El término gran refractor se refiere a un telescopio grande con una lente, generalmente el refractor más grande en un observatorio con una montura ecuatorial . La preeminencia y el éxito de este estilo en la astronomía observacional define una era en la telescopía moderna [1] en el siglo XIX y principios del XX. [1] Los grandes refractores eran grandes telescopios refractores que usaban lentes acromáticas (a diferencia de los espejos de los telescopios reflectores ). A menudo eran los más grandes del mundo o los más grandes de una región. A pesar de que los diseños típicos tenían aperturas más pequeñas que los reflectores, los grandes refractores ofrecían una serie de ventajas y eran populares para la astronomía. [1] También era popular exhibir grandes refractores en exhibiciones internacionales, y ejemplos de esto incluyen el Telescopio Trophy en la Gran Exposición de 1851 y el Gran Refractor Yerkes en la Feria Mundial de 1893 en Chicago .
Un gran refractor era a menudo la pieza central de un nuevo observatorio del siglo XIX, pero normalmente se utilizaba con un séquito de otros instrumentos astronómicos como un círculo meridiano , un heliómetro , un astrógrafo y un refractor más pequeño como un buscador de cometas o un ecuatorial. Los grandes refractores se utilizaban a menudo para observar estrellas dobles y estaban equipados con un micrómetro filar . El trabajo pionero en astrofotografía se realizó con grandes refractores. [2]
Un ejemplo de los principales logros de los refractores es que más de 7 millones de personas han podido ver a través del refractor Zeiss de 12 pulgadas del Observatorio Griffith desde su apertura en 1935; esta es la mayor cantidad de personas que han visto a través de un telescopio. [3] En los tiempos modernos, muchos refractores grandes se han convertido en elementos históricos importantes y a menudo se utilizan para la divulgación astronómica pública. Sin embargo, muchos también se han cerrado o trasladado debido a su dificultad de uso como telescopios. Mientras que en la era moderna la apertura y la ubicación son importantes, los observatorios de estilo antiguo a menudo se ubicaban cerca de las ciudades porque la astronomía era solo una de las funciones; las tareas principales eran simplemente registrar el clima, hacer determinaciones precisas de la ubicación y determinar la hora local. En los tiempos modernos, muchas de estas funciones se realizan en otros lugares y se comunican localmente.
Algunos de los logros más notables de los refractores fueron el descubrimiento de Neptuno, el descubrimiento de las lunas de Marte y la compilación de varios catálogos de estrellas. El heliómetro , un instrumento derivado de los refractores, se utilizó para medir por primera vez la distancia a otra estrella mediante paralaje geométrico a mediados del siglo XIX. A medida que los telescopios se hicieron más grandes y más largos, los aumentos relativamente modestos en la apertura contradecían su enorme tamaño, con pesos móviles de varias toneladas en cúpulas de varios pisos de altura; físicamente, muchos de los más grandes eran incluso más grandes que algunos telescopios reflectores modernos.
A principios del siglo XIX, el joven Edward Joshua Cooper construyó en Irlanda uno de los observatorios astronómicos más ricamente equipados de la época. [4] Cooper había adquirido la lente más grande del mundo, fabricada por Cauchoix de París , con un objetivo de 13,3 pulgadas (~34,8 cm) por 1200 libras, y la colocó como pieza central del observatorio. [4] [5] En 1834 se montó en una montura ecuatorial suministrada por Thomas Grubb de Dublín. Este era el refractor más grande del mundo a principios de la década de 1830, y Cooper utilizó el telescopio para dibujar el cometa Halley en 1835 y para ver el eclipse solar del 15 de mayo de 1836. [5]
En 1833, el duque de Northumberland donó un objetivo Cauchoix de París para construir un gran telescopio para el nuevo Observatorio de Northumberland. [6] El telescopio se utilizó durante más de un siglo con algunas actualizaciones, pero el original era un "doblete acromático de 11,6 pulgadas de apertura libre y una longitud focal de 19 pies y 6 pulgadas". [6]
Aunque ya existían telescopios aéreos no acromáticos muy grandes (y difíciles de manejar) a finales del siglo XVII, y Chester Moore Hall y otros habían experimentado con pequeños telescopios acromáticos en el siglo XVIII, John Dollond (1706-1761) inventó y creó un vidrio y una lente acromáticos para objetos que permitían telescopios acromáticos con una apertura de hasta 3-5 pulgadas (8-13 cm). [7] [8] El suizo Pierre-Louis Guinand (1748-1824) descubrió y desarrolló una forma de hacer piezas en bruto de vidrio de corona y sílex mucho más grandes. [8] Trabajó con el fabricante de instrumentos Joseph von Fraunhofer (1787-1826) para utilizar esta tecnología en instrumentos a principios del siglo XIX. [8]
La era de los grandes refractores comenzó con los primeros telescopios refractores acromáticos modernos construidos por Joseph von Fraunhofer a principios de la década de 1820. [9] [10] [11] [12] El primero de ellos fue el Gran Refractor Dorpat, también conocido como Fraunhofer de 9 pulgadas, en lo que entonces era el Observatorio Dorpat en la Gobernación de Estonia (que más tarde se convirtió en el Observatorio de Tartu en el sur de Estonia ). Este telescopio fabricado por Fraunhofer tenía una lente acromática de apertura de 9 pulgadas de París (aproximadamente 9,6 pulgadas (24 cm)) y una distancia focal de 4 m (13,4 pies). También estaba equipado con el primer tipo de montura ecuatorial moderna llamada "montura ecuatorial alemana" desarrollada por Fraunhofer, [13] una montura que se convirtió en estándar para la mayoría de los refractores grandes a partir de entonces. Un Fraunhofer de "9 pulgadas" (24 cm) en el Observatorio de Berlín fue utilizado por Johann Gottfried Galle en el descubrimiento de Neptuno . [14] Existe una tendencia a redondear las aberturas a la cifra grande más cercana, lo que puede crear una especie de desviación cuando se realizan conversiones; las "9 pulgadas" de Fraunhofer eran nueve pulgadas de París, es decir, aproximadamente 9,6 pulgadas o 24 cm, no exactamente nueve pulgadas inglesas, sino más bien diez pulgadas. (Las pulgadas de París también se denominan pouces ).
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En 1851, en la Gran Exposición de Hyde Park, una de las exhibiciones destacadas fue un telescopio con un tubo de 5 m (16 pies) de largo, llamado "telescopio Trophy" y que se presentó en la exposición. [15] El telescopio fue colocado por el astrónomo James William Grant , y tenía una apertura de 11 pulgadas (280 mm) y una distancia focal de 16 pies (4,88 m). [16] [17]
En la Exposición Internacional de 1861, el tamaño aumentó para mostrar un telescopio con una lente objetivo de 21 pulgadas. [18] El objetivo del telescopio Buckingham o Walworth Common fue fabricado por William Wray. [18]
El 31 de enero de 1862, el astrónomo y fabricante de telescopios estadounidense Alvan Graham Clark observó por primera vez a la débil compañera, que ahora se llama Sirio B, o cariñosamente "el Cachorro". [19] Esto sucedió durante las pruebas de un gran telescopio refractor de 18,5 pulgadas (470 mm) de apertura para el Observatorio Dearborn , que era uno de los telescopios refractores con lentes más grandes que existían en ese momento y el telescopio más grande de los Estados Unidos. [20]
En el telescopio Newall se instaló un refractor objetivo de 25 pulgadas (63,5 cm) . [18] Este tenía un objetivo fabricado por los fabricantes Chance, y el telescopio en general fue fabricado por Thomas Cooke. [21] El telescopio fue fabricado para Robert Stirling Newall y, cuando se completó en 1869, era el telescopio refractor más grande del mundo. [21] En la década de 1950, la Universidad de Cambridge donó el telescopio Newall al Observatorio Nacional de Atenas, que aceptó el regalo y ha estado allí desde entonces. [21] En Grecia, se instaló en un nuevo edificio con cúpula personalizado cerca de la montaña Pendeli . [21]
Los telescopios refractores cuadriplicarían su tamaño a finales de siglo, culminando con el refractor práctico más grande jamás construido, el Observatorio Yerkes de 40 pulgadas (1 metro) de apertura de 1895. [22] [23] Este gran refractor empujó los límites de la tecnología de la época; la fabricación de la lente acromática de dos elementos (la lente más grande jamás fabricada en ese momento), requirió 18 intentos y la cooperación entre Alvan Clark & Sons y Charles Feil de París. [23] Para lograr su apertura óptica, en realidad era ligeramente más grande físicamente, 41 3/8 pulgadas. [24] Los refractores habían alcanzado su límite tecnológico; los problemas de la comba de la lente por la gravedad significaban que los refractores no superarían alrededor de 1 metro, [25] aunque Alvan G. Clark , que había fabricado el objetivo Yerkes de 40 pulgadas, dijo que sería posible uno de 45 pulgadas (114 cm) antes de morir. [24] Además de la lente, el resto del telescopio debía ser un instrumento práctico y de gran precisión, a pesar de su tamaño. Por ejemplo, el tubo de Yerkes por sí solo pesaba 75 toneladas y tenía que seguir las estrellas con la misma precisión que un instrumento más pequeño. [24]
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La elección entre grandes refractores o reflectores estaba determinada por la tecnología de la época. [26] En el caso de los refractores, las dificultades de fabricar dos discos de vidrio óptico para una lente acromática grande eran formidables. En el caso de los reflectores, durante gran parte del siglo XIX, el material preferido para los espejos primarios era el metal espéculo , una sustancia que reflejaba hasta el 66 por ciento de la luz que lo golpeaba y se empañaba en meses. Había que quitarlos, pulirlos y volver a darles la forma correcta. Esto a veces resultaba tan difícil que se abandonaba el espejo de un telescopio. [27] A mediados del siglo XIX, una técnica para recubrir el vidrio con metal ofrecía una gran ventaja y esta tecnología se hizo más común en las décadas siguientes. En el siglo XXI, los espejos de vidrio recubiertos de metal siguen siendo populares, incluso en telescopios espaciales como el telescopio espacial Hubble .
El telescopio de la Gran Exposición de París de 1900 se fijó en posición horizontal para superar la distorsión gravitacional en su lente de 1,25 m (49,2 pulgadas) y se apuntó con un siderostato de 2 m . Este telescopio de demostración se desguazó después de que se clausurara la Exposición Universal . El refractor Treptow se construyó para la Gran Exposición Industrial de Berlín de 1896.
A finales del siglo XIX, los grandes refractores alcanzaron algunos de sus grandes éxitos, entre ellos el descubrimiento de las lunas de Marte en 1877 y de la luna joviana Amaltea en 1892, la primera luna nueva de Júpiter descubierta desde Galileo. Además, se utilizaron para trabajos pioneros en astrofotografía y espectroscopia. El descubrimiento del calcio interestelar en 1904, por el gran refractor de Potsdam, completó sus descubrimientos. Sin embargo, durante este tiempo se vieron eclipsados por grandes reflectores como el Leviatán de Parsonstown , y el trabajo con el reflector Crossley y los espejos de plata y vidrio cada vez más grandes marcaron la obsolescencia de los grandes refractores.
La era fue llegando a su fin lentamente a medida que los grandes telescopios reflectores reemplazaron a los grandes refractores. En 1856-57, Carl August von Steinheil y Léon Foucault introdujeron un proceso de depósito de una capa de plata sobre los espejos de vidrio de los telescopios. Los espejos de vidrio plateado fueron una gran mejora con respecto al metal de los espéculos e hicieron de los reflectores un instrumento práctico. La era de los grandes reflectores había comenzado, con telescopios como el reflector Crossley de 36 pulgadas (91 cm) (1895), el telescopio Hale del Observatorio del Monte Wilson de 60 pulgadas (1,5 m) de 1908 y el telescopio Hooker del Monte Wilson de 100 pulgadas (2,5 m) en 1917. [28] [29] Otros dos grandes telescopios que superaron a los refractores más grandes en apertura fueron el Observatorio Astrofísico Dominion y el Observatorio David Dunlap en Canadá, que comenzaron a funcionar a principios del siglo XX.
El mayor refractor de Europa, una vez desmontado el telescopio de exposición, sería el telescopio doble, con primario de 33 pulgadas (84 cm), La Grande Lunette de Meudon (que más tarde formaría parte del Observatorio de París). [30] Este fue fabricado por los hermanos Henry y Gautier, que también habían fabricado el gran telescopio Expo de 1900. [30]
La llegada de la astrofotografía basada en sustancias químicas a finales del siglo XIX trajo consigo dificultades para adaptar los grandes refractores a esta aplicación. [31] Las lentes acromáticas se corrigieron en color para lo que el ojo humano era sensible, la luz amarilla, mientras que las placas fotográficas de esa época eran más sensibles a la luz en el extremo azul del espectro, lo que requería una lente con una corrección de color y un plano focal diferentes. Las soluciones a este problema incluían: [31]
Un ejemplo del primer caso fue el Gran Refractor de Meudon en París, que se terminó en 1891. [31] Este tenía una lente objetivo visual de 32,7 pulgadas en un tubo, y junto a él otro tubo con una lente de 24,4 pulgadas destinada al trabajo fotográfico. [31] Un ejemplo de conversión para trabajo fotográfico con una tercera lente correctora es el telescopio Lick. [31] Se utilizó una lente correctora de 33 pulgadas para convertir este telescopio para fotografía. [31]
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Los grandes refractores eran admirados por su calidad, durabilidad y utilidad, que se correlacionaban con características como la calidad de la lente, la calidad de la montura, la apertura y también la longitud. La longitud era importante porque, a diferencia de los reflectores (que se pueden plegar y acortar), la distancia focal de la lente de vidrio se correlacionaba con la longitud física del telescopio y ofrecía algunas ventajas ópticas y de calidad de imagen.
La evolución de los telescopios refractores más grandes en el siglo XIX, incluidos algunos telescopios en observatorios privados que no se usaban mucho o tenían problemas. [33] [34]
Algunos de los segundos refractores más grandes, o por el contrario notables.
Progresión histórica aproximada de algunos de los grandes refactores de finales del siglo XIX:
Estos eran en realidad mucho más cortos que los refractores singlete más largos de los telescopios aéreos . [48]
El telescopio de la Exposición de París, además de utilizar un espejo para apuntar, no era realmente un "gran" refractor de observatorio en ese sentido, pero es posible que lo haya sido y los dos enormes refractores Yerkes y Treptow de hecho debutaron en exposiciones, que eran eventos importantes de la época.
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