domingo, 4 de marzo de 2012

Las estrellas y su brillo: Magnitudes

Siempre vemos entre las características de las estrellas, una que se la llama "magnitud" que no es ni mas ni menos que la medición del brillo de esa estrella. Aquí trataré de explicar cómo funciona esto y a qué responde el valor de esta tal "magnitud".

Pero debemos hablar un poco de historia.
Hace muuucho tiempo, allá por el siglo II A.C. vivió un astrónomo griego llamado Hiparco nacido en Nicea (190 a.C.), cuando este lugar formaba parte del dominio griego. Si hubiera nacido en este momento sería "el turco Hiparco", porque Nicea hoy se llama Iznik y queda en Turquía.
Como sea, Hiparco...un capo.
Tuvo un "humilde trabajito" como director de la Biblioteca de Alejandría, y realizó muchos aportes a las ciencias y nombraré algunos para entender que clase de científico fué.

- Inventó la trigonometría (para comenzar nomás)
- Descubrió la preseción de los equinoccios
- Fué el primero en dividir la Tierra en meridianos y paralelos, instaurando las nociones de longitud y latitud.
- Mejoró el cálculo de la distancia Tierra - Luna
- Diferenció el año trópico del año sidereo
... y unas cuantas cosas más
Hiparco de Nicea

Pero no he nombrado algo importante que nos sirve ahora: Elaboró el primer catálogo de estrellas con las coordenadas eclípticas y todo de más de 1000 estrellas!
No me canso de decirlo, un capo.
Se inventó una serie de aparatos para poder realizar la tarea mas confiable y eficientemente, como un teodolito que le servía para la ubicación de las estrellas y la clasificación de su brillo. Y aquí está el tema. El brillo de las estrellas.
Éste.... ¡¡CAPO!!, como decía, catalogó las estrellas según su brillo, clasificándolas a las más brillantes como de Primera Magnitud, y a las más débiles como de Sexta Magnitud, éstas serían las más débiles que pueden observarse a simple vista, a ojo desnudo y en un lugar oscuro, imaginemos los cielos de esa época! sin un gramo de contaminación lumínica! Una hermosura.
De allí queda que las estrellas más brillantes son las de "primera magnitud", las menos brillantes de "segunda magnitud", las menos brillantes aún de "tercera magnitud" y asi sucesivamente hasta la "sexta magnitud".
Esa clasificación se continuó usando a lo largo del tiempo (grande Hiparco!) pero claro, luego vinieron los telescopios, y el instrumental de avanzada, y nos dimos cuenta que no todas las estrellas de primera magnitud (por ejemplo) tienen el mismo brillo, y también debimos incluir al Sol, la Luna y otros cuerpos celestes porque... también brillan, y había que meterlos en la escala.
¿Que se hizo?, se extendió la escala de magnitudes, y como había astros que brillaban mucho más que las estrellas de primera magnitud se incorporaron magnitudes con signo negativo. Se ve que era mas fácil acomodar unos pocos planetas y satélites con magnitudes negativas que cambiar todo el trabajito que se había mandado Hiparco. Pero mejor veamos este gráfico que (creo) aclarará la cosa.


Sé que están difíciles de leer las letritas asi que si desean pueden bajar la imagen más grande haciendo click acá, y luego lo agrandan hasta el tamaño que deseen.

Esta tabla está hecha en base a los valores que se conocen como magnitud aparente, esto es un cifra que respresenta la cantidad de luz que llega hasta un observador que se pone a mirar el cielo, tengamos en cuenta entonces que no compara las estrellas entre si objetivamente sino que lo hace respecto del brillo percibido por el ojo (en caso de que pudiéramos observarlas).
Otro valor mas objetivo y obtenido por la comparación del brillo de las estrellas entre sí es la magnitud absoluta.
Para obtener este valor se mide cuán brillante se vería una estrella si estuviera ubicada a una distancia de 10 parsecs (32,5 años luz). Y como para tener una idea de como cambian las cosas, veamos la magnitud aparente vs. magnitud absoluta del Sol.

Magnitud aparente del Sol: -27 (ubicado "en su lugar" , es decir a 150 millones de kilómetros de la Tierra)
Magnitud absoluta del Sol: 4,85 (si estuviera ubicado a 10 parsecs)

Uau! qué diferencia!
Obviamente nuestros ojos (y nuestro cerebro) no pueden hacer este proceso de "ubicar imaginariamente las estrellas a 10 parsecs". Pero los instrumentos actuales, las computadoras... y el ansia de investigación, normalización y tabulación de la ciencia sí.

Por último les cuento sobre la magnitud límite. Desde el punto de vista de la astronomía, la magnitud límite de un instrumento de observación (incluído el ojo humano) indica la magnitud de la estrella más débil que puede observarse con dicho instrumento. En esta tabla comparativa hay algunos ejemplos

Observando con...la magnitud límite es...
Nuestros ojos3 (en cielos urbanos poco contaminados)
Nuestros ojos6 (en cielos muy oscuros)
Binoculares de 50mm de apertura10
Telescopio de 3"11,8
Telescopio de 6"13,38
Telescopio de 8"14
Telescopio de 12"14,88
Telescopio de 40" (1mt)17,5
elescopio espacial Hubble con 18 horas de exposición30

Estos límites son siempre teóricos, los verdaderos dependen mucho de otras cosas por ejemplo la transparencia de la atmósfera, la calidad del instrumento, la contaminación lumínica, etc..
Para obtener este valor podemos aplicar la siguiente fórmula:

Magnitud límite teórica = 7,5 + (5 x log de la abertura del instrumento en cm)
Ej:
Magnitud límite de un telescopio de 10" (25cm)
7,5 + (5 x log 25) =  14,49
 
Ah! otra cosa, los "aumentos" no tienen nada que ver en esto, lo importante es la abertura del telescopio o binocular, a mayor abertura objetos más débiles podremos observar.

Y siempre queda algo en el tintero, como decirles que entre una magnitud y otra hay una diferencia constante que podría expresarse de esta manera: Un objeto celeste de magnitud 1 es 2,5 veces más brillante que un objeto celeste de magnitud 2, uno de magnitud 2 es 2,5 veces más brillante que uno de magnitud 3, y asi sucesivamente aplicado a la diferencia entre cualquier magnitud y su inmediata anterior.
Habría mucho más para hablar de magnitudes (magnitud bolométrica, magnitud fotoeléctrica, magnitud fotográfica, magnitud fotovisual, magnitud monocromática, magnitud integrada, magnitud total, magnitud combinada), pero ya  se ha hecho largo el artículo. Igualmente los invito a completar aquí debajo con definiciones, comentarios, aclaraciones, etc.

4 comentarios :

  1. me encantó la historia de Hiparco. Maravillosa! Mucho para leer y aprender y mucho para observar!

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  2. Hola Regina! Es verdad, mucho para leer, aprender y asombrarse... y por sin no quedó claro en el artículo... GRANDE HIPARCO!! ;o)

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  3. Muy bueno tu articulo, me gusta la observación del cielo nocturno, pero no entendía lo de la magnitud.

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    1. Hola Víctor! Me alegro que te haya gustado y sobre todo que te haya aclarado el tema, ésa es la idea. Ahora a observar el cielo desde "otra mirada". Buenos cielos!

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