Telescopios: parámetros principales

Diámetro o Apertura (D): la apertura es la medida del diámetro del objetivo del instrumento, ya sea lentes o espejos. Usualmente es dada en milímetros, pero ciertas aperturas, por costumbre, se las suele nombrar también en pulgadas, por ejemplo: 11″ (11 pulgadas).

Distancia Focal (F): se trata de la distancia entre el objetivo del telescopio (lente o espejo) y el plano focal. En los telescopios de aficionados esta medida suele darse en milímetros, y es una de las principales características de un telescopio, junto con su apertura. La distancia focal cambia según el diseño óptico del telescopio, y telescopios de igual apertura pueden tener distancia focales diferentes.

Razón Focal (F/D): la razón focal se calcula dividiendo la distancia focal del telescopio por el diámetro del objetivo, en las mismas unidades (por ejemplo, milímetros). En astrofotografía la razón focal provee de una idea de la luminosidad del telescopio: un instrumento con una razón focal baja es mas luminoso que otro con una razón focal mas alta, aún cuando las aperturas sean iguales. Este razonamiento no se aplica a la observación visual, sino únicamente a la astrofotografía, ya que visualmente si se trabaja con la misma cantidad de aumentos y el mismo diámetro (pero focales diferentes) la imagen al ojo será igual de luminosa en los dos casos.

F/D = F (mm) / D (mm)

Como ejemplo, un telescopio reflector de 130 mm de apertura y 650 mm de focal posee una razón focal igual a 5, y se nombra como F/5.

Aumentos: los aumentos en un telescopio son provistos por los oculares, los cuales se ubican en el plano focal del instrumento. Los oculares son intercambiables y el aumento logrado con cierto ocular dependerá de la distancia focal del ocular y de la distancia focal del telescopio. Para calcularlo debe dividirse la focal del telescopio por la focal del ocular. Por ejemplo: un telescopio de 1000 mm de distancia focal en donde se utilice un ocular de 25 mm de focal, brindará 40 aumentos (40x).

Aumentos = Focal Telescopio (mm) / Focal Ocular (mm)

Que se estén utilizando 40x (40 aumentos) quiere decir que el objeto observado se lo está viendo con un tamaño aparente tal y como se lo vería si el observador se ubicase a una distancia 40 veces mas cercana a la que realmente se localiza el objeto. Por ejemplo, si se observa la Luna, que se ubica a una distancia media de 384000 kilómetros, esta se la vería como si se la observase desde 9600 kilómetros (384000 km / 40x = 9600 km).

Existe un aumento máximo que puede proveer un telescopio, el cual es un límite dado por la apertura del mismo. Aunque a primera vista suele parecer que en astronomía los aumentos son muy importantes, a la hora de comprar un telescopio lo principal es la calidad óptica del instrumento, ya que en la práctica los grandes aumentos no son tan utilizados como los bajos e intermedios. Es común ver en marcas de baja gama la promoción de una cantidad exagerada de aumentos como una cualidad, pero al primer intento queda en evidencia que son por demás excesivos y fuera de la realidad.

El aumento máximo recomendable para un telescopio suele tomarse como 2.3 veces el diámetro del mismo en milímetros. Por ejemplo, un telescopio reflector de 130 mm de apertura brindará aproximadamente unos 300x. Como referencia, unos 150x son una medida mas que aceptable para observar planetas (como Júpiter o Saturno).

Campo Visual: el campo visual (muchas veces abreviado FOV, por sus siglas en inglés: field of view) se refiere al tamaño de la porción de cielo que se está observando o fotografiando con cierto instrumento. En el caso de la observación visual el campo visual es un diámetro (es circular) y se calcula teniendo como parámetro el campo aparente del ocular (el cual dependerá de su diseño óptico) y dividiéndolo por los aumentos que se logran con el ocular en cuestión utilizado en ese instrumento. Un típico ocular de diseño Plössl posee un campo aparente de unos 50º. Siguiendo con el ejemplo y suponiendo que brinda 40x, podemos calcular el campo visual como de 50º / 40x = 1.25º. Como referencia, el diámetro de la Luna llena es de unos 0.5º.

FOV = Campo Aparente (grados) / Aumentos

Por regla general, a mayor cantidad de aumentos, menor será el campo visual. Por ese motivo son preciados los oculares que proveen un campo aparente grande, de forma tal que logren mostrar un área de cielo mayor también a mayores aumentos. A su vez, un ocular de campo amplio y de focal mas larga puede proveer de espléndidas vistas, sobre todo al observar bajo cielo oscuros.

En la tabla superior se muestran los modelos de oculares Celestron junto con sus respectivos campos aparentes. Diseños mas avanzados proveen de campos mas grandes.

En el gráfico superior se pueden ver comparados los campos aparentes de los diferentes modelos de oculares Celestron. Un ocular de campo amplio cubre un área sustancialmente mayor, dando vistas mas placenteras. Ver la aplicación interactiva.

Al observar visualmente es útil conocer el campo real que cubre el ocular utilizado, de forma tal que se puedan hacer estimaciones de tamaños y distancias angulares, por ejemplo a la hora de tomar nota sobre el tamaño aparente de una galaxia o cúmulo estelar.

Magnitud Límite: la magnitud estelar máxima alcanzada en la observación por un telescopio depende directamente de la apertura del mismo. A mayor apertura, mayor poder de captación de luz, pudiendo alcanzar a observar estrellas de brillos mas débiles. La siguiente fórmula permite calcular la magnitud máxima aproximada:

Mag Límite = 7.5 + 5 x Log D [cm]

Notar que el diámetro D (apertura del instrumento) debe ingresarse en centímetros (1 pulgada = 2.54 centímetros) Por ejemplo: un telescopio de 130 mm de apertura tendrá una magnitud estelar límite de aproximadamente +13 (siempre visualmente, ya que fotográficamente intervienen otros factores y es posible alcanzar magnitud mas débiles) Este valor está pensando en magnitudes estelares, o sea, objetos puntuales, y no objetos extensos de cielo profundo como galaxias o nebulosas, donde un factor importante en esos casos en la magnitud superficial del objeto.

Factor entrada de Luz: se encuentra directamente relacionado con el diámetro del objetivo, siendo proporcional al área del objetivo (espejo o lente). Un telescopio con un objetivo del doble del diámetro que otro tendrá un factor de entrada de luz 4 veces mayor. Si se compara la apertura del telescopio con el diámetro de la pupila dilatada bajo condiciones de oscuridad (unos 7 mm como máximo), se puede calcular el incremento en el factor de entrada de luz:

FEL (comparado con el ojo humano) = (D [cm] / 0.7 cm)²

 Así, por ejemplo, para un telescopio con un diámetro de 203 mm (8″), el factor de entrada de luz comparado con el ojo humano será de unas 843 veces mayor. También es posible comparar dos telescopios de aperturas diferentes. Por ejemplo comparando un telescopio de 114 mm con uno de 203 mm:

FEL = (203 mm / 114 mm)² = 3.2

Así vemos que el telescopio de 203 mm (8″) posee un factor de entrada de luz 3.2 veces superior al telescopio de 114 mm de apertura.

Resolución (Límite de Dawes): la resolución o poder separador se refiere a la capacidad de un instrumento de mostrar de forma individual dos objetos que se encuentran muy juntos. La resolución depende directamente de la apertura, y estrictamente hablando también de la longitud de onda en la que se observa. Aproximando, se puede utilizar la siguiente fórmula para calcula la resolución máxima de un telescopio:

R [segundos de arco] = 11.6 / D [cm]

Por ejemplo: un telescopio de 130 mm de apertura tendrá un poder separador de unos 0.9 segundos de arco. En la práctica este valor óptimo se ve condicionado por la estabilidad de la atmósfera, colimación del equipo y calidad óptica de los componentes (espejos, lentes, oculares)