Kitabı oku: «Aprender astronomía con 100 ejercicios prácticos»
Para Ángel Gómez Roldán, astrónomo y amigo.
Aprender Astronomía con 100 ejercicios prácticos
© 2013 Jordi Lopesino
Primera edición, 2013
© 2013 MARCOMBO, S.A.
En coedición con:
© 2013 ALFAOMEGA GRUPO EDITOR, S.A. de C.V.
Diseño de la cubierta: NDENU DISSENY GRÀFIC
«Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra sólo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra».
ISBN por Marcombo: 978-84-267-1907-2
ISBN por Alfaomega: 978-607-707-595-0
D.L.: B-1496-2013
Printed in Spain
| Agradecimientos |
Este libro, tal y como lo veis, no hubiese sido posible sin la desinteresada ayuda de algunos amigos y compañeros de afición. Espero no dejarme ninguno. Gracias pues a Joanma Bullón, Juan Carlos Casado, José Francisco Hernández Cabrera, José Muñoz Reales, Jesús R. Sánchez y Àlex Roure por sus magníficas fotografías del cielo; sin ellas este libro no hubiera sido el mismo. Gracias también a Josep M. Aymamí, Oriol Font y Enric Monreal del GAT de Tiana por compartir conmigo sus dibujos planetarios y por las horas de observación que hemos pasado juntos. Gracias a Ramon Naves por sus magníficos consejos sobre detalles técnicos que se me escaparon al escribir algunos capítulos, y a su mujer Montse Campás por el apoyo al proyecto y por la paciencia de aguantar decenas de llamadas telefónicas a todas horas preguntando por su marido. Gracias a Ferran García por su ayuda en el tema de geometría óptica, a Ferran Grau por su fe en el proyecto y su apoyo incondicional hacia mi persona, a pesar de que un servidor es el culpable de su desmesurada afición a las estrellas. Gracias a Esteban Reina por formar parte del comité científico de revisión, tus opiniones han sido muy valiosas. Gracias a Julio Castellano por hacer esos magníficos programas astronómicos tan estupendos y ponerlos a disposición de los astrónomos amateurs. Gracias a Rafa Ferrando por descubrir tantos asteroides y por dejar bien alto el pabellón amateur. Y gracias a vosotros, amables lectores, por haber escogido este libro.
| Cómo funcionan los libros “Aprender…” |
| Presentación |
APRENDER ASTRONOMÍA CON 100 EJERCICIOS PRÁCTICOS
100 ejercicios prácticos resueltos que conforman un recorrido por los principales conocimientos que debe adquirir aquel que quiera introducirse en el apasionante mundo de la astronomía. Si bien es imposible recoger en las páginas de este libro todos los conocmientos necesarios, hemos escogido los más necesarios. Una vez leídos los 100 ejercicios que componen este manual, el lector será capaz de desenvolverse con soltura en el mundo de la astronomía amateur.
LA FORMA DE APRENDER
Nuestra experiencia en el ámbito de la enseñanza nos ha llevado a diseñar este tipo de manual, en el que cada uno de los conocimientos se ejercita mediante la realización de un ejercicio práctico. Dicho ejercicio se halla explicado paso a paso, con el fin de no dejar ninguna duda en su proceso de ejecución. Además, lo hemos ilustrado con imágenes descriptivas de los pasos más importantes o de los resultados que deberían obtenerse y con recuadros IMPORTANTE que ofrecen información complementaria sobre cada uno de los temas tratados en los ejercicios.
Gracias a este sistema se garantiza que una vez leídos los 100 ejercicios que componen el manual, el lector será capaz de desenvolverse cómodamente como astrónomo aficionado.
CONTENIDO DEL CD-ROM
El CD-Rom que acompaña a este libro contiene programas que le ayudarán en su descubrimiento de la Astronomía. En la contacubier-ta puede ver el listado completo de programas y archivos.
Stellarium: http://www.stellarium.org/es/
Cartes du ciel: http://www.ap-i.net/skychart/en/download
| Índice |
001 El ojo humano
002 Cuántas estrellas podemos ver
003 Magnitud estelar
004 Las estrellas
005 Cómo encontrar la estrella polar en el cielo
006 Qué es la eclíptica
007 Planetas a simple vista
008 El Sol
009 La Luna
010 Eclipses
011 Constelaciones
012 Constelaciones circumpolares
013 Asterismos, qué son y dónde encontrarlos
014 La Vía Láctea
015 El planisferio celeste
016 Cielo profundo a simple vista
017 La mano, instrumento de medida
018 Catálogos celestes. Qué observar y dónde
019 Meteoros y meteoritos
020 Cometas
021 Estrellas dobles y estrellas variables a simple vista
022 Stellarium, nuestro primer planetario
023 Material de observación
024 Cómo escoger un buen lugar para observar
025 Agrupaciones astronómicas
026 Qué prismáticos comprar
027 Trípodes
028 Observar con prismáticos
029 Guía de campo
030 Filtros
031 Observación solar con prismáticos
032 Buscar y observar cometas con prismáticos
033 Cartes du ciel. Software astronómico
034 Observación de cielo profundo con prismáticos
035 Astronomía con telescopios de aficionado
036 Telescopio Refractor
037 Telescopios Reflectores
038 Telescopio Schmidt-Cassegrain
039 Telescopio Maksutov-Cassegrain
040 Orientar el campo de visión en el ocular de un telescopio
041 Monturas Azimutales
042 Montura Dobson
043 Montura ecuatorial alemana
044 Montura ecuatorial de horquilla
045 Motorización de telescopios
046 Automatización de la montura. Sistema GO TO
047 Puesta en estación del telescopio
048 El buscador
049 Accesorios del telescopio. Material mínimo
050 Oculares
051 Sistemas de coordenadas
052 Dibujo astronómico
053 Astronomía con una Webcam
054 Fotografía astronómica con cámara Réflex
055 Cámaras CCD
056 Light, Darks, Flats y Bias
057 Algunos trucos para la observación telescópica
058 Apuntado y enfoque del telescopio
059 Seeing y MALE
060 Observación de planetas interiores
061 Observar planetas exteriores. Marte, el planeta rojo
062 Observar planetas exteriores. Planetas gigantes
063 Observación de la Luna
064 Observación solar. Filtros H alfa y luz visible
065 Eclipses de Sol
066 Observación de un eclipse total de Luna
067 Observación de asteroides
068 Observación de Cometas
069 Observación de cielo profundo
070 Observar ocultaciones de estrellas por asteroides
071 Observación y búsqueda de Supernovas
072 Observación de estrellas dobles
073 Observar y buscar estrellas variables
074 Observación de exoplanetas
075 Guías y libros de observación
076 Mi observatorio fijo
077 Tipos de observatorios astronómicos amateurs
078 El observatorio definitivo: cúpulas y otros inventos
079 Qué telescopio necesito
080 Cámaras CCD, configuraciones
081 Cómo conectarlo todo
082 Software imprescindible para que todo funcione
083 Plataforma Ascom
084 Guiado del telescopio
085 Enfoque del telescopio
086 Rueda portafiltros y filtros astronómicos
087 Catálogos estelares
088 Observatorio remoto
089 Observatorio robótico
090 Detector de nubes. ¡Que llueve, que llueve!
091 Cámara All Sky
092 Elbrus. ¿Dónde está apuntando el telescopio?
093 CCDcomander
094 Astrometría con Astrometrica
095 Focas. Fotometría con Astrometrica
096 Estudio de Cometas
097 Estudio de Asteroides
098 Estudio de estrellas dobles y de estrellas variables
099 Estudio de exoplanetas
100 Colaboración con astrónomos profesionales
| 001 | El ojo humano |
AUNQUE PAREZCA MENTIRA para hacer astronomía no se necesita un telescopio, al menos al principio; lo único que necesitamos es tener la vista más o menos bien y ganas de aprender cosas nuevas. El ojo es la parte más importante de nuestro equipo de observación. Y estaría bien conocer cómo funciona para poder observar el cielo estrellado a pleno rendimiento. El ojo es un sensor muy sofisticado, es capaz de detectar más de 10 millones de intensidades diferentes pero, ¿cómo funciona? Tenemos tan asumida la capacidad de mirar que no le prestamos la suficiente atención. Con la ayuda de un esquema lo veremos mejor. 
IMPORTANTE
El ojo humano es 40 veces más sensible en la visión lateral que en la frontal, y un buen astrónomo aprende muy pronto a observar objetos débiles con un telescopio combinando la visión frontal con la lateral.
1 El primer elemento del ojo que atraviesa la luz es la córnea, la parte transparente del recubrimiento del ojo que cubre el iris y la pupila.
2 El iris es el músculo que regula la entrada de luz al cristalino. Funciona igual que el diafragma de un objetivo fotográfico: se cierra con la luz brillante, se abre en la oscuridad.
3 La pupila es la abertura del iris independientemente del grado de luminosidad.
4 El cristalino es la lente que, detrás del iris, hace converger los rayos de luz a la retina para formar las imágenes.
5 La retina es una membrana sensitiva situada en lo más profundo del ojo
y es la encargada de enviar las señales de imagen al cerebro a través del nervio óptico. La retina tiene dos tipos diferentes de sensores para captar la luz: los conos y los bastones. Los conos son los sensores encargados de la visión en color y de detectar detalles finos. Son más numerosos en la visión frontal. Los bastones son los encargados de la visión en blanco y negro, y son mucho más sensibles a la luz. Son más numerosos en la visión lateral o de reojo.
6 Antes de hacer astronomía tenemos que aclimatar nuestra vista a la oscuridad, y esto no es sólo una cuestión mecánica del ojo que dilata la pupila en la oscuridad. La dilatación máxima del iris en unos ojos normales es de unos 8 mm. Con la dilatación de la pupila el ojo se sensibiliza unas 15 veces, pero esto por sí solo no es suficiente. El mecanismo de adaptación de la vista es químico. El ojo produce una sustancia química llamada Rodopsina
que, después de un proceso que dura entre 15 y 30 minutos, aumenta la sensibilidad del ojo varios centenares de veces. Pero hay que tener mucho cuidado, si después del periodo de adaptación nuestros ojos reciben un deslumbramiento de luz blanca la Rodopsina se disipa y hay que volver a empezar de nuevo.
7 Una experiencia práctica muy útil sería la de aclimatar nuestra vista en un lugar oscuro (preferentemente la montaña o un lugar apartado de nuestra ciudad), después de media hora nos taparemos un ojo, el que queramos, y obligaremos al que queda destapado a que mire la luz de una linterna (no hace falta que sea demasiado potente, con un poquito de luz blanca hay suficiente), la pantalla de un móvil o cualquier elemento que haga luz blanca; después apagaremos todas las luces y destaparemos el ojo protegido. Alternando la mirada primero con uno y después con el otro ojo podremos evaluar la eficacia de la Rodopsina y confirmaremos la necesidad de una correcta aclimatación visual antes de observar el cielo.
IMPORTANTE
La luz roja es la única luz que no afecta a la Rodopsina y por tanto no produce deslumbramiento. Las linternas rojas, sobre todo las de Led, son las que se utilizan normalmente para consultar los mapas y las cartas estelares mientras hacemos astronomía.
| 002 | Cuántas estrellas podemos ver |
PODEMOS HACER ASTRONOMÍA DE DÍA Y DE NOCHE. De hecho, de día podemos observar el Sol, la Luna y algunos planetas, pero resulta especialmente interesante con el crepúsculo. Cuando la luz del Sol da paso a la oscuridad empezamos a ver el universo de verdad … o al menos una porción más grande del universo.
IMPORTANTE
Cuando se mira el cielo estrellado a través de un agujero de 12 cm situado a 30 cm del ojo se observa el 1% de la bóveda celeste.
1 En condiciones ideales, sin contaminación lumínica ni nubes ni luna llena, si sumamos todas las estrellas que podríamos ver a simple vista en los dos hemisferios, norte y sur, veríamos unas 8.500 estrellas; todas las que conocemos hasta la magnitud 6.5, la magnitud máxima que puede llegar a ver un ojo humano de extrema agudeza visual.
2 Si sólo contamos las del hemisferio norte, en una noche excepcional y en condiciones ideales, con suerte veríamos, aproximadamente, unas 2.500 estrellas, menos si hay luna, aunque sólo sea en cuarto de fase.
Foto: José Francisco Hernández Cabrera
3 Y si intentamos contar las estrellas que veríamos desde nuestra ciudad, con todos los problemas de contaminación lumínica, tendríamos suerte si contamos más de 50. Las más brillantes.
4 Esta acumulación de estrellas nos puede abrumar en un primer momento. ¿Por dónde empezamos a desliar el ovillo? ¿Dónde están las constelaciones? ¿Y los planetas? ¿Por qué algunas estrellas brillan más que otras? ¿Por qué vemos estrellas de diferentes colores? La visión del cielo nocturno nos puede aturdir un poco si no tenemos las referencias adecuadas para desenredarlo. Nada parece tener sentido, ¿verdad? Tantas estrellas en el cielo y sin un orden concreto …
5 Y ahora vamos a comprobar todo lo que se ha dicho, ¡vamos a contar estrellas! Primero haremos una buena aclimatación de la vista, y después nos ayudaremos de un artefacto llamado “contador de estrellas” que construiremos nosotros mismos.
6 Cómo utilizar el contador de estrellas: Sostenga el aparato con el extremo de la cuerda cerca del ojo. Ténselo bien, es importante que esté a 30 cm del ojo. Apunte a cualquier zona del cielo y cuente la estrellas que vea dentro del agujero. Repita la operación en diferentes zonas de la bóveda celeste y saque la media. Multiplique el resultado por 100. Aquí tiene una aproximación a cuantas estrellas puede ver en “toda” la bóveda celeste. Evidentemente la cifra variará según las condiciones del cielo y de la contaminación lumínica.
Repita el proceso en diferentes meses del año.Contaminación lumínica en Barcelona.Foto: José Muñoz Reales.
7 Para calcular las estrellas que veríamos en un solo hemisferio nos tendríamos que situar en cualquiera de los dos polos del planeta, hacer el mismo ejercicio y dividir por dos.
IMPORTANTE
Sólo es cuestión de tiempo, dedicación y paciencia llegar a conocer el cielo. No lo quiera saber todo la primer noche de observación.
| 003 | Magnitud estelar |
ES INEVITABLE DARSE CUENTA DE QUE HAY ESTRELLAS más brillantes que otras. En astronomía llamamos magnitud a la cantidad de brillo, real o aparente, que tiene una estrella.
IMPORTANTE
Aunque en este capítulo sólo hablamos de magnitudes y de la aportación de Hiparco al tema, no podemos olvidar otras no menos importantes aportaciones que este brillante astrónomo realizó, como: el primer catálogo de estrellas, la división del día en 24 horas iguales, descubrir la precesión de los equinoccios, calcular la distancia entre la Tierra y la Luna, inventar la trigonometría, así como diversos aparatos de medición como por ejemplo el teodolito.
1 Ya en la antigüedad el astrónomo griego Hiparco estableció un sistema para diferenciar la magnitud de las estrellas. Las estrellas más brillantes eran de magnitud 1, las del siguiente grupo de magnitud 2 y así hasta la magnitud 6, que son las más débiles que puede apreciar el ojo humano (sin ayuda). Algunos aventuran la tesis de que ciertos ojos privilegiados pueden llegar a detectar estrellas más débiles todavía, como las de magnitud 6,5.
2 Con la invención del telescopio se vio que había estrellas más débiles y se incorporaron más grupos: 7, 8, 9 …
3 En el siglo XIX esta escala fue cuantificada matemáticamente y se determinó que la diferencia de brillo entre una estrella de cualquier magnitud es 2,5 veces más brillante que otra estrella de una magnitud inferior. De esta manera veremos que una estrella de la 1a magnitud es 100 veces más brillante que una de la magnitud 5.
4 Poco después se vio que había estrellas todavía más brillantes y se adoptó el 0 (cero) y los números negativos para cuantificar estrellas muy brillantes. Nuestro sol tiene una magnitud de -28.
5 Proponemos buscar las estrellas del cuadro adjunto en el cielo. Para evitar confusiones hemos marcado con un asterisco las estrellas de verano, el resto se ven en invierno. La única cosa que debe recordar es que son las estrellas más brillantes de nuestro hemisferio, así que manos a la obra.La última columna de la tabla nos indica a qué distancia están estas estrellas de nuestro Sol. La unidad de medida es el año luz. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Sabiendo que la velocidad de la luz es de 300.000 km/s podemos calcular que en un año la luz recorre unos 9.500.000.000.000 kilómetros
6 En los próximos capítulos daremos más herramientas para identificar estrellas y constelaciones. Con ellas acabaremos de localizar e identificar las estrellas del cuadro, y muchas más.
Una noche de verano. Mes de Julio sobre las 23 horas, mirando al sur. Fíjese en las estrellas más brillantes. ¿Sabría decir cuáles son las del cuadro adjunto?
Mismo instante que la imagen anterior, pero ahora situando las constelaciones y las estrellas. ¿Puede verlas y distinguirlas en el firmamento?
Una noche de invierno. Diciembre pasada la medianoche, mirando al sur. Fíjate en las estrellas más brillantes. ¿Sabrías decir cuáles son las del cuadro adjunto?
Mismo instante que la imagen anterior, pero ahora situando las constelaciones y las estrellas. ¿Puedes verlas y distinguirlas en el firmamento?
IMPORTANTE
Como todavía no estamos muy familiarizados con el firmamento estrellado seguramente nos resultará difícil discernir quién es quién a pesar de saber la constelación donde se encuentran. Paciencia. Conocer el cielo requiere horas de observación. Nosotros estamos empezando.
