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Construcción de telescopios y astronomía observacional

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Simulador de coma

26.02.2008 19:18

Junto con Santiago Roland desarrollamos este software con el fin de proveer de una herramienta que permita predecir el comportamiento de la óptica y el detector durante el proceso de diseño de un telescopio. Este software permite graficar la forma de la coma en la superficie del detector (CCD, película fotográfica) mostrando el tamaño de la misma en: micras, pixeles o segundos de arco. El software también permite mostrar todo el campo con una estrella artificial en la posición que el operador seleccione, eligiendo distancia al eje óptico y posición en el plano.




26.02.2008 19:18

Como sabemos, el espejo principal que se utiliza para los telescopios newtonianos es cóncavo y la figura es un paraboloide de revolución, donde su eje, es el eje óptico del telescopio. El sistema newtoniano necesita de un segundo espejo, más pequeño que el primero que se llama espejo secundario. Este espejo es plano y es colocado en el centro del telescopio, pasando por el eje óptico del mismo, lo que ocasiona que la imagen que brinda éste, sea un poco menos contrastada y con un poco menos de resolución, sobre todo en los detalles finos. Si nuestro interés son las imágenes lo más limpias posibles, antes de preocuparnos de la presencia del secundario, que por el solo hecho de su presencia, distorsionará la imagen ya que es una propiedad inherente en sistemas que tengan una obstrucción central, debemos prestar atención a otra “molestia” ó aberración que puede aparecer en nuestra imagen. Esta aberración se da antes de que a luz llegue al espejo secundario. Es en el espejo primario mismo y es una aberración totalmente natural que no solo se encuentra en espejos parabólicos sino también en lentes. Esta aberración se conoce como “aberración de coma”, que viene del latín y significa cometa. Quizá sea de nuestro conocimiento por experiencia, que al mirar a través de un telescopio las estrellas que se encuentran en el borde del campo de visión se encuentran como alargadas, estiradas o deformadas en algo que se podría asimilar graciosamente a un “cometa”. También notamos que la aberración es común a todas las estrellas que se encuentren cerca de los bordes. Este hecho es debido a que la aberración de coma es una “aberración de campo”, ó dicho en inglés, “field aberration”. La coma presente en los telescopios newtonianos (tema de interés de esta exposición), no es igual en su magnitud para todos los telescopios, sino que depende de características del mismo, como ser distancia focal, relación focal, etc.
La propuesta de este trabajo es investigar un poco como se comporta esta aberración, un poco para aprender de ella, predecirla y eventualmente poder elegir el sistema newtoniano que nos provea de la menor coma posible, aparte de la corroboración de los resultados expuestos por otros trabajos similares a este.

Conclusiones:
Como resumen final podemos decir que la aberración de coma afecta a todos los telescopios (newtonianos en este caso) y su impacto en una imagen estelar depende de 2 cosas

1. La relación focal del telescopio
2. La distancia al eje óptico que tenga la estrella

Sabiendo estos dos datos de nuestro interés, podemos recurrir a representar la figura de aberración de coma y ver su forma. También podemos medir el largo o diámetro máximo de esta aberración y llegar a un modelo o fórmula que describa lo que ocurre.
Esto es particularmente útil para cuidar aspectos estéticos como por ejemplo, la ausencia de aberración de coma notoria en una fotografía ó imagen CCD de un campo estelar. Aquí los criterios de tolerancia están dirigidos por el usuario.
Podemos querer saber cual es el campo en el que la figura de coma queda contenida en el píxel de nuestra CCD ó queda escondida en la PSF de la estrella, producto del seeing atmosférico, etc.
Como gratificación final, quedamos conformes con haber reproducido bien, lo que otros colegas han hecho en el estudio de la aberración de coma y ver que las diferencias entre los modelos empíricos son pequeñas y es producto de diferentes procedimientos realizados por los diferentes autores.Santiago Roland



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