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 en paralelo al eje de la Tierra .
El método a utilizar difiere según 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 debe tenerse en cuenta el propósito de la alineación; por ejemplo, el valor de la precisión es mucho más significativo en astrofotografía que en la observación casual de las estrellas.
En el hemisferio norte, observar 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 la Estrella del Sur , puede avistarse en el hemisferio sur para realizar una alineación polar. Con una magnitud de +5,6, es difícil para los observadores inexpertos localizarla 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 a simple vista, es fácilmente visible en la mayoría de los telescopios polares. (Estará en su punto más cercano al Polo Sur, concretamente a 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 Polaris . En el hemisferio sur o en lugares donde Polaris 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 por medio de una brújula magnética . (Esto requiere tener en cuenta la declinación magnética local ). Este método a veces puede ser adecuado para la observación general a través del ocular o para la obtención de imágenes astronómicas de 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 .
Existen 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 montura. Si los círculos de ajuste de la montura se utilizan para encontrar un objeto brillante de coordenadas conocidas, el objeto debería tener una discrepancia solo 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 la precisión suficiente para permitir imágenes del cielo con teleobjetivo con seguimiento (es decir, motorizado).
Para obtener imágenes astronómicas a través de una lente o un telescopio de aumento significativo, es necesario un método de alineación más preciso para refinar la alineación aproximada, utilizando uno de los siguientes enfoques.
Se puede lograr una alineación adecuada para la observación visual y la obtención de imágenes con exposiciones breves (hasta unos pocos minutos) con un telescopio polar. Se trata de 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 hora del año y el día, este proceso se puede simplificar utilizando aplicaciones informáticas que calculan la posición correcta de la retícula. Una retícula de nuevo estilo para 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 a lo largo de unos treinta años. El uso de esta retícula puede permitir la alineación con una precisión de uno o dos minutos de arco. [2]
La alineación por deriva es un método para refinar la alineación polar después de realizar una alineación aproximada. El método se basa en intentar rastrear estrellas en el cielo utilizando el reloj ; cualquier error en la alineación polar se mostrará como la deriva de las estrellas en el ocular/sensor. Luego se realizan 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 o el oeste. Para el ajuste del acimut, normalmente se intenta rastrear una estrella cercana al meridiano, con una declinación de unos 20° desde el ecuador, en el hemisferio opuesto a la ubicación de observación.
En el caso de los telescopios que se combinan con una cámara de imágenes conectada a un ordenador, es posible lograr una alineación polar muy precisa (con una precisión de 0,1 minutos de arco). Primero se realiza una alineación aproximada inicial utilizando el telescopio polar. A continuación, 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 las estrellas cercanas al polo («resolución de placas»). A continuación, se gira el telescopio noventa grados sobre su eje de ascensión recta y se realiza una nueva «resolución de placas». El error en el punto alrededor del cual giran las imágenes en comparación con el polo verdadero se calcula automáticamente y se pueden dar al operador instrucciones sencillas para ajustar la montura para una alineación polar más precisa. [3]
El error polar en elevación y acimut 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 estrella del segundo, se puede calcular el error de elevación y acimut de la alineación polar. Las fórmulas básicas son las siguientes:
dónde
es ascensión recta
es declinación
¿Es la latitud del sitio?
¿El ángulo horario del punto de referencia es igual a ( - Hora sideral local )
¿Es un error en la ascensión recta?
¿Hay un error en la declinación?
¿Es un error polar en la elevación (altitud)?
¿Es un error polar en azimut?
La inversa se puede calcular si la fórmula anterior se escribe en notación matricial. De este modo, 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.
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.
Se coloca una cámara digital con un objetivo estándar en el telescopio y se apunta al polo celeste. La exposición se fija en "B" (Bulb) y se toma una imagen mientras la cámara gira lentamente alrededor del eje polar. [7] Esto produce una especie de imagen de estela de estrellas. El comienzo y el final de las estelas de estrellas deben marcarse claramente con unos pocos 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 especial de Excel. Para tres estrellas, se miden las coordenadas rectangulares XY en ambos extremos de sus trayectorias 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. La hoja de cálculo genera entonces las correcciones necesarias del acimut y la altura del polo en grados y, en un campo auxiliar, el número correspondiente de vueltas de los tornillos de ajuste, lo que permite una aproximación directa a la alineación correcta.
La hoja de cálculo Excel y las instrucciones detalladas para su uso están disponibles para descarga gratuita en el sitio web del Observatorio VHS de Neumünster. [8]
Un ocular con retícula es un ocular común y corriente cuya única diferencia es que tiene una retícula para apuntar y medir la distancia angular . Esto resulta útil en cualquier tipo de alineación polar, pero especialmente en la deriva.
En el eje de rotación de la montura se inserta un pequeño telescopio, normalmente con una retícula grabada.
