6: Instrumentos astronómicos
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En este capítulo, describimos las herramientas que utilizan los astrónomos para extender su visión al espacio. Hemos aprendido casi todo lo que sabemos del universo a partir del estudio de la radiación electromagnética, como se discute en el capítulo sobre Radiación y Espectros. En el siglo XX, nuestra exploración del espacio permitió detectar radiación electromagnética en todas las longitudes de onda, desde los rayos gamma hasta las ondas de radio. Las diferentes longitudes de onda llevan diferentes tipos de información, y la apariencia de cualquier objeto dado a menudo depende de la longitud de onda a la que se hacen las observaciones.
- 6.1: Telescopios
- Un telescopio recoge la tenue luz de fuentes astronómicas y la pone en foco. Luego se dirige la luz a un detector, donde se realiza un registro permanente. El poder de captación de luz de un telescopio está determinado por el diámetro de su apertura, o apertura, es decir, por el área de su lente o espejo más grande o primario. El elemento óptico primario en un telescopio es una lente convexa (en un telescopio refractario) o un espejo cóncavo (en un reflector) que lleva la luz a un foco.
- 6.2: Telescopios Hoy
- Las nuevas tecnologías para crear y soportar espejos ligeros han llevado a la construcción de una serie de telescopios grandes desde 1990. El sitio para un observatorio astronómico debe ser cuidadosamente elegido para el clima despejado, cielos oscuros, bajo vapor de agua y excelente visión atmosférica (baja turbulencia atmosférica). La resolución de un telescopio de luz visible o infrarrojo se ve degradada por la turbulencia en la atmósfera terrestre. La técnica de la óptica adaptativa puede hacer correcciones para esta turbulencia.
- 6.3: Detectores e instrumentos de luz visible
- Los detectores de luz visible incluyen el ojo humano, la película fotográfica y los dispositivos de carga acoplada (CCD). Los detectores que son sensibles a la radiación infrarroja deben enfriarse a temperaturas muy bajas ya que todo dentro y cerca del telescopio emite ondas infrarrojas. Un espectrómetro dispersa la luz en un espectro que se registrará para su análisis detallado.
- 6.4: Radiotelescopios
- Un radiotelescopio es básicamente una antena de radio conectada a un receptor. Se puede obtener una resolución significativamente mejorada con interferómetros, incluyendo matrices de interferómetros como el VLA de 27 elementos y el ALMA de 66 elementos. Al expandirse a interferómetros de línea base muy largos, los radioastrónomos pueden lograr resoluciones tan precisas como 0.0001 segundos de arco. La astronomía por radar implica transmitir así como recibir. El telescopio de radar más grande actualmente en operación es un cuenco de 305 metros en Arecibo.
- 6.5: Observaciones fuera de la atmósfera terrestre
- Las observaciones infrarrojas se realizan con telescopios a bordo de aviones y en el espacio y desde instalaciones terrestres en picos secos de montañas. Las observaciones de rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma deben realizarse desde arriba de la atmósfera. Se han volado observatorios orbitantes para observar en estas bandas del espectro. El telescopio de mayor apertura en el espacio es el telescopio Hubble Space, el telescopio infrarrojo más significativo es Spitzer.
- 6.6: El futuro de los grandes telescopios
- Telescopios nuevos e incluso más grandes están en los tableros de dibujo. El Telescopio Espacial James Webb, sucesor de 6 metros del Hubble, está programado actualmente para su lanzamiento en 2018. Los astrónomos de rayos gamma planean construir el CTA para medir rayos gamma muy energéticos. Los astrónomos están construyendo el LSST para observar con un campo de visión sin precedentes y una nueva generación de telescopios de luz visible/infrarrojos con aberturas de 24.5 a 39 metros de diámetro.
Miniaturas: La impresión de este artista muestra el Hubble sobre la Tierra, con los paneles solares rectangulares que le proporcionan energía vista a izquierda y derecha.