dijous, 27 de març de 2014

6. Introducció a l'Observació Astronòmica, 2.1.3 / 2.1.4

2.1.3 PRINCIPIS ÒPTICS

Com hem explicat en apartats anteriors, la qualitat de l'observació astronòmica dependrà de la quantitat de llum que captin els nostres ulls. La millor manera que hem trobat fins avui d'optimitzar al màxim la recol·lecció de llum és mitjançant telescopis, instruments que en realitat funcionen gràcies a uns principis òptics molt senzills, tot i que el seu desenvolupament tècnic ha arribat avui en dia a extraordinaris nivells de desenvolupament. La primera regla bàsica que cal tenir en compte és que recollir llum amb un telescopi és com recollir aigua de pluja amb una galleda: En recollirem més contra més ampla i profunda sigui la galleda. Els principals aspectes que definiran la capacitat d'un telescopi, doncs, seran l'obertura o diàmetre i la llargària o distància focal.

Esquema bàsic del funcionament del telescopi

Els telescopis es basen en dos fenòmens que afecten la llum : La refracció i la reflexió.

Refracció
La llum, quan es mou en un determinat medi, ho fa en línia recta. Però quan canvia de medi, pateix una desviació. Això s’observa fàcilment quan posem un pal dins l’aigua o una canya en un got: Sembla que el pal o la canya es dobleguin dins el líquid, quan en realitat són tan rectes com sempre. Aquest desviament de la llum s’anomena “refracció” i és el principi en el que es basen les lents: Una lent és un tros de vidre amb una forma tal que, quan els rajos de llum la travessen, aquests són desviats bé concentrant-los en un punt (lent convergent) o bé fent-los separar (lent divergent). Aviat es va observar que les lents convergents, en concentrar la llum en un punt, tenien la propietat d’augmentar la mida i la nitidesa de les imatges de les quals provenia aquesta llum. Els primers telescopis que es van inventar eren els que funcionaven a base de lents i aprofitaven la refracció de la llum. Per això s’anomenen “telescopis refractors”. Són els telescopis que a tots ens vénen al cap, en els quals la llum entra per un costat del tub i l’observador posa l’ull a l’altre.


Reflexió
La llum també pot rebotar quan es troba amb un obstacle, sortint reflectida en un determinat angle. Tots ens hem vist reflectits a l’aigua o ens posem cada dia davant un mirall. Podem aprofitar aquesta reflexió construint un mirall que concentri els raigs de llum en un punt determinat. Així aconseguirem el mateix efecte que produiria una lent: Un augment de la mida i la nitidesa de la imatge de la qual provenen els raigs de llum. Així funcionen els “telescopis reflectors”, inventats per Isaac Newton, els quals només tenen una obertura. La llum entra per ella i arriba al final del tub, on rebota en un mirall còncau i és reflectida i concentrada de nou cap amunt, fins un altre mirall col·locat obliquament, que l’envia a l’ocular, situat al costat de l’obertura.


Relació focal
El quocient entre la distància focal i el diàmetre ens donarà la "relació focal" (f), que indica el poder de recol·lecció de llum del telescopi i, per tant, la lluminositat de les imatges que ens oferirà. Un telescopi de 1000 mm de focal i 100 mm de diàmetre tindrà una relació focal f:10 i un de 1200 x 150, una relació focal f:8.
A més f, més petit serà el camp de visió, però més grans els objectes que hi veurem. Les relacions focals altes (de f:9 a f:12) van bé per a observar els planetes, que volem veure tan grans com sigui possible i com que són molt brillants no ens cal un gran poder de captació de llum.
A menys f, veurem un tros de cel més gran i captarem objectes més tènues, tot i que els veurem més petits. Aquests telescopis (f:5 a f:8) ens serviran per a l'espai profund, on hi ha objectes molt poc brillants dels quals hem de captar tota la llum que sigui possible.


2.1.4 COMPONENTS BÀSICS DEL TELESCOPI

Citem ara els components que trobarem a qualsevol telescopi, sigui del tipus que sigui, deixant per a més endavant les particularitats que diferencien els refractors dels reflectors (amb videos inclosos). En un telescopi es distingeixen bàsicament dos components: L’objectiu i l’ocular.

L’objectiu és la lent o mirall que capta la llum i forma la imatge. Contra més gran sigui el seu diàmetre, més llum captarà i les imatges seran més lluminoses i nítides. Aquest objectiu concentra la llum en un punt concret anomenat focus, on la imatge serà el més nítida possible. Allà on es forma la imatge trobarem el plànol focal. Darrera seu es col·loca l’ocular.

L'ocular és una petita lent que augmentarà la imatge produïda al pla focal en la mesura que més convingui (fins a un cert límit, com veurem). Els augments sempre comportaran una reducció del camp de visió, així que per a observar regions àmplies del cel és millor utilitzar oculars de pocs augments, reservant els de grans augments per a observar objectes concrets, com la Lluna o els planetes. Però atenció: A mesura que utilitzem augments més elevats per a centrar-nos en un objecte determinat, el moviment d'aquest serà més acusat i ens costarà més mantenir-lo a l'objectiu del telescopi.
Els augments que produeixi el telescopi dependran de la “distància focal”, és a dir, la distància entre l’objectiu i el focus, expressada sempre en mil·límetres: Contra més llarga sigui, més augments aconseguirà el telescopi però, com hem dit, més petit serà el camp de visió que puguem abastar. La relació entre la focal de l’objectiu i la focal de l’ocular ens donarà els augments disponibles. Així, si tenim un telescopi de 1000 mm de focal amb un ocular de 20 mm, els augments que oferirà seran:

1000 / 20 = 50 augments

De la mateixa manera, un ocular de 5 mm ens donarà:

1000 / 5 = 200 augments

La focal de l’ocular va sempre indicada al propi ocular, i convé tenir-ne de vàries mides per tal d’aconseguir diferents augments segons convingui. Però atenció: Hi ha un límit pràctic als augments que ens pot oferir cada telescopi. Més enllà d’aquest límit, les imatges que obtindrem seran molt deficients i no ens serviran per a res. Aquest límit és el resultat de multiplicar el diàmetre de l’objectiu per 2 en els refractors i 1’5 en els reflectors. Així, en un refractor de 90 mm de diàmetre podrem arribar als 180 augments i no més enllà. En un reflector de 150 mm podríem arribar als 300. I així successivament.
Recordem: Els oculars, contra MENYS mil·límetres de focal, MÉS augments proporcionen, i sempre a costa de reduir el camp de visió i accelerar el moviment dels astres. I són molt delicats i cars, així que només els traurem de la capseta quan els utilitzem i quan no, ben guardats. Uns bons oculars ens poden durar tota la vida i els més utilitzats per la seva relació qualitat-preu són els de tipus Pösssl i Kellner.

Oculars de 35, 25 i 9 mm

El cercador o "finder" és una petita mira telescòpica que ens servirà per apuntar més fàcilment el telescopi cap als objectes del firmament. Per tal que ens sigui útil ha d'estar perfectament alineat amb el telescopi, és a dir, que allò que veiem pel telescopi ha de ser exactament allò que es vegi pel cercador. Caldrà doncs calibrar bé el cercador abans d'iniciar la sessió d'observació. Per a fer-ho, el més senzill és enfocar el telescopi cap algun objecte no gaire llunyà i ben visible (una torre, un campanar...) i, un cop fixat, ajustar el cercador amb els tres petits cargols que el subjecten fins que aquest enfoqui el mateix que tenim a l'ocular del telescopi. És més senzill fer aquests ajustaments amb llum solar que de nit. Si ho fem bé, l'observació serà molt més àgil i  trobarem molt més fàcilment els objectes del cel, molts dels quals són força difícils de centrar a l'ocular del telescopi.


Cercador o "finder"
Ja coneixem els components bàsics del telescopi. Ara parlarem d'uns altres components sovint oblidats, però sense els quals el telescopi ens serviria de ben poc. Uns components que ens permeten no esgotar-nos aguantant l'instrument a pes, apuntar-lo sense esforç allà on calgui, evitar vibracions nocives, seguir els astres en el seu moviment a través del cel i moltes coses més. Ara parlarem de les muntures i els trípodes.

Següent


divendres, 21 de març de 2014

5. Introducció a l'Observació Astronòmica, 2.1.1 / 2.1.2

2ª PART: OBSERVACIÓ TELESCÒPICA

2.1 COM OBSERVAR

2.1.1 CONSIDERACIONS GENERALS

Quan algú mira per primera vegada el cel a través d’un telescopi, si no s’ha informat abans, sol patir una gran decepció. El que veu no s’assembla gens a les fotografies que ha vist a la premsa, a la televisió o a la xarxa: Planetes enormes i plens de detalls, galàxies lluminoses amb milers d’estels o nebuloses de formes definides i colors esclatants. Això és per que aquestes imatges han estat obtingudes pels grans telescopis (alguns d’espacials) després de moltes hores d’exposició i un ampli tractament posterior a base de software, filtres i tota mena d’eines. Els objectes celestes estan a distàncies enormes i la seva llum ens arriba extremadament debilitada. Un procediment que podem utilitzar per a millorar la seva visió és el de captar aquesta dèbil llum durant molta estona i anar-la acumulant en una fotografia de llarga exposició. El telescopi haurà d’estar motoritzat, per tal de compensar el moviment de rotació terrestre i evitar que la imatge surti moguda. I així, després de molta estona, aconseguirem una foto ben bonica d’una galàxia o d’una nebulosa. Però els nostres ulls no són una càmera amb control d’obturador, no poden acumular llum, només veuen en funció de la llum que capten a cada instant, així que el que es veu “en directe” mai aconseguirà ni tan sols acostar-se al que es pot aconseguir amb la fotografia.
Però atenció: El que veiem quan mirem pel telescopi sempre serà real, serà en directe, serà la llum que ha viatjat durant anys i panys a través de l’espai per acabar topant amb els nostres ulls. Nosaltres solets haurem cercat i trobat l’objecte que volíem observar, haurem ajustat el telescopi per a obtenir la millor imatge, ho estarem compartint amb els amics…
Tot això, no té preu!

2.1.2 ORÍGENS DEL TELESCOPI


Les propietats de lents i miralls eren conegudes des d’antic. De lents se n’han desenterrat algunes de primitives a Creta i Àsia Menor, que podrien tenir fins a 4000 anys d’antiguitat. La llegenda explica que Arquímedes utilitzà miralls per a incendiar a distància els vaixells romans que assetjaven Siracusa. Ja a Roma, es diu que Neró sostenia una maragda treballada davant els ulls quan anava al circ per a veure millor l’espectacle. El primer tractat seriós sobre òptica el realitzà el físic àrab Alhazen al segle X. A Europa occidental, el primer que estudià les propietats de les lents fou Roger Bacon al segle XIII i al XIV les lents biconvexes eren ja habituals a Itàlia. A començaments del segle XVII, els mestres holandesos eren els millors constructors de lents d’Europa i va ser un d’ells, Hans Lippershey o, millor dit, un dels seus aprenents, qui descobrí el poder d’augment de dues lents combinades cap a l’any 1606. Feta la descoberta, Lippershey decidí muntar dues lents als extrems d’un tub i mirar per un dels forats per a veure les coses més grans: Havia creat el primer telescopi. O el segon o el tercer, per que diversos holandesos afirmaven haver construït telescopis abans que Lippershey. Sigui com sigui, al principi els holandesos només contemplaren un ús militar i naval per al telescopi i equiparen els seus vaixells amb els primers binoculars. Per cert, curiosament fou un matemàtic grec, Ioannes Dimisiani, qui batejà l’invent l’any 1612 en base a dos mots grecs que signifiquen “visió a distància”.
Mentrestant, a Itàlia el genial Galileu Galilei va tenir notícies de l’invent holandès i decidí construir-se’n un, a veure com funcionava. La grandesa de Galileu residí en que el primer que va fer amb el telescopi no va ser mirar els vaixells enemics sinó els astres. I descobrí un nou món per a la ciència i per a nosaltres. Més endavant, un altre geni, Johannes Kepler, suggerí algunes millores al disseny de Galileu. I molts anys després, un geni encara més gran, Isaac Newton, creà un nou tipus de telescopi que, en certs aspectes, era millor que tots els anteriors. Molts altres noms van contribuir a l’evolució del telescopi, que continua encara avui en dia. Quan observem el firmament a través d’un telescopi hem de recordar tots aquells que, amb el seu talent i esforç, han ajudat a que tal privilegi sigui possible.


Galileu i dos dels seus telescopis
 Següent

divendres, 14 de març de 2014

4. Introducció a l'Observació Astronòmica, 1.2

1.2 QUÈ OBSERVAR

Establerts ja els fonaments de l’observació astronòmica, descobrirem ara el que podem veure a simple vista o amb binocles. Més endavant ja parlarem del que podem veure amb l’ajuda d’un telescopi.
Cal tenir en compte un aspecte que, per obvi, moltes vegades oblidem: Tot i semblar bidimensional, el firmament és en realitat tridimensional, els astres semblen estar tots a la mateixa distància però en realitat uns estan molt més lluny que els altres, a distàncies que difícilment podem concebre. I és realment esfereïdor pensar que aquella llum està formada per uns fotons que han acabat topant amb la nostra retina després d'un viatge de milers de milions de quilòmetres...


1.2.1 LA LLUNA

El nostre satèl·lit gairebé sempre és allà i, afortunadament, no sempre és igual. Les seves fases representen tot un atractiu per a l’observador. A ull nu poca cosa  descobrirem de la seva superfície: Només constatarem que sembla tenir zones de diferents tonalitats. Antigament es va suposar que eren mars i el nom va quedar. Aprofitem per a observar-la algun dia que hi hagi un eclipsi lunar o simplement un dia d’aquells que  l’atmosfera ens la fa veure més gran. També podem gaudir de les conjuncions que es produeixin quan passi a prop d’altres astres. Com vam indicar anteriorment, amb uns binocles la podrem gaudir molt més.


1.2.2 PLANETES

Els planetes observables a simple vista són els cinc que ja coneixien els antics: Mercuri,  Venus, Mart, Júpiter i Saturn. A ull nu es veuen com simples estels però, a diferència d’aquests, els planetes es mouen i no fan pampallugues. Com vam dir anteriorment, transitaran sempre seguint l’eclíptica i les constel·lacions del zodíac.
Mercuri i Venus seran sempre a la vora del Sol, així que només es veuran durant una estoneta quan el Sol ja s’ha post o quan és a punt de sortir, depenent del costat del Sol on siguin en aquell moment. Dels dos, Mercuri és difícil de veure i es presentarà en el millor dels casos com una estrelleta molt feble, però Venus és una espectacular lluminària, el tercer objecte més brillant del cel després del Sol i la Lluna.
Els planetes exteriors, en estar lluny del Sol, en general es veuen durant més estona que els interiors. Tots ells es veuen com simples estels més o menys intensos, depenent de la distància a la que es trobin: Mart es presenta com una estrella vermellosa, Júpiter com un objecte molt brillant i Saturn com un estel de brillantor moderada que varia, a més de la distància a què es trobi, pel grau d’inclinació dels seus anells. Per suposat, sense ajuda òptica no veurem ni anells ni llunes, apart de la nostra.
Diuen que, en nits molt clares i molt fosques, és possible veure Urà com una dèbil estrella de la 6ª magnitud, perduda enmig de centenars d’estrelles més brillants. Neptú, Plutó o els asteroides que ronden pel Sistema Solar són invisibles sense ajuda telescòpica.



1.2.3 CONSTEL·LACIONS


Sense dubte, del que més podem gaudir a ull nu és de les constel·lacions que cobreixen el firmament. Amb les eines que us vam recomanar, us serà fàcil i estimulant anar-les descobrint per vosaltres mateixos. Seria molt llarg nomenar-les una a una, així que en destacarem algunes de les més atractives segons l’època de l’any, preferiblement aquelles que veurem al vespre o a primera hora de la nit.

Tot l’any: Des de la nostra latitud, les constel·lacions circumpolars sempre són visibles. Al voltant de l’estrella polar, la cua de l’Óssa Menor, veurem l’Óssa Major i Cassiopea, una constel·lació en forma de W. A l’Óssa Major podem posar a prova la nostra vista observant Mizar… a veure si hi detectem res estrany. Cassiopea està en una regió del cel copada per membres de la seva família: El seu espòs Cefeu, la seva filla Andròmeda i el seu gendre Perseu amb el seu cavall Pegàs. Però Andròmeda, Perseu i Pegàs es veuen millor a la tardor.
Constel·lacions Circumpolars
Hivern: Gaudirem d’Orió, la constel·lació més espectacular de tot el cel. Representa un caçador sobre el que s’expliquen diverses històries. Per exemple que, després d’abatre tot tipus de bèsties, finalment morí per la picadura de l’escorpí i que per això ambdós estan situats en indrets oposats del firmament. A Orió hi ha de tot: Les tres estrelles del mig formen un asterisme anomenat “Cinturó d’Orió” o “Les tres Maries”. D’ell penja una tènue taca blanquinosa que sembla una espasa: És la Nebulosa d’Orió (M42). Les quatre estrelles dels cantons són també destacables: Betelgeuse, una gegant vermella 400 vegades més gran que el Sol; Bellatrix, Saiph i la nostra vella amiga Rigel, una supergegant blava… 57.000 vegades més brillant que el Sol!
Seguint Orió en el seu moviment pel firmament van els seus fidels gossos: El Ca Major amb Sírius, l’estel més brillant del cel i el Ca Menor, amb la també destacable Procyon.
Al gener gaudirem de la millor visió de Taure i el cúmul de les Plèiades, el més bonic del cel. A veure quantes estrelles en podeu comptar!
Orió i els Cans Major i Menor
Primavera: Una bona època per a observar Leo i el seu estel més brillant, Regulus. També els Bessons Càstor i Pòl·lux o el Cotxer, amb la brillant Capella, la sisena estrella més brillant del cel. A finals de primavera no ens hem de perdre la terna formada per Verge (amb la brillant Spica), Escorpí (i la roja Antares) i Sagitari amb la ja comentada Tetera.


Escorpí i Sagitari


Estiu: Anteriorment ja hem parlat del Triangle d’Estiu, que domina el panorama durant aquesta època de l’any: Observarem les constel·lacions de Cigne, Àguila i Lira, amb la blavosa Vega. Com que l’estiu és l’època climàticament més agraïda, haurem d’aprofitar el temps i observar també, entre moltes altres, les constel·lacions del Bover (amb Arcturus, la tercera estrella més brillant del cel nocturn) i Hèrcules, dins la qual es troba l’àpex solar, el punt cap a on es dirigeix el Sol en el seu recorregut entorn el centre de la Via Làctia.

Tardor: Aquesta estació la podrem dedicar de nou a observar com cal la família de la reina Cassiopea. Andròmeda, la seva filla, va ser una bella princesa condemnada per la gelosia d’Hera a ser entregada a un monstre marí. Encadenada a unes roques vora el mar, va ser salvada in extremis per Perseu, amb qui es va casar. Per això, tots dos conviuen eternament l’un al costat de l’altre al cel. A Andròmeda hem de parar atenció a una regió molt determinada del cel. En una nit molt clara i fosca, diuen que a simple vista es pot arribar a veure una taca blanquinosa: Es tracta de la Galàxia d’Andròmeda (M 31), situada a 2’5 milions d’anys llum. És l’objecte més llunyà visible a ull nu, tot i que jo no l’he vist mai sense telescopi. A veure si vosaltres ho aconseguiu!

 
Perseu, Andròmeda i Pegàs

1.2.4 VIA LÀCTIA

Sobretot a l’estiu, en un cel ben fosc veurem una banda lluminosa creuant el cel: és la Via Làctia, la nostra pròpia Galàxia, que veiem transversalment. El seu centre està a uns 30.000 anys llum en direcció a la constel·lació de Sagitari, però no el veiem per que queda ocultat per densos núvols de gas i pols. A l'hemisferi sud es veu molt més poblada que al nord, i guanya molt observada amb uns binocles. La millor època per a observar-la des de la nostra latitud és durant els mesos d'estiu. Mesura uns 100.000 anys llum de punta a punta i nosaltres estem a uns 2/3 de camí del centre al límit exterior. 

Panoràmica global de la Via Làctia vista des de la Terra



1.2.5 GALÀXIES, NEBULOSES, COMETES I ALTRES

Degut a la seva enorme distància, l’única galàxia visible a ull nu és, i en circumstàncies excepcionals, la Galàxia d’Andròmeda. També a simple vista podem intuir força bé la Nebulosa d’Orió. I fins aquí els objectes d’espai profund visibles sense telescopi… al nostre hemisferi. Per que a l’hemisferi sud gaudeixen de dues galàxies visibles a simple vista: Són els Núvols de Magallanes, dues galàxies nanes, satèl·lits de la Via Làctia, que es mostren com dues taques blanquinoses vora el Pol Sud celeste.
Esporàdicament rebrem la visita d’algun cometa, roques de gel provinents de l’extraradi del Sistema Solar que potser passen només una vegada i no tornen mai més o tenen periodes de molts i molts anys. Quan s’acosten al Sol, el vent solar evapora el gel i es forma una cua que sempre s’estén en direcció oposada al Sol, també quan el cometa s’allunya d’ell. En les darreres dècades hem tingut mala sort amb els cometes i n’hi ha hagut molt pocs de realment vistosos. És impossible saber quan en tindrem algun d’aquests: Els que tenim catalogats, com el cometa Halley, són cometes de curt període i molt poc brillants, per que han passat tantes vegades vora el sol que ja pràcticament no tenen gel i formen una cua molt tènue.
D’asteroides no se’n veuen a ull nu però si de meteors, minúscules restes de la cua d’algun cometa que la Terra escombra quan passa per la seva òrbita i s’incendien quan entren a l’atmosfera formant els estels caients o fugaços. En alguns moments de l’any aquesta pluja d’estels és particularment intensa. Entre d’altres, les Perseides el 12-13 d’agost o les Leònides el 17-18 de novembre poden constituir, segons l’any, un espectacle fascinant.

I fins aquí el que podem veure al cel nocturn a ull nu o ajudats de binocles, que no és poca cosa i, a més, és gratis. Però podem anar molt més enllà, si descobrim que l’observació astronòmica ens agrada i disposem d’algun diner per a invertir en la nostra nova afició. Potser ens plantejarem adquirir un telescopi. Però de seguida sorgeixen preguntes inquietants... Quin tipus de telescopi? Què s’hi veu? Quant val? El sabré fer anar? Quants augments? Quina muntura?
A la segona part d’aquesta I.O.A. us explicarem tot el que sempre havíeu volgut saber i mai us havíeu atrevit a preguntar sobre aquests fascinants i desconeguts aparells.


Següent

diumenge, 9 de març de 2014

LES PLÈIADES (M45)

Un cúmul estel·lar és un grup d'estrelles atretes entre elles per la gravetat. Hi ha dos tipus de cúmuls estel·lars: Cúmuls globulars i cúmuls oberts. Els cúmuls globulars són agrupacions denses de centenars o milers d'estrelles velles, mentre que els cúmuls oberts contenen generalment uns pocs centenars d'estrelles molt joves. Un molt bon exemple d'aquest darrer tipus de cúmul el constitueixen les Plèiades.

Principals estrelles de les Plèiades
Nom             Designació       Magnitud aparent    Tipus espectral
Alcíone Eta Tauri 2.86 B7IIIe
Atles 27 Tauri 3.62 B8III
Electra 17 Tauri 3.70 B6IIIe
Maia 20 Tauri 3.86 B7III
Mèrope 23 Tauri 4.17 B6IVev
Taígete 19 Tauri 4.29 B6V
Plèione 28 Tauri 5.09 (var.) B8IVep
Celeno 16 Tauri 5.44 B7IV
Astérope 21 i 22 Tauri 5.64;6.41 B8Ve/B9V




Les Plèiades (M45) són el cúmul estel·lar més espectacular que podem observar sense un gran telescopi, ja que es troben a "només" uns 440 anys llum de nosaltres, a la constel·lació de Taure. El seu nom prové de les 7 filles del tità Atles i la ninfa Plèione. Han estat conegudes per totes les cultures, començant pels Sumeris, que les representaven sovint. Són també conegudes a Catalunya com Les Cabrelles, les Set Germanes o, al Japó, Subaru (us heu fixat mai en l'emblema de la marca?). 
Des d'antic, Les Plèiades s'han utilitzat com a test d'agudesa visual: Normalment veiem 7 estels, però amb una vista aguda se'n poden veure 9 (tot i que, en realitat, n'hi ha uns 1000, impossibles de distingir sense un telescopi). Són estels molt joves que seguiran agrupats almenys durant 250 milions d'anys. Després, s'aniran dispersant a causa de la interacció gravitacional amb el seu veïnatge galàctic. Amb un petit telescopi són un autèntic espectacle!





MIZAR I ALCOR

Fixem-nos en l'estrella central del mànec de l'Ossa Major: Un estel de magnitud aparent 2'23 anomenat Mizar. Sembla un sol estel, però una observació detallada a ull nu pot revelar l'existència de dues estrelles. Aquest fet s'utilitzava com a test d'agudesa visual ja des d'antic.
L'estrella companya de Mizar és Alcor. Durant molts anys s'ha cregut que aquest sistema no constitueix un estel doble sinò una "binària òptica": Dos estels que semblen estar junts quan en realitat el que passa és que un està molt més a prop de nosaltres que l'altre però que, a l'estar a la mateixa línia visual, dónen la impressió de formar una unitat. Les darreres observacions, però, semblen indicar que realment els dos estels sí estan units gravitatòriament.



Però la sorpresa continua si deixem de banda Alcor i ens fixem solament en Mizar: Ja amb l'ajuda del telescopi, descobrim que la mateixa Mizar ja és un estel doble! De fet, va ser el primer estel doble descobert amb telescopi i ho va ser pel propi Galileu l'any 1617. Mizar A i B orbiten al voltant d'un centre comú cada 5000 anys, sent la primera dues vegades més lluminosa. Però la sorpresa va molt més enllà, per que tant Mizar A com B... són elles mateixes estrelles dobles! Impossibles de distingir òpticament, un estudi espectroscòpic (basat en l'efecte Doppler de la llum) revelà l'any 1889 que Mizar A consta de dos estels, esdevenint la primera "binària espectroscòpica" descoberta. Més tard la mateixa tècnica permeté comprovar que Mizar B també és binària. Així doncs, quan observeu aquell simple punt lluminós al mànec de l'Ossa Major, en realitat estareu veient un intrincat sistema de fins a 5 estels situat a uns 80 anys llum de nosaltres. La nit passada el vam observar amb el nostre petit telescopi, heus ací el resultat:


dissabte, 8 de març de 2014

3. Introducció a l'Observació Astronòmica, 1.1.4

1.1.4 EL CEL

CONSTEL·LACIONS

Astronòmicament parlant, el cel està dividit en agrupacions d'estels anomenades constel·lacions, que no cal confondre amb els asterismes, dels quals en parlarem més endavant. Les constel·lacions tenen el seu origen a la més remota antiguitat i van ser creades ja pels homes primitius unint imaginàriament grups d'estels per a formar imatges, generalment inspirades en la seva mitologia divina, car era allà, al cel, on habitaven els seus déus. Ja a les pintures rupestres de les coves de Lascaux apareix un toro amb uns puntets al costat, molt probablement una representació de la constel·lació de Taure i les Plèiades. Trobem les Plèiades sovint representades en documents sumeris i els egipcis reverenciaven la constel·lació d'Orió. Fins i tot les misterioses línies de Nazca, segurament també representin constel·lacions. Nosaltres, que hem heretat la concepció grega del món, reconeixem les constel·lacions que ells van imaginar, amb la seva bella mitologia associada. Tot i així, no cal ser eurocèntrics: Altres cultures antiquíssimes com la xinesa, la hindú o les precolombines van establir des de molt antic la seva pròpia manera d'agrupar els estels.
De les 88 constel·lacions actuals, gairebé la meitat provenen de la mitologia grega i l'altra meitat són gairebé totes a l'hemisferi sud, que els grecs no podien veure. Van ser els navegants europeus de l'Edat Moderna els qui van posar nom a les constel·lacions australs, d'aquí que aquestes no tinguin la màgia de les constel·lacions borals. L'astrònom grecoegipci del segle II Claudi Ptolomeu redactà un tractat d'astronomia, l'Almagest, on  dividí el cel en 48 constel·lacions. Aquest llibre va constituir el cànon astronòmic durant més de 1000 anys i es conservà a través dels àrabs, els millors astrònoms de l'Edat Mitjana. D'aquí que les constel·lacions actuals que utilitza l'astronomia siguin les del món hel·lènic i que molts estels tinguin bonics noms d’origen àrab.
A l'Edat Moderna, però, els astrònoms començaren a crear noves constel·lacions per tal de facilitar la ubicació dels astres. A poc a poc s'anaren complicant les coses i arribà un moment en què el cel era un autèntic campi qui pugui: Unes constel·lacions existien per a uns però no per als altres, tal estrella uns la ubicaven en una constel·lació però uns altres a la del costat, els astrònoms d'un país posaven noms patriòtics als astres, que al país veí es deien d'una altra manera... Per això, l'any 1928, la Unió Astronòmica Internacional (UAI) va decidir reagrupar oficialment l'esfera celeste en 88 constel·lacions amb límits ben precisos i inamovibles per a tothom. Es crearen noves constel·lacions i se'n suprimiren d'altres. Finalment, després de moltes discussions, apel·lacions i  pactes entre la comunitat astronòmica, el nou mapa celeste fou publicat per la UAI el 1930.
Cal tenir en compte un aspecte important, quan ubiquem objectes a les constel·lacions: Els límits de cada una d'elles solen abraçar una zona del cel més gran que la figura que li dóna nom (l'aparcel·lament del cel és totalment arbitrari) i algunes vegades un objecte que està molt a prop d'una figura en realitat pertany a la constel·lació veïna. Un bon exemple el constitueix M 51, la Galàxia del Remolí, que tot i estar molt a prop de la cua del mànec de l’Óssa Major, en realitat pertany a la constel·lació de Llebrers.


  

Les constel·lacions més grans són Hidra Femella, Verge i l’Óssa Major. Les més petites, Sageta, Cavallet i Creu del Sud. La UAI conserva les denominacions en llatí, usant com a relatiu a cada constel·lació el seu genitiu.
Les estrelles de cada constel·lació s'ordenen generalment de major a menor brillantor (però no sempre!) assignant-les lletres de l'alfabet grec: Alfa per la més brillant, Beta per la segona més brillant, Gamma per a la tercera... Així Rigel, el segon estel més brillant de la constel·lació d'Orió, també s'anomena "Beta Orionis". Però no només això! Hi ha molts catàlegs estel·lars, de manera que cada estel sol tenir diversos noms. De nou Rigel, per exemple, que a més de Beta Orionis es diu també 19 Orionis, HP 24436, HD 34085 o HR 1713.

Durant la nit, la rotació terrestre farà canviar lentament el cel. A mesura que avancin les hores, els astres aniran apareixent sobre l'horitzó per l'est i desapareixent per l'oest (i més ràpid del que sembla). A més, amb els pas dels mesos, conforme la Terra vagi fent el seu camí al voltant del Sol, les constel·lacions aniran canviant. Excepte, com veurem, les que són vora els pols.


ASTERISMES
Un asterisme és una agrupació d'estrelles brillants, d'una mateixa constel·lació o de constel·lacions diferents, que formen elles mateixes una figura pròpia. Entre els primers exemples, el carro o cullera de l’Óssa Major o la "tetera" de Sagitari. A l'altra banda trobem el Triangle d'Estiu, format per les estrelles més brillants de les constel·lacions de Lira, Cigne i Àguila.



La "Tetera" de Sagitari.
 

COORDENADES CELESTES

Situar els objectes segons a quina constel·lació estiguin és un sistema molt inexacte i es fa necessari obtenir més precisió. Per això s'han establert diversos sistemes de coordenades celestes que, igual que les coordenades terrestres en un mapa, permeten determinar  la  posició exacta de qualsevol punt del firmament. Els fonaments teòrics d'aquests sistemes són molt complicats i, per a l'observació astronòmica inicial, no són necessaris. En essència, ens hem d'imaginar el cel com la part interior d'una immensa esfera que ens envolta a molta distància. En l'observació a ull nu les coordenades celestes poc importen, però si tenim un telescopi podrem orientar la muntura cap a qualsevol objecte del cel si en sabem les coordenades. A vegades, trobar alguns objectes especialment tènues es pot fer molt complicat sense recórrer als números. Actualment s'utilitzen sobretot dos sistemes de coordenades:

Les coordenades equatorials són un sistema de coordenades celestes que permeten determinar la posició d'un cos respecte a l'equador celeste i el primer punt d'Àries. Les seves dues coordenades són l'ascensió recta (AR) i la declinació (DEC).
L'AR equivaldria a la longitud en coordenades terrestres i s'expressa en hores, minuts i segons.
La DEC equivaldria a la latitud en coordenades terrestres i s'expressa en graus, de 0 a +90 a l'hemisferi nord i  de 0 a -90 a l'hemisferi sud.

Les coordenades horitzontals o altazimutals es basen en la mesura de determinats angles i les seves coordenades són Elevació i Azimut. És molt menys usada en astronomia aficionada que el sistema equatorial.

 
Coordenades Equatorials de Sirius

Un concepte important en aquest apartat és el de l'eclíptica. L'eclíptica és una línia imaginària que creua el cel i que equivaldria a la prolongació del pla equatorial del Sol. És el pla on  giren la majoria de planetes i on el mateix Sol sembla anar canviant de constel·lació a mida que la Terra l'orbita. L'eix de la Terra està inclinat gairebé 24º respecte l'eclíptica: Si no fos així, aquesta coincidiria amb l'equador. Des de la Terra, tots els planetes es mouen amunt i avall per l'eclíptica, que s'anomena així per que és on es produeixen els eclipsis: La Lluna no es mou en el pla de l'eclíptica sinó amb 5 º d'inclinació sobre ella, per això de tant en tant la creua, mentre puja o mentre baixa, per un dels dos punts anomenats "nodes". Si en aquell moment coincideix al node amb el Sol o l'ombra de la Terra, es produirà un eclipsi solar o lunar, respectivament.
Les constel·lacions que queden just darrera l'eclíptica formen una espècie d'escenari per on circulen els planetes i el Sol: El Zodíac. Per cert, són més de dotze constel·lacions.

 
Esquema transversal del Sistema Solar i de la trajectòria lunar vista des de la superfície terrestre

Acabarem aquest apartat parlant del pols celestes. Són els punts més al nord (Pol Nord celeste) i més al sud (Pol Sud celeste) de l'esfera celeste, allà on se li incrustaria una imaginària prolongació de l'eix de rotació terrestre. Els pols celestes han tingut des de sempre una gran importància en la navegació i l'orientació, ja que són punts fàcils de determinar gràcies a certs estels. Com que estan a prop del pol, aquests estels sempre són visibles des del seu hemisferi respectiu i gairebé no canvien de posició encara que la resta del cel vagi rotant: Són estels i constel·lacions circumpolars. Al Nord, l'Estrella Polar i l'Óssa Menor sempre són visibles vora el pol. Al Sud, aquesta propietat l'assumeix la constel·lació de la Creu del Sud.

 
Constel·lacions circumpolars del Nord


Hem acabat ja la farragosa però necessària fase teòrica d'aquesta primera part. Ara, a observar! 


Següent