El telescopio astrográfico del Observatorio de Córdoba. I

Santiago Paolantonio

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El telescopio astrográfico y los inicios de la fotografía astronómica

La astronomía evolucionó a lo largo del tiempo en estrecha relación con el desarrollo de aparatos que posibilitaron extender los límites de los sentidos del ser humano. En particular, el telescopio marcó un hito a comienzos del siglo XVII. Este instrumento se diversificó adoptando numerosas formas y configuraciones de acuerdo a los requerimientos crecientes de los astrónomos y en el siglo XIX, de la técnica que dominaría el siguiente: la fotografía.

La utilización de la fotografía ocasionó una verdadera revolución en la astronomía, posibilitando importantes avances en todos sus campos y la aceleración de su desarrollo, generando a la vez la apertura de líneas de investigación insospechadas.

Las ventajas de contar con un registro permanente de los objetos y fenómenos estudiados, así como la capacidad de acumular los efectos producidos por la luz, fueron tempranamente identificadas por la comunidad astronómica. Los primeros intentos de utilizar la fotografía en astronomía se remontan a mediados del siglo decimonónico, momento a partir del cual los logros se multiplicaron al ritmo del aumento de la sensibilidad de las emulsiones y de la adaptación de los instrumentos a las necesidades específicas de la nueva técnica.

A fines de los 1800 se construyó uno de los primeros aparatos destinados específicamente a la astrofotografía: el telescopio astrográfico.

El “astrográfico”, pensado para llevar adelante el proyecto internacional “Carte du Ciel”, cuyo objetivo era cartografiar toda la bóveda celeste, se encuentra presente en las instituciones astronómicas más antiguas de Sudamérica. Entre éstos, el único que cumplió con su objetivo original fue el adquirido por el Observatorio Nacional Argentino.  Este instrumento, representante de la óptica y mecánica de punta francesa de la época, fue perfeccionado en el observatorio cordobés y utilizado exitosamente a lo largo de nueve décadas.

Inicios de la fotografía astronómica[1]

Primer telescopio diseñado para la fotografía estelar

Entre estos triunfos iniciales es preciso destacar, en relación al tema que nos ocupa, el trabajo realizado por el astrónomo Benjamin A. Gould, quien determina las posiciones de numerosas estrellas de los cúmulos abiertos Pesebre y Pléyades, a partir de la medición de placas fotográficas logradas por Lewis M. Rutherfurd, cuyos resultados fueron publicados entre 1866 y 1870.

El Dr. Gould, luego de recibirse en Harvard en 1844, emprendió un viaje de estudios por Europa. En Francia conoció a Francois Arago. Este encuentro, que ocurrió poco tiempo después de la presentación del daguerrotipo, le permitió a Gould tomar conciencia de las posibilidades de la fotografía. Con posterioridad, en numerosas oportunidades manifestó su convencimiento sobre las grandes ventajas que implicaría el uso de la fotografía en la investigación astronómica, particularmente en su campo: la astrometría. Sostenía que, más allá de la importancia que tenía cualquier registro con fecha conocida, la utilidad de la fotografía en astronomía se maximizaba cuando la misma podía ser medida y tratada matemáticamente (Gould, 1886).

Rutherfurd, acaudalado abogado y aficionado a la astronomía neoyorkino, trabajó desde 1857 en un método para fabricar refractores corregidos en la zona azul del espectro, especialmente adecuados para la fotografía. En el observatorio instalado en su residencia, pudo construir un objetivo constituido por dos lentes – “doblete” – de 28 cm de diámetro, que finalizó exitosamente en diciembre de 1864 (Rutherfurd, 1865). Montado en su telescopio, el nuevo objetivo fotográfico le permitió realiza las mejores imágenes de la Luna del momento, así como las citadas placas de cúmulos estelares.

Hasta donde se tiene noticias, este instrumento es el primero diseñado y construido exitosamente específicamente para su utilización con la fotografía.

El objetivo de Rutherfurd fue adquirido en 1870 por el Observatorio Nacional Argentino. Una de sus lentes – la divergente de Flint – se partió durante su transporte a Córdoba, por lo que debió ser reparado, tarea que estuvo a cargo de Fitz hijo, bajo la supervisión de Rutherfurd. Fue instalado en una montura fabricada por Alvan Clark e Hijos, comenzando a operar a partir de 1872 (Paolantonio y Minniti, 2001). El Gran Ecuatorial, como se lo llamó, se constituye en el primero en su tipo utilizado en Sudamérica.

Benjamin A. Gould (1824–1896) (Archivo OAC)

Al hacerse cargo de la dirección del Observatorio de Córdoba,  el Dr. Gould propone como uno de los objetivos primarios a cumplir por la nueva institución, la determinación de posiciones estelares en cúmulos abiertos, empleando la fotografía, hecho que la historiografía no ha destacado lo suficiente, teniendo en cuenta lo inédito de la propuesta.

Las Fotografías Cordobesas, como se conocería el trabajo, se llevaron adelante entre 1872 y 1883, y fue publicando por el Observatorio Nacional Argentino en 1897.

Las placas se medieron utilizando un dispositivo inventado por Rutherfurd, similar al empleado tiempo atrás en las fotografías de los cúmulos estelares del norte. (Paolantonio y Minniti, 2001; 2006; 2009; Minniti y Paolantonio, 2009; Paolantonio, 2009)

La Carte du Ciel y el telescopio astrográfico

A fines de 1882 aparece en los cielos del sur un brillante cometa, descubierto en Córdoba por los empleados del ferrocarril, quienes advirtieron del hecho al director del Observatorio Nacional el 5 de septiembre (Paolantonio y Minniti, 2000 y 2001).

David Gill, astrónomo al frente del Observatorio del Cabo de la Buena Esperanza, logró una excelente fotografía del Gran Cometa de Septiembre, que envió a varios de sus colegas, entre ellos al del Observatorio de París, Contra Almirante Ernest Mouchez[2].

Mouchez quedó impresionado por la calidad del registro, en el que se podía apreciar un gran número de estrellas de fondo, y advirtió las potencialidades del método para facilitar uno de los trabajos que se estaba realizando en la institución: la confección de cartas celestes de la eclíptica. La fotografía sería de gran utilidad en particular para las zonas de la Vía Láctea, donde la densidad estelar es tal que hacía virtualmente imposible dibujarlas.

El director solicita a los ópticos del observatorio, los hermanos Prosper y Paul Henry[3], la construcción de un objetivo fotográfico. El resultado del trabajo fue un doblete de 16 centímetros de diámetro, el cual se acopló al “Ecuatorial del jardín”, un refractor de 25 centímetros de diámetro que actuaría de anteojo guía durante las exposiciones.

Los buenos resultados alcanzados con este objetivo “acromatizado para los rayos químicos”, similar al realizado dos décadas antes por Rutherfurd, alentaron a Mouchez a encargar la construcción de un telescopio específicamente destinado a la fotografía estelar.

El instrumento tendría una abertura de 33 centímetros y una distancia focal de 343 cm. La montura fue pedida al mecánico parisino Paul Gautier[4], quien la realiza haciéndose cargo de los gastos. Además del fotográfico, poseía un objetivo corregido en el visual, de 24 centímetros de diámetro y 3,6 metros de distancia focal, destinado a servir de guía. El tubo del telescopio tenía forma prismática de sección rectangular, que incluía ambas ópticas (Mouchez, 1885).

La idea de utilizar la fotografía para mapear la bóveda celeste, fue primeramente sugerida en 1857 por el astrónomo Warren de la Rue del Observatorio Kew de Inglaterra. Posteriormente fue retomada en 1882 por Edward Pickering de Harvard, EE.UU y por el mencionado David Gill. En dos cartas fechadas a fines de 1884 y principios de 1885, Gill explica a Mouchez sus planes para realizar un Durchmusterung fotográfico de los cielos australes (Chinnici, 1999).

Teniendo en cuenta estas propuestas y los logros obtenidos con el nuevo instrumento, Mouchez considera que la técnica fotográfica había avanzado lo suficiente como para emprender la realización de un atlas fotográfico detallado de todo el cielo, a gran escala y profundidad. En 1885 propone medir empleando este método, las posiciones de todas las estrellas más brillantes que la magnitud 11 y confeccionar un mapa que incluya estrellas de hasta la 14. Calculó que utilizando el telescopio astrográfico del observatorio de París, este trabajo requeriría la obtención de unas 32.000 fotografías.

Las posiciones estelares se obtendrían midiendo las placas fotográficas con una máquina especializada, el “macromicrómetro”. Este dispositivo cumplía igual función que aquel inventado por Rutherfurd y empleado por Gould en la medición de los cúmulos estelares del norte y las Fotografías Cordobesas, trabajos que se constituyen en los antecedentes inmediatos del propuesto catálogo astrográfico.

Dada la magnitud de la empresa, únicamente podría llevarse adelante recurriendo a la colaboración internacional. La idea de Mouchez fue invitar a participar del proyecto a varios observatorios, cada uno de los cuales se encargaría de una zona del cielo delimitada en declinación, convenientemente elegida según su posición geográfica.

Todas las instituciones intervinientes emplearían un mismo tipo de telescopio, similar al astrográfico parisino, con el objeto de lograr la mayor uniformidad posible de las imágenes.

La propuesta comienza a concretarse en el congreso organizado en París en abril de 1887, bajo el auspicio de la Academia de Ciencia y el Observatorio francés, al que concurrieron astrónomos de las más importantes instituciones astronómicas del momento[5].

En esta reunión se formó un Comité, que definió las condiciones en que se realizaría el trabajo y en particular la “astrocámara” a emplear.

Cumplir con el propósito de que las fotografías obtenidas desde los distintos observatorios fueran similares, requería instrumentos con objetivos de igual diámetro y distancia focal, así como aberraciones.

De izquierda a derecha: Paul Henry,  Prosper Henry y Paul Gautier, constructores de los telescopios astrográficos, en oportunidad de la reunión de 1887 realizada en París. (Detalle de la fotografía existente en el Observatorio Astronómico de La Plata, S. Paolantonio).

Telescopio astrográfico construido en 1885 en el Observatorio Astronómico de París, prototipo de los utilizados para el programa de la Carte du Ciel (Repsold, A. (1914). Sur geschichte der Astronomischen Messwerkzeuge von 1830 bis um 1900- Leipzig.).

Cada fotografía debía abarcar la mayor porción de cielo posible, con el objeto de reducir al mínimo el número de exposiciones necesarias. En este sentido, en la época, el “campo de visión” – limitado fundamentalmente por las aberraciones – era mayor en los telescopios refractores que en los reflectores.

Por otro lado, el instrumento debía ser fácil de utilizar, requerir bajo mantenimiento y su costo no ser tan elevado que resultara prohibitiva su adquisición.

Estas condiciones llevaron a los miembros del Comité a adoptar un refractor, y teniendo en cuenta la existencia del astrográfico francés, cuyo correcto funcionamiento estaba probado, se resolvió emplear un instrumento de similares características. Se dejó a criterio de cada observatorio la adquisición del telescopio a los constructores que desearan, siempre que se respetara las características ópticas y mecánicas convenidas (Carte Photographique du Ciel, 1887; 102). Algo más de la mitad de los observatorios involucrados en el programa, encargaron el astrográfico a los hermanos Henry y a Gautier. Las instituciones que estaban bajo la órbita del Reino Unido, así como Helsinki y Tacubaya (México), siete en total, los adquirieron a Howard Grubb[6] de Dublín, mientras que el observatorio de Potsdam lo pide a Repsold (Paolantonio y Minniti, 2009).

Cubrir el hemisferio austral para el programa de la Carte du Ciel resultaría un verdadero problema teniendo en cuenta la escasez de instituciones astronómicas (Mouchez a Blest Gana, 9/5/1887 en Chinnici, 1999; 336). Para 1887 al sur del ecuador se encontraban activos los observatorios del Cabo en Sudáfrica, los de Adelaida, Sydney y Melbourne en Australia, todos pertenecientes al imperio británico, y en Sudamérica los de Santiago de Chile, Río de Janeiro, La Plata y Córdoba.

Todos los observatorios sudamericanos fueron invitados al Congreso de París de ese año, con excepción de Córdoba.

Continúa en

El telescopio astrográfico del Observatorio de Córdoba. II

Telescopios astrográficos de los observatorios sudamericanos.

Bibliografía

Este documento, texto e imágenes, está protegido por la propiedad intelectual del autor. Puede hacerse libre uso del mismo siempre que se cite adecuadamente la fuente: Paolantonio, S.  (2011). El telescopio astrográfico del Observatorio de Córdoba. I. Disponible en https://historiadelaastronomia.wordpress.com/astrografico1/.  Recuperado el… (indicar la fecha). No se autoriza el uso de la presente obra para fines comerciales y/o publicitarios. Ante cualquier duda dirigirse a: paolantoniosantiago@gmail.com.

Notas

[1] ← Sin pretender completitud, se enumeran algunos hitos en el desarrollo de la fotografía en relación a su aplicación astronómica, con la intención de ayudar al lector a comprender más cabalmente los hechos que se abordarán a continuación.

[2] ← Ernest Amédée Barthélemy Mouchez, nace en Madrid el 24 agosto de 1821, fallece el 25 de junio de 1892, Oficial naval francés, participó en la guerra Franco-Prusiana. Fue director del Observatorio de París desde 1878 y hasta su muerte.

[3] ← Prosper Mathieu (1849-1903) y Paul Pierre Henry (1848-1905). Ópticos franceses que adquirieron renombre por la calidad de sus trabajos, realizaron principalmente en el Observatorio de París, muchos de los cuales en asociación con P. F. Gautier.

[4] ← Paul Ferdinand Gautier (1842-1909) Nacido en París, fue un hábil mecánico constructor de instrumento, especializado en los astronómicos.

[5] ← Entre tanto, dos años antes, David Gill había iniciado su propio programa para fotografiar la bóveda celeste austral. Su propósito era obtener imágenes de todo el cielo visible desde el Cabo de Buena Esperanza, empleando un objetivo que abarcaba en cada exposición un área de 5 por 5 grados, por lo que se necesitarían en total, 250 exposiciones. Este trabajo sufrió numerosos altibajos y debió ser financiado por el mismo Gill – gracias al apoyo de su mujer –. Comenzó a publicarse a partir de 1896, justo un año antes que las Fotografías Cordobesas, constituyendo el hoy conocido Cape Photographic Durchmusterung.

[6] ← Howard Grubb (1844 – 1931), fabricante de telescopios y equipamiento astronómico de Dublín, Irlanda. Los astrográficos fabricados por Grubb eran dobletes al igual que los de los hermanos Henry. Los realizados para Oxford, Sydney y Melboure, tenían la particularidad que la lente de vidrio flint era la anterior, al contrario de la configuración clásica en la que se ubica del lado interno al telescopio. Mayores detalles sobre estos telescopios en Wayman P. A. (1987) The Grubb astrographics telescopes 1887-1896, IAU Symp. 133.


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