La alineación polar es el acto de alinear el eje de rotación de la montura ecuatorial de un telescopio o el gnomon de un reloj de sol con un polo celeste para que sea paralelo al eje de la Tierra .
El método a utilizar difiere dependiendo de si la alineación se realiza de día o de noche. Además, el método difiere si la alineación se realiza en el hemisferio norte o en el hemisferio sur . También se debe considerar el propósito de la alineación; por ejemplo, el valor de la precisión es mucho más significativo en la astrofotografía que en la observación casual de las estrellas.
En el hemisferio norte, avistar Polaris, la estrella polar, es el procedimiento habitual para alinear el eje polar de la montura de un telescopio paralelo al eje de la Tierra . [1] Polaris está aproximadamente a tres cuartos de grado del Polo Norte Celeste y se ve fácilmente a simple vista.
σ Octantis , a veces conocida como Estrella del Sur , puede avistarse en el hemisferio sur para realizar un alineamiento polar. Con una magnitud de +5,6, es difícil para los observadores inexpertos localizarlo en el cielo. Su declinación de -88° 57′ 23″ la sitúa a 1° 2′ 37" del Polo Sur Celeste. Una estrella aún más cercana, BQ Octantis, de magnitud +6,9, se encuentra a 10' del Polo Sur en 2016. Aunque no es visible para el A simple vista, es fácilmente visible en la mayoría de los 'ámbitos polares' (estará en su punto más cercano al Polo Sur, es decir, 9', en el año 2027.
En el hemisferio norte, se puede realizar una alineación aproximada alineando visualmente el eje de la montura del telescopio con la estrella Polar . En el hemisferio sur o en lugares donde la estrella Polar no es visible, se puede realizar una alineación aproximada asegurándose de que la montura esté nivelada, ajustando el puntero de ajuste de latitud para que coincida con la latitud del observador y alineando el eje de la montura con el sur o el norte verdaderos mediante de una brújula magnética . (Esto requiere tener en cuenta la declinación magnética local ). En ocasiones, este método puede ser adecuado para la observación general a través del ocular o para la obtención de imágenes astronómicas con un ángulo muy amplio con una cámara montada en un trípode; A menudo se utiliza, con un telescopio montado ecuatorialmente, como punto de partida en la astronomía amateur .
Hay formas de mejorar la precisión de este método. Por ejemplo, en lugar de leer directamente la escala de latitud, se puede utilizar un inclinómetro de precisión calibrado para medir la altitud del eje polar de la montaña. Si los círculos de ajuste de la montura se utilizan para encontrar un objeto brillante de coordenadas conocidas, el objeto debería no coincidir sólo en cuanto al acimut, de modo que centrar el objeto ajustando el acimut de la montura debería completar el proceso de alineación polar. Normalmente, esto proporciona suficiente precisión para permitir imágenes del cielo con teleobjetivo rastreado (es decir, motorizado).
Para obtener imágenes astronómicas a través de una lente o telescopio de aumento significativo, es necesario un método de alineación más preciso para refinar la alineación aproximada, utilizando uno de los siguientes enfoques.
Con un telescopio polar se puede lograr una alineación adecuada para la observación visual y la obtención de imágenes con exposición corta (hasta unos pocos minutos). Este es un telescopio de bajo aumento montado coaxialmente con la montura (y ajustado para maximizar la precisión de esta alineación). Se utiliza una retícula especial para alinear la montura con Polaris (o un grupo de estrellas cerca de la región polar) en el hemisferio sur. Si bien los polariscopios primitivos originalmente necesitaban un ajuste cuidadoso de la montura para que coincidiera con la época del año y el día, este proceso se puede simplificar usando aplicaciones informáticas que calculan la posición correcta de la retícula. Una retícula de nuevo estilo en el hemisferio norte utiliza un estilo de "esfera de reloj" con 72 divisiones (que representan intervalos de 20 minutos) y círculos para compensar la deriva de Polaris durante unos treinta años. El uso de esta retícula puede permitir la alineación dentro de uno o dos minutos de arco. [2]
La alineación de deriva es un método para refinar la alineación polar después de realizar una alineación aproximada. El método se basa en intentar rastrear las estrellas en el cielo utilizando el mecanismo del reloj ; cualquier error en la alineación polar se mostrará como la deriva de las estrellas en el ocular/sensor. Luego se hacen ajustes para reducir la deriva y el proceso se repite hasta que el seguimiento sea satisfactorio. Para el ajuste de la altitud del eje polar, se puede intentar rastrear una estrella baja en el este u oeste. Para el ajuste del azimut, normalmente se intenta seguir una estrella cercana al meridiano, con una declinación de aproximadamente 20° con respecto al ecuador, en el hemisferio opuesto al lugar de observación.
Para telescopios combinados con una cámara de imágenes conectada a una computadora, es posible lograr una alineación polar muy precisa (dentro de 0,1 minutos de arco). Primero se realiza una alineación aproximada inicial utilizando el telescopio polar. Luego se puede capturar una imagen y se utiliza una base de datos de estrellas para identificar el campo de visión exacto cuando se apunta a estrellas cercanas al polo: "solución de placas". Luego se gira el telescopio noventa grados alrededor de su eje de ascensión recta y se lleva a cabo una nueva "solución de placas". El error en el punto alrededor del cual giran las imágenes en comparación con el polo real se calcula automáticamente y el operador puede recibir instrucciones sencillas para ajustar la montura para una alineación polar más precisa. [3]
El error polar en elevación y azimut se puede calcular apuntando el telescopio a dos estrellas o tomando dos soluciones astrométricas de dos posiciones y el error medido en ascensión recta y declinación. [4] A partir de la diferencia entre la ascensión recta y la declinación del codificador del telescopio y la posición de la segunda estrella, se puede calcular el error de elevación y acimut de la alineación polar. Las fórmulas básicas son las siguientes:
dónde
es la ascensión recta
es declinación
es la latitud del sitio
es el ángulo horario del punto de referencia es igual ( - Hora sidérea local )
es un error en la ascensión recta
es un error en la declinación
es el error polar en elevación (altitud)
es el error polar en azimut
Lo inverso se puede calcular si la fórmula anterior se escribe en notación matricial. Por tanto, el error polar expresado en Δe y Δa se puede calcular a partir de Δα y Δδ entre el codificador del telescopio y la segunda estrella de referencia.
La Alineación Polar con Excel [5] [6] es un método para la alineación polar de monturas ecuatoriales para telescopios astronómicos, utilizando una cámara digital y una computadora.
En el telescopio se monta una cámara digital con una lente estándar que apunta al polo celeste. La exposición se establece en "B" (Bombilla) y se toma una imagen mientras la cámara gira lentamente alrededor del eje polar. [7] Esto produce una especie de imagen de rastro de estrellas. El inicio y el final de las estelas de estrellas deben marcarse claramente con unos segundos de exposición estática. Debido a la rotación, la información sobre la dirección actual del eje queda oculta en la imagen. Alternativamente se pueden tomar dos imágenes estáticas, que se diferencian por una rotación alrededor del eje polar.
Para la evaluación de las imágenes se ha desarrollado una hoja de cálculo Excel especial. Para tres estrellas, las coordenadas rectangulares XY se miden en ambos extremos de sus estelas o en ambas imágenes estáticas. Además, necesitamos la ascensión recta y la declinación actuales de las 3 estrellas, la longitud y latitud del observatorio, y la fecha y hora en que se tomaron las imágenes. A continuación, la hoja de cálculo genera las correcciones necesarias del azimut y la altura del polo en grados y, en un campo auxiliar, el número correspondiente de vueltas de los tornillos de ajuste, permitiendo así una aproximación directa a la alineación correcta.
La hoja de cálculo de Excel y las instrucciones de uso detalladas se pueden descargar gratuitamente en la página web del Observatorio VHS de Neumuenster. [8]
Un ocular en forma de cruz es un ocular común con la única diferencia de que tiene una cruz para apuntar y medir la distancia angular . Esto es útil en cualquier tipo de alineación polar, pero especialmente en deriva.
En el eje de rotación de la montura se inserta un pequeño telescopio, normalmente con una retícula grabada.
