Cómo funciona la optica de un telescopio

Actualmente existen dos tipos principales de telescopios, denominados refractores y reflectores. En ambos la luz penetra y al encontrarse con el primero de los vidrios, la luz se refracta, continua pero con una dirección de propagación diferente.

Los telescopios convencionales, han permitido al ser humano alcanzar un destacado conocimiento del firmamento y con sus mejoras los astrónomos han podido adentrarse más y más en la historia del Cosmos, como si de arqueólogos espaciales se tratara. Conocer como funciona un telescopio nos permitirá explicar ese mecanismo mágico de ver allí donde no llega nuestro ojo así como saber que telescopio nos puede ser más útil dependiendo del tipo de observación que deseemos realizar y (mas importante aún) del dinero que tengamos en nuestro bolsillo.

El telescopio es la herramienta básica de la observación astronómica de luz visible. Existen otros tipos de telescopios que se encargan de recoger la radiación infrarroja, las de alta energía (como gamma o X) y otros que descomponen el espectro visible para analizar entre otras cosas los componentes químicos de un objeto lejano que emite luz.

El telescopio convencional actual, se basa en los desarrollos que realizo Galileo mejorando una serie de modelos holandeses existentes ya años antes de que el magnífico científico italiano tuviera conocimiento de ellos. Hacia mayo de 1609, Galileo, es contactado por un colega francés que le informa sobre los nuevos aparatos y emprende la construcción de su propio telescopio.

A diferencia de los holandeses, Galileo, construyó uno que no deformaba los objetos y que los aumenta 6 veces, el doble que los primeros. El genio italino consiguió ser también el único en su época en obtener imágenes que se vean derechas a través del uso de una lente especial en el ocular.



Aunque los principios básicos del telescopio siguen siendo los mismos que los del primer telescopio de Galileo, desde entonces se han ido introduciendo numerosas mejoras. A Galileo, el telescopio le cambió su vida y también a todos los seres humanos que llegaron después, lo conocieran o no.

Actualmente existen dos tipos principales de telescopios, denominados refractores y reflectores. En ambos la luz penetra y al encontrarse con el primero de los vidrios, la luz se refracta continuando su camino pero con una dirección de propagación diferente.

Los telescopios refractores se componen principalmente de dos partes. El objetivo y el ocular. El primero de ellos es una lente o mas bien, una combinación de lentes siempre convergentes y de gran diámetro. Estos telescopios recogen la luz de objetos lejanos y la hacen converger en un punto interno del telescopio denominado plano focal y desde allí mediante otra lente se forma la imagen del objeto al que este apuntando el aparato.

Los oculares del telescopio se encargaran de establecer el tamaño final con el que visualizaremos dicho objeto. En este punto es importante destacar el concepto de distancia focal, que es la distancia existente entre el objetivo y el plano focal.

Si miraramos directamente la imagen que se forma en el plano focal del objetivo, veríamos una imagen al revés debido al uso de una lente convergente. Este problema lo solucionó Galileo empleado una ocular que montara una lente divergente. El telescopio de Galileo permitió obtener imágenes derechas, no invertidas, pero ciertos inconvenientes que se fueron detectando al descubrirse e introducirse mejoras, llevaron al progresivo desuso de este tipo de telescopios.

En la actualidad, los telescopios refractores astronómicos utilizan oculares convergentes a diferencia del divergente utilizdo por Galileo. Este tipo de telescopio fue analizado y descrito por Kepler y proporciona imágenes invertidas, de mayor calidad que las del telescopio de Galileo.

Por otro lado, los telescopios reflectores utilizan espejos cocavos. En el momento en el que la luz entra por el objetivo y llega a uno de estos espejos, la luz no se refracta (se dispersa), sino que se refleja, es decir no se adentra en el espejo y continua su propagación en dirección opuesta.

A este fenómeno se le conoce como reflexión y al igual que en los telescopios refractores, la distancia desde la superficie del espejo concavo al plano focal donde se concentra la luz de una zona hacia donde apuntemos, se denomina distancia focal. Un ocular también se encargara, en este caso, de captar la imagen formada en el plano.

Pero debido a que la luz en los telescopios reflectores no continúa atravesando la lente sino que rebota y continúa en sentido opuesto al sentido de incidencia, el ocular y la cabeza del observador cubrirían el objetivo si se quisiese acceder al plano focal de forma directa. Para conseguir poder ver lo que la luz reflejada contiene, se desvía este haz de luz convergente hacia un punto donde pueda ser recogida y adaptada por el ocular sin obstaculizar la observación.

Esta es la explicación más básica de la forma en que se recoge la luz y se adapta al observador para que este la pueda ver. Sin embargo, la mayoría de grandes marcas de telescopios poseen una forma distinta de implementar este proceso y cada diseño diferente de telescopio reflector define unos criterios concretos para obtener la luz de un objeto lejano y reproducirla favoreciendo así unas determinadas características y ventajas pero también obteniéndose bajas prestaciones en otros aspectos de la observación.

De ahí que no existen el telescopio “perfecto” para todo, sino más bien un diseño de telescopio para cada circunstancia concreta.

Los dos principales telescopios reflectores que existen actualmente son el reflector de Newton y el reflector de Cassegrain. El diseño de Newton es mucho más sencillo y obtiene las imágenes interponiendo un espejo secundario plano que lleva la luz hacia un ocular situado en la parte delantera del tubo del telescopio. El Cassegrain implementa un diseño más complejo y es que se necesita un espejo secundario convexo y que el espejo principal posea un orificio en el centro por donde la luz pasa en dirección al ocular.

Los telescopios reflectores han de ser periódicamente revisados y ser realuminizados debido a que se utiliza material reflectante (una fina capa de aluminio) depositándolo sobre la superficie visible del objetivo. Gracias a este material, los espejos astronómicos impiden que la luz entre en la masa del espejo, evitándose así absorciones, reflexiones internas y aberraciones cromáticas.

Pero al estar este material reflectante a la intemperie y siendo como es muy sensible incluso por la oxidación de la atmósfera, sea hace necesario realuminizarlos, siendo en los observatorios profesionales, una operación que se sucede entre uno o dos años.

Los telescopios para aficionados suelen tener periodos mas largos, de hasta cinco años o mas dependiendo en buena medida del clima en que sean utilizados.

FUENTES: Astronomía general. Teórica y practica. D. Galadiz-Enriquez y J. Gutierrez Cabello.

FUENTES GRAFICAS: Flickr, Wikipedia

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