En astronomía , la magnitud límite es la magnitud aparente más débil de un cuerpo celeste que es detectable o detectado por un instrumento dado. [1]
En algunos casos, la magnitud límite se refiere al umbral superior de detección. En usos más formales, la magnitud límite se especifica junto con la fuerza de la señal (por ejemplo, "décima magnitud a 20 sigma "). A veces, la magnitud límite se califica por el propósito del instrumento (por ejemplo, "décima magnitud para fotometría "). Esta declaración reconoce que un detector fotométrico puede detectar luz mucho más débil de lo que puede medir de manera confiable.
La magnitud límite de un instrumento se cita a menudo para condiciones ideales, pero las condiciones ambientales imponen límites prácticos adicionales. Estos incluyen el clima, la luz de la luna, el resplandor del cielo y la contaminación lumínica. La Asociación Internacional de Cielo Oscuro se ha pronunciado a favor de la causa de la reducción del brillo del cielo y la contaminación lumínica .
A simple vista
La magnitud límite para la visibilidad a simple vista se refiere a las estrellas más débiles que se pueden ver a simple vista cerca del cenit en noches claras sin luna. La cantidad se usa con mayor frecuencia como un indicador general del brillo del cielo , ya que las áreas húmedas y contaminadas con luz generalmente tienen magnitudes limitantes más brillantes que las áreas desérticas remotas o de gran altitud. La magnitud límite dependerá del observador y aumentará con la adaptación a la oscuridad del ojo. En un cielo relativamente despejado, la visibilidad límite será aproximadamente de sexta magnitud. [2] Sin embargo, la visibilidad límite es de séptima magnitud para las estrellas débiles visibles desde áreas rurales oscuras ubicadas a 200 kilómetros de las principales ciudades. [3]
Incluso hay variaciones dentro de las áreas metropolitanas. Para aquellos que viven en los suburbios inmediatos de la ciudad de Nueva York , la magnitud límite podría ser 4.0. Esto corresponde a aproximadamente 250 estrellas visibles, o una décima parte del número que se puede percibir bajo cielos perfectamente oscuros. Desde los distritos de la ciudad de Nueva York fuera de Manhattan ( Brooklyn , Queens , Staten Island y el Bronx ), la magnitud límite podría ser 3,0, lo que sugiere que, en el mejor de los casos, solo se pueden ver unas 50 estrellas a la vez. Desde el centro de Manhattan brillantemente iluminado , la magnitud límite es posiblemente 2.0, lo que significa que desde el corazón de la ciudad de Nueva York solo aproximadamente 15 estrellas serán visibles en un momento dado.
Desde áreas suburbanas relativamente oscuras, la magnitud límite suele estar más cerca de 5 o algo más débil, pero desde sitios muy remotos y despejados, algunos astrónomos aficionados pueden ver casi tan débil como la octava magnitud. Muchas referencias de observación básicas citan una magnitud límite de 6, ya que este es el límite aproximado de los mapas de estrellas que datan de antes de la invención del telescopio. La habilidad en esta área, que requiere el uso de la visión evitada , varía sustancialmente de un observador a otro, siendo beneficiosos tanto la juventud como la experiencia.
La magnitud límite se estima tradicionalmente buscando estrellas débiles de magnitud conocida. En 2013 se desarrolló una aplicación basada en el Sky Map de Google que permite a los no especialistas estimar la magnitud límite en áreas contaminadas usando su teléfono. [4]
Astronomía amateur
En la astronomía amateur , la magnitud límite se refiere a los objetos más tenues que se pueden ver con un telescopio. Un telescopio de dos pulgadas, por ejemplo, recogerá alrededor de 16 veces más luz que un ojo típico y permitirá que las estrellas se vean en una décima magnitud; un telescopio de diez pulgadas (25 cm) recolectará aproximadamente 400 veces más luz que el ojo típico y verá estrellas con una magnitud de aproximadamente 14, [2] aunque estas magnitudes dependen mucho del observador y de las condiciones de visión.
Calcular la magnitud límite
La magnitud límite se puede calcular utilizando un telescopio.
Como primera aproximación, la ganancia en magnitudes de un telescopio es , donde D 1 es el diámetro del componente principal de captación de luz del telescopio, y D 0 es el diámetro de la pupila adaptada a la oscuridad del ojo. Ambas cantidades deben medirse en las mismas unidades. D 0 varía de una persona a otra, pero suele ser de 6 a 7 mm (~ 1/4 ").
Por lo tanto, un telescopio de 10 pulgadas (D 1 = 254 mm) proporcionaría una ganancia de aproximadamente 8 magnitudes más allá de lo que podría observarse sin él. Por lo tanto, si uno se encuentra en un sitio donde la magnitud límite a simple vista (NELM) es 5, el telescopio le permitirá ver estrellas tan débiles como de magnitud 13.
En realidad, un telescopio permite ver estrellas mucho más débiles porque a mayores potencias el fondo se oscurece y el contraste aumenta. Un alcance típico de 10 pulgadas a alta potencia (250 × o más) [5] alcanzará fácilmente la magnitud 15. [ cita requerida ] Una fórmula que incluye una corrección para mejorar el contraste es [ cita requerida ]
donde
D = diámetro del objetivo o del espejo principal en mm
P = potencia o aumento
t = factor de transmisión, normalmente 0,85-0,9.
Grandes observatorios
Los telescopios de los grandes observatorios suelen estar ubicados en sitios seleccionados para cielos oscuros. También aumentan la magnitud límite mediante el uso de tiempos de integración prolongados en el detector y el uso de técnicas de procesamiento de imágenes para aumentar la relación señal / ruido. La mayoría de los telescopios de clase de 8 a 10 metros pueden detectar fuentes con una magnitud visual de aproximadamente 27 utilizando un tiempo de integración de una hora. [6]
Los levantamientos astronómicos automatizados a menudo se limitan a una magnitud aproximada de 20 debido al corto tiempo de exposición que permite cubrir una gran parte del cielo en una noche. En una exposición de 30 segundos, el telescopio de 0,7 metros del Catalina Sky Survey tiene una magnitud límite de 19,5. [7] La instalación transitoria de Zwicky tiene una magnitud límite de 20,5, [8] y Pan-STARRS tiene una magnitud límite de 24. [9]
Se pueden lograr magnitudes limitantes incluso más altas para telescopios sobre la atmósfera de la Tierra, como el Telescopio Espacial Hubble , donde el brillo del cielo debido a la atmósfera no es relevante. Para los telescopios orbitales, el brillo del cielo de fondo lo establece la luz zodiacal . El telescopio Hubble puede detectar objetos tan débiles como de magnitud 31, [10] y se espera que el telescopio espacial James Webb (que opera en el espectro infrarrojo ) tenga un límite de magnitud de magnitud 34.
Ver también
Referencias
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 3 de febrero de 2016 . Consultado el 28 de enero de 2016 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) (consultado el 28 de enero de 2016)
- ^ a b http://www.physics.udel.edu/~jlp/classweb2/directory/powerpoint/telescopes.pdf (consultado el 28 de enero de 2016
- ^ "La escala de magnitud astronómica" . www.icq.eps.harvard.edu . Consultado el 27 de diciembre de 2020 .
- ^ O'Hanlon, Larry (1 de mayo de 2013). "Conviértete en un medidor Skyglow". Noticias de descubrimiento .
- ^ Mayor aumento útil
- ^ "Campaña de observación del asteroide 2012 TC4 cercano a la Tierra: resultados de un ejercicio de defensa planetaria global" . Consultado el 28 de junio de 2020 .
- ^ "Instalaciones Catalina Sky Survey (CSS)" . Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2019 . Consultado el 3 de noviembre de 2019 .
- ^ Bellm, Eric; Kulkarni, Shrinivas (2 de marzo de 2017). "El ojo que no parpadea en el cielo". Astronomía de la naturaleza . 1 (3): 0071. arXiv : 1705.10052 . Código Bib : 2017NatAs ... 1E..71B . doi : 10.1038 / s41550-017-0071 . ISSN 2397-3366 .
- ^ Magnitud límite Pan-STARRS
- ^ "HubbleSite - Telescopio espacial Hubble de un vistazo" . hubblesite.org . Consultado el 28 de enero de 2016 .
enlaces externos
- Estimación de la magnitud límite en NinePlanets.org
- Calculadora de magnitud límite del telescopio
- Aplicación Loss of the Night para estimar la magnitud límite
- La escala de magnitud astronómica