Sensibilidad al seeing

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Papillon
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Mensajepor Papillon » 13 Feb 2007, 15:13

si señor muy interesante

Alex
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Mensajepor Alex » 13 Feb 2007, 19:54

Buen enlace mintaka, yo también entiendo que el seeing se refiere a las condiciones de circulación de la luz a través de la atmósfera. Pero me parece que con algunas apreciaciones no estoy muy de acuerdo.

Si le tuviés que responder a abutu en su pregunta le diría que el de menos abertura, aunque viése la imágen como un flan, algo vería.


Yo lo diría al revés, si alguien ve la imagen como un flan es el del diametro mayor (muy mayor)

El Seeing.- Yo me imagino un flujo de fotones emitido por una estrella a un montón de años luz de distancia. El haz, es emitido en todas las direcciones, y por tanto el frente de onda, tiene una bonita y perfecta forma esférica que se va propagando y cuyo radio va aumentando en función del tiempo…la esfera crece y crece, hasta llegar a su principal depredador: Las Atmósferas planetarias. Cuando llega a la Atmósfera, el radio de la esfera es tan grande, que la onda es más una onda plana que una esférica (lo que nos viene bien). Y entra en la atmósfera, y aquí comienza un tortuoso camino: lo primero que se encuentra son capas de aire de distinta densidad y temperatura y por tanto con distintos índices de refracción y esto se traduce, en que el mismo frente de onda plana comienza a ir mas lento en una parte que en otra, ya que el Camino Óptico (Fermat) es distinto, la amplitud deja de ser continua, comienza a distorsionarse, ya no es un plano plano, sino como un plano retorcido, ondulado, pero además choca constantemente con partículas y polvo y los fotones comienzan a desplazarse, y además cada uno lo hace según su frecuencia…. nuevas capas, mas partículas y ese frente de onda se retuerce aún mas, se parte, se vuelve a unir…Las constantes ondas secundarias que han nacido como consecuencia, se multiplican….o sea, un churro de frente.

Visto así de crudo, podríamos preguntarnos… y después de esto ¿todavía podemos formar una imagen?

¡Pues si!. Y esto lo explicó y demostró David L. Fried en 1966:

David L. Fried, decía mas o menos: “En realidad, a causa de la elevada velocidad de la luz, se puede suponer que la atmósfera, en cualquier momento, se comporta como si fuera comprimida horizontalmente en una serie de regiones o “celdas” estables, pequeñas, contiguas, refractoras y en forma de cuña. En cualquier punto del suelo (el que pisamos), la porción local de un frente de onda estelar, consta de numerosas áreas inclinadas al azar de pequeño tamaño y bastante planas, análogas a una baldosa”. Cada una de estas regiones, son regiones isoplanáticas, el frente de onda es bastante liso y con escasa curvatura. La diferencia entre las protuberancias y depresiones que hemos visto anteriormente es de lanmbda/17, y es una regla empírica que si las distorsiones se sitúan por debajo de los lanmbda/10, la calidad de la imagen sería muy buena.

Cuanta más turbulencia haya, más inestables serán las celdas y más pequeñas serán las regiones isoplanáticas del frente de ondas churro. Pero en todo caso habrá regiones isoplanáticas de mayor o menor tamaño.

Todos los observatorios científicos del mundo han analizado de forma exhaustiva y precisa el seeing, o tamaño de estas regiones isoplanáticas o celdas y la media, esta entre 10 y 30 cm. Cuando el seeing es muy bueno el tamaño de la celda es de 30 cm. y cuando es muy malo de 10 cm. (puede ser menor, pero entonces cierran el kiosco).

Y aquí viene el meollo de la cuestión ¿Cómo afectan estas celdas –que son las que proporcionan la imagen- a los telescopios?

Pues muy fácil, cuanta mayor apertura tienen mas les afecta, así de claro.

Un telescopio de menos de 10 cm. admitirá una celda o fracción de celda del frente de onda, que será bastante plana, pero en forma de cuña, por lo que esa porción de celda entrara con una cierta inclinación, que si no es por eso, la onda entraría totalmente plana y formaría una imagen de gran calidad. Esto significaría que una imagen de Airy nítida podría formarse con esa celda, pero la mancha de Ayri seguirá vagando ya que la atmósfera cambia y cada sección sucesiva de onda plana o celda admitida, ira entrando con un ángulo de inclinación distinto, que contribuirá a que la mancha de Ayri siga vagando. Pero es de destacar una cosa: Imaginemos que cogemos una baraja de cartas con una mano y las vamos soltando de una en una desde una cierta altura, todas las cartas caerán en el mismo sitio, aunque cada carta choque con el suelo con un ángulo distinto.

Si el telescopio es de mucho diámetro, por ejemplo de 1 metro, su gran sección admite un autentico mosaico de estas celdas al mismo tiempo, y cada una de ellas con una inclinación distinta. La imagen es por tanto una superposición simultanea de numerosas manchas de Ayri móviles, siendo el resultado un autentico borrón ya que además de pasarle lo que a los telescopios pequeños, tiene el inconveniente de que le entran varias celdas al mismo tiempo y con distinta inclinación cada una de ellas y la resolución es mucho peor. Se da el caso de que la imagen puede desaparecer subita y brevemente. ¡Eso si es temblar mas que un flan! :) Nunca he oido que a un telescopio de aficionado le desaparezca una estrella...

Esto viene bien para entender que el diámetro del telescopio es importante para la captación de luz y podemos decir que la luz captada es proporcional al tamaño del diámetro, pero no es proporcional, la resolución al diámetro mas alla del seeign.

Nosotros medimos la resolución de nuestros telescopios por los trabajos de Rayleigh en base a Angulo de resolución = 1,22 lanmbda/D.

En los observatorios de grandes telescopios, esta fórumula no sirve para nada, y utilizan el denominado “parámetro de Freid” ( r cero) (pero que no tiene nada que ver con radio, aunque lo parezca) y corresponde al tamaño de la región en la que el frente de onda incidente puede considerarse como plano. Cuando este parámetro sobrepasa los 30 cm. la imagen perfecta de una estrella podrá formarse como un disco de Ayri. A medida que la turbulencia aumenta, este parámetro va disminuyendo, asi mismo al ir reduciendose la longitud de onda aumentará (r cero es proporcional a lanmbda^1,2). Se deduce que la resolución angular de un telescopio es en realidad 1,22.lanmbda/r cero (incluidos todos los telescopios, los de aficionados y los de gran diámetro). Como r cero, es en el mejor de los casos 30 cm. en realidad, la resolución de un telescopio de varios metros de diámetro es igual a la de uno de 300 mm de abertura. ¡¡Este es el principal problema que resolvió el Hubble!! y que ahora lo resolverá la óptica adaptativa, que trata de coger todas y cada una de estas celdas o regiones planas, enderezarlas (o sea extraer la información) y unirlas en un frente de onda plano (emitir una onda plana con la información recogida) sin inclinación alguna… ya sabéis eso de que ¡a grandes males, grandes remedios!

Independientemente del seeing, el frente de onda también se ve afectado por el choque con los bordes del tubo, pero esto es igual para todos los diámetros, ya que en todos se produce un choque con los bordes y por tanto no entramos en esta circunstancia, que además ha sido debatida ampliamente en otros hilos.

Y la última, es la turbulencia que se produce dentro del tubo, pero que está es mínima y más o menos evitable o aminorada, tomando las medidas oportunas de aclimatación. Es también más fácil prevenirlas en los diámetros pequeños que en los grandes.

Puf! al final resulta un post muy largo, perdonad.

Para más informacion podeis buscar parametro de Freid, o simplemente Freid.[
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Mensajepor inavarro88 » 13 Feb 2007, 20:10

=D> :notworthy: :notworthy: =D>
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Mensajepor Alcor » 13 Feb 2007, 20:36

Realmente interesante. En alguna ocasion he oido que los problemas de verdad empiezan en telescopios a partir de los 30cm.

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Mensajepor cometas » 13 Feb 2007, 20:38

De entrada el seeing esta en la atmosfera y no en nuestros telescopios.

Ahora bien si con un mismo seeing mediocre de pongamos FWHM de 4" de arco, usando incluso el mismo telescopio , Si trabajamos a 2 segundos de arco por pixel las imagenes nos pareceran correctas y puntuales , pero si intentamos trabajar a 1" por pixel seguro que consideramos que el cielo es una porqueria al ver como nos quedan nuestras imagenes. Algo similar sucede con los aumentos

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Mensajepor inavarro88 » 13 Feb 2007, 20:41

Sobre los telescopios con un diámetro superior a los 30cm tengo que decir que he podido usar un par de veces un bicharraco de medio metro mediante un foco cassegrain (f/15 creo) y no he notado un especial deterioro de la imagen en comparación con los telescopios más "usuales" y eso que ni mucho menos cuenta con óptica adaptativa.
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Mensajepor mintaka » 13 Feb 2007, 20:47

Alex escribió:Yo lo diría al revés, si alguien ve la imagen como un flan es el del diametro mayor (muy mayor)


Yo me ciño a los textos que he citado. En el texto de Galadí- Gutierrez hace referencia a diámetros mucho menores a 10 cm, no concreta. Es lógico que cuanto menor sea la celda, si lo que hade es desviar el haz de luz (que es lo que provoca el centelleo), provoque un vaiven en la imágen, vaivenes seguidos hacen que la imágen tiemble (aclaro que en el texto habla de aberturas muy inferiores a 10cm. Yo observo con un 70mm y lo confirmo).

Cuando observamos con telescopios superiores a las celdas, la luz que ha atravesado celdas distintas sufre desviaciones distintas, y en lugar de recibir un haz que va variando se reciben multiples imágenes que se superponen, y por tanto , la imágen esta desenfocada (o imposibilidad de enfocar, cosa que también me ha pasado en malas noches con telescopios mayores).

Saludos :D

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Mensajepor Papillon » 13 Feb 2007, 21:28

Navarro88 , en cielo profundo claro que no notaras un deterioro de la imagen , pero en planetaria seguro que si el seeing no es bueno no distinguiras mucho, ahora si este es bueno entonces agarrense los pantalones...

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Mensajepor Alex » 13 Feb 2007, 21:37

Antes de nada, corregir el nombre de Freid, que es Fried, me he dado cuenta ahora al releer el texto.

Y tambien probar el sistema que me dijo Acafar, para poder bajarse ficheros:

Os pongo uno, mas que nada porque hay otros enlaces a observatorios que estan tratando este tema (no los he visto pero pueden ser muy interesantes)

http://www.divshare.com/download/125114-309
http://www.divshare.com/download/125115-74f

Claro mintaka, puede haber un seeing vedaderamente calamitoso con un r cero menor de por ejemplo 5 cm. ¡Imaginate! la imagen bailaria en un telescopio de aficionado de cualquier abertura. Pero imaginate en uno de 1 metro! la imagen seria un continuo ir y venir. Ya he visto que el texto habla de 10 cm. como cifra que toman los aficionados, y en esto yo matizaría que es el minimo rcero que pueden observar los telescopios grandes, si quieren observar algo, y no, que no se den r ceros menores pero entonces apaga y vamonos! En los pequeños podriamos intentar todavía hacer observaciones, aunque muy trabajosas.

En los telescopios de aficionados, 300 mm. estaría en el borde de verse afectados y se ven, si el seeing es muy malo (un r cero de 10 o inferior) pero con seeing medio normales >20 cm. los teles de 300 funcionan perfectamente, en cualquier caso no creo que podamos distinguir la calidad de la imagen respecto a uno de 150 mm, aunque teoricamente, sería posible hacerlo por un experto observador.
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Mensajepor Alex » 13 Feb 2007, 21:58

Como esto de los archivos parece que funciona, os remito otro, tambien interesante sobre la medida del seeing del Observatorio Huancayo, donde la resolucion la estiman entre 0,5" y 2" nada menos. Cualquier telescopio de aficionado consigue esas resoluciones sin problemas!!

http://www.divshare.com/download/125157-2a7

(Es muy "matemático")
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