamente axustados para compensar a rotación da Terra. Aínda que este proceso sexa controlado por computador, a imaxe roda a unha velocidade variable, dependendo do ángulo da estrela desde o pólo celestial. Este último efeito torna un telescopio de altacimut pouco práctico para fotografía de longa exposición con telescopios pequenos, pois causa algunhas aberracións na imaxe fotografada.

A solución preferencial para telescopios astronómicos é adaptar este tipo de montaxe (altacimut) de maneira que o eixo de acimut fique paralelo co eixo de rotación da Terra; isto é designado como montaxe ecuatorial.

Os grandes telescopios recentemente construídos usan unha montaxe en altacimut controlada por computador, e, para exposicións prolongadas, dispoñen de primas de rotación de velocidade variable no obxectivo.

Existen montaxes aínda máis simples que a de altacimut, usadas xeralmente en instrumentos especializados. Alguns son: tránsito meridiano (apenas altitude); espello plano movible de largura constante para observación solar;

Telescopios de investigación

A maioría dos telescopios de grandes dimensións poden operar tanto como un casegraniano (maior distancia focal, e maior nitidez no campo de visión con maior magnificación)) ou como un telescopio newtoniano (campo máis brillante). Estes teñen un primario blindado, un foco newtoniano, e un tripé para montaxe de secundarios amovibles.

Unha nova era na construción de telescopios foi iniciada polo MMT, unha abertura sintética composta de seis segmentos que sintetizan un espello de 4,5 metros de diámetro. Un seguidor deste tipo foi o telescopio Keck, de abertura sintética de 10 metros.

Os telescopios da actual xeración en construcción comportan un espello primario entre 6 e 8 metros de diámetro (para telescopios terrestres). Nesta xeración, o espello é tipicamente moi fino, e mantido en óptima forma por un grupo de actuadores (ver óptica activa). Esta tecnoloxía levou a unha remodelación na concepción dos telescopios do futuro, con diámetros de 30, 50 e mesmo 100 metros.

Inicialmente o detector utilizado nos telescopios era o ollo humano. Posteriormente, a placa fotográfica sintetizada tomoulle o lugar, e o espectrógrafo foi introducido, o que posibilitou a captación de información espectral. Despois da placa fotográfica, sucesivas xeracións de detectores electrónicos, como os CCDs, teñen sido aperfeizoadas, cada vez con maior sensibilidade e resolución.

Os telescopios de investigación actuais dispõen de varios instrumentos: cámeras, de diferentes respostas; espectrógrafos, úteis nas diferentes rexións do espectro; polarímetros, que detectan luz, etc.

Nos últimos anos, foron desenvolvidas algunhas tecnoloxías para superar o efeito da atmosfera da Terra en telescopios terrestres, con resultados promisores. Ver espello tip-tilt e óptica adaptativa.

O fenómeno da difracción óptica establece un limite para a resolución e calidade de imaxe atinxible por un telescopio, o que consiste na área efectiva do disco Airy, que limita a proximidade con que se poden instalar dous deses discos. Este limite absoluto é designado de limite de resolución de Sparrow, e depende do lonxitude de onda da luz en observación (unha vez que o limite da luz vermella é atinxido máis rapidamente que o da luz azul) e no diámetro do espello do telescopio. Por todo isto, un telescopio dotado dun determinado diámetro pode resolver apenas ata un determinado limite nunha determinada lonxitude de onda, de maneira que, para se obter máis resolución na mesma lonxitude de onda, será necesario un espello maior.

Telescopios ópticos famosos

O Telescopio Espacial Hubble atopase a orbitar a Terra, fora da atmosfera, para permitir observacións non distorcidas pola refracción, de maneira que estas posan estar limitadas en termos de difracción e utilizadas en ultravioleta e infravermellos.
O VLT (Very Large Telescope - Telescopio Moito Grande), ata (2002), o detentor do recorde en tamaño, con catro telescopios de 8 metros de diámetro cada. Os catro telescopios, pertencentes á ESO e localizados no deserto de Atacama no Chile, poden operar independentemente ou en conxunto.
Existen moitos planos para telescopios aínda maiores. Un deles é o OWL (Overwhelmingly Larxe Telescope - Telescopio Incribelmente Grande), deseñado cunha abertura de 100 metros de diámetro.
O Telescopio Hale, de 5 metros, na montaña Palomar, é un telescopio de investigación convencional que mantivo o record de tamaño durante moitos anos. Ten un único espello borosílico (Pyrex&tn;) que foi famosamente difícil de construir. A montaxe é única no estilo, unha montaxe ecuatorial que non é unha forquilla, e sen embargo permite ao telescopio captar o ceo no pólo norte.
O Telescopio Hooker de 100 polegadas (2,54 metros), no Observatorio do Monte Wilson foi utilizado por Edwin Hubble para descobrir galáxias, e o redshift. O espello foi feito de vidro verde por Saint-Gobain. É, actualmente, parte dun grupo de abertura sintética con varios outros telescopios localizados no monte, e aínda moito útil para investigación avanzada.
O Telescopio de Yerkes (no Wisconsin) é o maior refractor direccionable en uso.
O Refractor de Nice (na Francia), operacional desde 1888, foi na altura o maior telescopio do mundo. Esta foi a última vez que o telescopio operacional máis potente estaba en territorio europeo. Foi sobrepasado un ano despois polo refractor de 0,91 m do Observatorio Lick.
O maior refractor do século XIX construído era francés. Estivo exposto na Exposición de París de 1900. As súas lentes eran estacionarias, configuradas de maneira a conseguir a forma correcta. O telescopio foi proxectado coa axuda dun sideróstato Foucault, que consiste nun espello plano de 2 m de diámetro (79 polegadas), montado nunha grande estrutura de ferro. O tubo horizontal tiña 60 m de lonxitude e o obxectivo tiña 1,25 m de diámetro. Foi un fracaso.

Ligacións externas