Un filtro astronómico es un accesorio de telescopio que consiste en un filtro óptico utilizado por astrónomos aficionados para simplemente mejorar los detalles de los objetos celestes , ya sea para verlos o para fotografiarlos. Los astrónomos investigadores , por otro lado, utilizan varios filtros de paso de banda para fotometría en telescopios, con el fin de obtener mediciones que revelen las propiedades astrofísicas de los objetos , como la clasificación estelar y la ubicación de un cuerpo celeste en su curva de Viena .
La mayoría de los filtros astronómicos funcionan bloqueando una parte específica del espectro de color por encima y por debajo de un paso de banda , aumentando significativamente la relación señal / ruido de las longitudes de onda interesantes y haciendo que el objeto gane detalle y contraste. Mientras que los filtros de color transmiten ciertos colores del espectro y generalmente se usan para la observación de los planetas y la Luna , los filtros polarizadores funcionan ajustando el brillo y generalmente se usan para la Luna. Los filtros de banda ancha y de banda estrecha transmiten las longitudes de onda que emiten las nebulosas (por los átomos de hidrógeno y oxígeno ) y se utilizan con frecuencia para reducir la contaminación lumínica.. [1]
Los filtros se han utilizado en astronomía al menos desde el eclipse solar del 12 de mayo de 1706 . [2]
Los filtros solares bloquean la mayor parte de la luz solar para evitar daños en los ojos. Los filtros adecuados generalmente están hechos de una película duradera de vidrio o polímero que transmite solo el 0.00001% de la luz. Por seguridad, los filtros solares deben colocarse de forma segura sobre el objetivo de un telescopio refractor o la apertura de un telescopio reflector para que el cuerpo no se caliente de forma significativa.
Los pequeños filtros solares enroscados detrás de los oculares no bloquean la radiación que ingresa al cuerpo del telescopio , lo que hace que el telescopio se caliente mucho, y no es extraño que se rompan por el choque térmico . Por lo tanto, la mayoría de los expertos no recomiendan dichos filtros solares para los oculares y algunos distribuidores se niegan a venderlos o retirarlos de los paquetes de los telescopios. Según la NASA : "Los filtros solares diseñados para enroscarse en oculares que a menudo cuentan con telescopios económicos tampoco son seguros. Estos filtros de vidrio pueden romperse inesperadamente por sobrecalentamiento cuando el telescopio apunta al Sol, y el daño en la retina puede ocurrir más rápido que el observador. mueva el ojo del ocular ".[3]
Los filtros solares se utilizan para observar y fotografiar de forma segura el Sol , que a pesar de ser blanco, puede aparecer como un disco amarillo anaranjado. Un telescopio con estos filtros conectados puede ver directamente y correctamente los detalles de las características solares, especialmente las manchas solares y la granulación en la superficie , [4] así como los eclipses solares y los tránsitos de los planetas inferiores Mercurio y Venus a través del disco solar.
El Herschel Wedge es un dispositivo basado en prismas combinado con un filtro de densidad neutra que dirige la mayor parte del calor y los rayos ultravioleta fuera del telescopio, generalmente brindando mejores resultados que la mayoría de los tipos de filtros. El filtro H-alfa transmite la línea espectral H-alfa para ver las erupciones solares y las prominencias [1] invisibles a través de filtros comunes. Estos filtros H-alfa son mucho más estrechos que los que se utilizan para la observación nocturna H-alfa (consulte los filtros nebulares a continuación), pasando solo 0,05 nm (0,5 angstrom ) para un modelo común, [5]en comparación con 3 nm-12 nm o más para filtros nocturnos. Debido al paso de banda estrecho y los cambios de temperatura, a menudo los telescopios como ese se pueden sintonizar dentro de aproximadamente ± 0,05 nm.
La NASA incluyó los siguientes filtros en el Observatorio de Dinámica Solar , de los cuales solo uno es visible para los ojos humanos (450.0 nm): [6] 450.0 nm, 170.0 nm, 160.0 nm, 33.5 nm, 30.4 nm, 19.3 nm, 21.1 nm, 17.1 nm, 13,1 nm y 9,4 nm. Estos se eligieron por temperatura, en lugar de líneas de emisión particulares, al igual que muchos filtros de banda estrecha, como la línea H-alfa mencionada anteriormente.
Los filtros de color funcionan por absorción / transmisión y pueden indicar qué parte del espectro están reflejando y transmitiendo. Los filtros se pueden utilizar para aumentar el contraste y mejorar los detalles de la Luna y los planetas. Todos los colores del espectro visible tienen cada uno un filtro, y cada filtro de color se usa para traer una determinada característica lunar y planetaria; por ejemplo, el filtro amarillo n. ° 8 se usa para mostrar los cinturones de María y Júpiter de Marte . [7] El sistema Wratten es el sistema numérico estándar que se utiliza para hacer referencia a los tipos de filtros de color. Fue fabricado por primera vez por Kodak en 1909. [1]
Los filtros profesionales también están coloreados, pero sus centros de paso de banda se colocan alrededor de otros puntos medios (como en los sistemas UBVRI y Cousins ).
Algunos de los filtros de color comunes y sus usos son: [8]
Los filtros de densidad neutra , también conocidos en astronomía como filtros lunares, son otro enfoque para mejorar el contraste y reducir el deslumbramiento . Funcionan simplemente bloqueando parte de la luz del objeto para mejorar el contraste. Los filtros de densidad neutra se utilizan principalmente en la fotografía tradicional, pero se utilizan en astronomía para mejorar las observaciones lunares y planetarias.
Los filtros polarizadores ajustan el brillo de las imágenes a un mejor nivel para la observación, pero mucho menos que los filtros solares. Con estos tipos de filtro, el rango de transmisión varía del 3% al 40%. Por lo general, se utilizan para la observación de la Luna, [1] pero también se pueden utilizar para la observación planetaria. Consisten en dos capas polarizantes en una celda de aluminio giratoria , [9] que cambia la cantidad de transmisión del filtro al girarlas. Esta reducción del brillo y la mejora del contraste pueden revelar las características y detalles de la superficie lunar, especialmente cuando está casi llena. Los filtros polarizadores no deben usarse en lugar de filtros solares diseñados especialmente para observar el sol.
Los filtros de banda estrecha son filtros astronómicos que transmiten solo una banda estrecha de líneas espectrales del espectro (normalmente un ancho de banda de 22 nm o menos). Se utilizan principalmente para la observación de nebulosas . Las nebulosas de emisión irradian principalmente el oxígeno doblemente ionizado en el espectro visible , que emite cerca de 500 nm de longitud de onda. Estas nebulosas también irradian débilmente a 486 nm, la línea Hidrógeno-beta .
Hay dos tipos principales de filtros de banda estrecha: filtros de ultra alto contraste (UHC) y líneas de emisión específicas.
Los filtros de línea (o líneas) de emisión específicas se utilizan para aislar la línea o líneas de elementos o moléculas específicos para poder ver la distribución dentro de Nebula. Este es un método común para producir imágenes en falso color . Los filtros comunes se utilizan a menudo para el telescopio espacial Hubble , formando la denominada paleta HST, con colores asignados como tales: rojo = S-II; Verde = H-alfa; Azul = O-III. Estos filtros se especificarán comúnmente con una segunda cifra en nm , que se refiere a qué tan ancha se pasa una banda, lo que puede hacer que se excluyan o incluyan otras líneas. Por ejemplo, H-alfa a 656 nm, puede captar N-II (a 658–654 nm), algunos filtros bloquearán la mayor parte del N-II si tienen 3 nm de ancho. [10]
Las líneas / filtros de uso común son:
Líneas / filtros menos comunes:
Conocidos comúnmente como filtros UHC , estos filtros consisten en elementos que permiten el paso de múltiples líneas de emisión comunes fuertes, lo que también tiene el efecto de los filtros de reducción de contaminación lumínica similares (ver más abajo) de bloquear la mayoría de las fuentes de luz.
Los filtros UHC van desde 484 a 506 nm. [7] Transmite las líneas espectrales O-III y H-beta, bloquea una gran fracción de la contaminación lumínica y trae los detalles de la nebulosa planetaria y la mayoría de las nebulosas de emisión bajo un cielo oscuro. [14]
Los filtros de banda ancha, o de reducción de la contaminación lumínica (LPR), son filtros nebulares que bloquean la contaminación lumínica en el cielo y transmiten las líneas espectrales H-alfa , H-beta y O III , lo que permite observar nebulosas de la ciudad y luz contaminada. cielo. [1] Estos filtros bloquean la luz de vapor de sodio y mercurio , y también bloquean el resplandor natural del cielo , como la luz de la aurora l. [15] Los filtros de banda ancha se diferencian de los de banda estrecha en el rango de transmisión de longitudes de onda. Iluminación LEDes más de banda ancha, por lo que no se bloquea, aunque los LED blancos tienen una salida considerablemente menor alrededor de 480 nm, que está cerca de la longitud de onda O III y H-beta. Los filtros de banda ancha tienen un rango más amplio porque un rango de transmisión estrecho causa una imagen más tenue de los objetos del cielo, y dado que el trabajo de estos filtros revela los detalles de las nebulosas de los cielos contaminados por la luz, tiene una transmisión más amplia para obtener más brillo. [7] Estos filtros están especialmente diseñados para la observación de nebulosas y no son útiles con otros objetos del cielo profundo . Sin embargo, pueden mejorar el contraste entre los DSO y el cielo de fondo, lo que puede aclarar la imagen.