Capacidad de resolución

Cómo afecta a la observación y cómo calcular la resolución de un telescopio con una sencilla fórmula.

La capacidad de resolución de un telescopio es un parámetro decisivo. Es directamente proporcional a la apertura del objetivo. Con un telescopio de alta resolución se pueden identificar pequeños detalles en los objetos observados. Pero ¿cómo funciona?

¿Alguna vez ha visitado al oculista y ha oído el término "agudeza visual"? Los oculistas siempre se sorprenden cuando alguien alcanza una nitidez visual óptima, que recibe una nota de 1,0. Este valor equivale a una resolución de 1 minuto de arco. Hay personas que no llegan a una resolución tan alta y otras que, por el contrario, la superan... Todo depende de la naturaleza de cada uno, es algo totalmente normal.

La resolución del ojo humano es de aproximadamente 1 minuto de arco durante el día y de 2 durante la noche. De hecho, podemos identificar un par de estrellas binarias a simple vista, como el jinete de la Osa Mayor: la estrella central en la cola, Mizar, y su compañera más pequeña, Alcor, que en la antigüedad se usaban como instrumento para evaluar la capacidad visual.

Cuanto más estrecho sea el ángulo entre dos estrellas binarias o detalles sobre un planeta, más apertura necesitaremos para alcanzar una mayor resolución y poder separar los objetos. La resolución dividida de dos objetos se conoce como capacidad de separación o "minimum separabile".

Los telescopios con aperturas grandes permiten alcanzar una resolución muy alta. Mientras que un telescopio de 50 mm tiene una capacidad de separación de unos 2,7 segundos de arco, otro de 200 mm la reduce a solo 0,7. Los telescopios con esta resolución permiten separar claramente dos estrellas que están alejadas entre sí. Otro factor importante para la resolución es el tamaño de los discos de Airy o difracción que se generan en el telescopio. Cuanto más alta es la resolución de una óptica, más pequeños serán los discos.

Es muy fácil calcular la resolución:

Resolución = 138/apertura del telescopio en mm

Esta es la fórmula según Rayleigh y da como resultado una capacidad de separación que permite, por ejemplo, aislar claramente las estrellas individuales de un sistema binario.

A continuación se especifican las resoluciones según Rayleigh para algunas de las aperturas de telescopio más comunes:

• 60 mm = 2,3"
• 80 mm = 1,7"
• 100 mm = 1,3"
• 120 mm = 1,15"
• 150 mm = 0,92"
• 200 mm = 0,69"
• 250 mm = 0,55"

Naturalmente, estos son valores teóricos y nunca se dan al 100 % en la práctica, ya que normalmente la resolución del telescopio se ve disminuida en aproximadamente1 segundo de arco por las turbulencias atmosféricas. Esto significa que los telescopios con una apertura de más de 120 mm no aportan una ventaja real a este respecto.

La capacidad de resolución, también denominada capacidad de separación, indica cuán pequeño debe ser el ángulo de separación entre 2 objetos para que estos puedan ser identificados como objetos individuales. Este ángulo se mide en segundos de arco ("), donde: 1" = 1/3600°

Los mejores objetos de prueba son las estrellas binarias, sobre todo aquellas en las que ambos astros presentan prácticamente el mismo brillo. La capacidad de resolución se calcula en base a 2 criterios:

• El criterio de Rayleigh, que deriva de la teoría de la difracción: 2 objetos se pueden distinguir entre sí cuando el máximo de uno de ellos coincide con el primer mínimo de difracción del segundo. En el caso de un sistema de estrellas binarias, esto equivale a ver un "8" dibujado en el cielo. Así, según la teoría de la difracción, para una longitud de onda de 550 nanómetros (es decir, a la sensibilidad máxima del ojo humano) se aplica la siguiente fórmula: capacidad de resolución en segundos de arco = 138/apertura en mm. Un telescopio con 120 mm de apertura percibirá un sistema de estrellas binarias con una distancia de 1,15" entre ambos componentes como un "8".
• El criterio de Dawes es una fórmula empírica basada en observaciones, según la que también es posible identificar una estrella como un sistema de estrellas binarias cuando tiene una forma ovalada, es decir, cuando en lugar de un "8" parece un "0". La experiencia también ha demostrado que la capacidad de resolución se puede calcular de esta otra manera: capacidad de resolución en segundos de arco = 117/apertura en mm. Con el telescopio de 120 mm, por lo tanto, una estrella binaria se vería a 0,9" como un óvalo.

Técnicamente, la capacidad de resolución viene predeterminada por la apertura del telescopio: cuanto más grande sea esta, más estrechas podrán ser las estrellas binarias o las estructuras planetarias observadas para poder apreciarlas como tales. En la práctica, las turbulencias provocadas por el aire (el conocido "seeing") es un importante factor a tener en cuenta que a menudo reduce la capacidad de resolución en un segundo de arco. A eso hay que añadir el comportamiento térmico del telescopio, que deberá ser adecuado para la temperatura ambiente del lugar donde vamos a realizar nuestras observaciones.