Álvaro López García - Técnicas de observación en astronomía óptica

A todos ellos mi sincero agradecimiento.

Valencia, juniode 201 6

TÉCNICAS DE OBSERVACIÓN EN ASTRONOMÍA ÓPTICA

0.1 Introducción

El presente manual sobre técnicas de observación astronómica se basa en la experiencia adquirida por el autor en su actividad docente e investigadora, desarrollada fundamentalmente en el Observatorio Astronómico (OAUV) y el Departamento de Astronomía y Astrofísica (DAA) de la Universitat de Valencia.

Mención especial merece el Observatorio de la Universitat por su trayectoria histórica, su contribución a la implantación de la Astronomía en Valencia y su actual y pujante desarrollo. Emplazado hacia 1910 en una de las torres de la Universidad en la calle de la Nave, en los años 20 y el comienzo de la década de los 30 del pasado siglo su actividad fundamental fue la observación sistemática de la actividad solar. Tras el incendio sufrido en 1932, su principal instrumento, el refractor Grubb de 6 pulgadas de apertura y relación focal 15, fue restaurado y modernizado. Finalmente, en la década de los 40, quedó emplazado en la torre central del edificio de la entonces Facultad de Ciencias, actual Rectorado, en la Avenida de Blasco Ibáñez.

Desde finales de los años 60, este instrumento, de excelente calidad óptica y sólida montura ecuatorial, fue la base de la actividad astronómica en las licenciaturas de Físicas y Matemáticas, desgajadas de la tradicional y genérica licenciatura en Ciencias. A la observación del Sol, la Luna y los planetas siguió la obtención de fotografías de estos objetos y de campos estelares, relacionadas con las prácticas de diversas asignaturas.

Hacia 1985, con el fin de participar en campañas internacionales de observación de asteroides brillantes, el refractor Grubb experimentó diversas mejoras en el sistema de seguimiento y accesorios fotográficos. Entre 1985 y 1998 se obtuvieron casi 1000 placas fotográficas de asteroides con una o varias exposiciones sucesivas, que han servido tanto a la actividad investigadora como a la docencia impartida en el Observatorio. La selección de objetos a observar cada noche y el cálculo de sus efemérides obligó a desarrollar un software específico y a informatizar el manejo de los catálogos estelares. También se han obtenido placas de asteroides y satélites de planetas con el refractor doble de 30-20 cm, instalado en el Centro Astronómico del Alto Turia (CAAT) en 1998 y posteriormente desmontado y trasladado al Campus de Paterna.

La necesidad de analizar estas observaciones llevó al diseño y construcción de varios equipos medidores de placas, dotados de motores paso a paso y sensores electrónicos (fotómetro fotoeléctrico primero y cámara CCD después) para la búsqueda, identificación y medida de las imágenes de las placas. Al mismo tiempo, se pusieron a punto los algoritmos necesarios para automatizar en lo posible las sucesivas etapas del proceso, que tras una serie de mejoras y actualizaciones, pudo considerarse completado. En el análisis de placas se han utilizado también ‘scanners’ de tipo comercial, con resultados mediocres.

Esta labor se ha desarrollado al tiempo que se disponía de mas y mejores ordenadores personales.

Estas técnicas se han utilizado en la docencia de numerosas promociones de universitarios,y tienen un carácter muy completo, ya que se realizan en varias fases sucesivas, que requieren conocimientos de Astronomía e Informática y el manejo de instrumentos, amén de las peculiaridades de la técnica fotográfica y del análisis de imágenes. La experiencia acumulada y los medios disponibles han permitido una mejora sustancial del conocimiento teórico y práctico, tanto de los profesores como de los alumnos. Mi deseo es que este libro ayude a unos y otros.

La introducción en la Astronomía de las cámaras CCD refrigeradas, que permiten captar imágenes 2D con elevada exposición, ha representado una verdadera revolución en la observación astronómica y están siendo utilizadas en el Observtorio desde el año 2001, desplazando a la técnica fotográfica. Para ello, se ha nadaptado y perfeccionado los algoritmos anteriores al análisis directo de imágenes CCD.

Con el traslado del Observatorio al Campus de Paterna y al edificio de Investigación del Campus de Burjassot en mayo de 1999 ( figura 0.1 ), se plantearon nuevos programas de observación astrométrica, contando con mejores medios instrumentales y equipos auxiliares. Además, la existencia en el propio Campus de Burjassot del Aula de Astronomía, que cuenta con dos telescopios ecuatoriales (uno catadióptrico [ figura 0.3 ] y otro apocromático) y varias cámaras CCD, facilita la diversificación de actividades prácticas en las asignaturas de Astronomía y Astrofísica.

Este proceso se ha acelerado y ampliado con el traslado del telescopio TROBAR ( figura 0.5 ) desde el CAAT a las instalaciones del OAO en Aras ( figura 0.4 ). A este telescopio se han añadido dos telescopios Schmidt-Cassegrain de 40 ( ( figura 0.6 ) y 50 cm y otros instrumentos al servicio de la docencia e investigación universitarias.A s u vez, el telescopio Grubb se ha restaurado y transformado en una hermosa pieza de museo ( figura 0.2) utilizado en la observación de fenómenos astronómicos destacados (paso de Mercurio en 2004, eclipses de Sol y Luna) y en algunas visitas puntuales.

Figura 0.1.- Edificio de Investigación

Figura 0.2.- Refractor Grubb

Figura 0.3.- Schmidt-Cassegrain de 30 cm

Figura 0.4.- Edificio de TROBAR (OAO)

Figura 0.5.- Telescopio TROBAR

Figura 0.6.- Telescopio de 40 cm (OAO)

El contenido, formato y presentación del libro debe ser asequible tanto al estudiante, por lo general con conocimientos previos muy parciales, como al aficionado, con una larga experiencia práctica y una desigual formación académica. Aunque este planteamiento puede conducir a resultados dispares, mantenemos nuestro criterio de llegar a un amplio abanico de lectores, con cuyo apoyo y comentarios contamos para futuras mejoras y actualizaciones del texto.

El libro presenta diversas técnicas de observación, fundamentalmente en el espectro visible, y va dirigido a la mayoría de observadores, que carecen de acceso a instalaciones y técnicas muy sofisticadas. Cada capítulo contiene una breve exposición de los fundamentos teóricos del tema, y en lo posible, se incluyen aquellos aspectos peculiares más afines al autor o que pueden apoyar las actividades prácticas.