el observatorio astronomico
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(2007) Presentacion en Power Point describiendo la historia, la evolucion y las caracteristicas de un observatorio astronomico.\Power Point presentation describing the history, the evolution and features of an astronomical observatory.TRANSCRIPT
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INSTRUMENTACIÓNASTRONÓMICA
EL OBSERVATORIOASTRONÓMICO
Roberto Bartali2007
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INTRODUCCIÓN
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En esta presentación describiremos la historia, la evolución y las características de los observatorios astronómicos, lugares en los cuales se hospedan algunas de las maravillas tecnológicas modernas.
A pesar de la total falta de instrumentos de medición, de sistemas de cómputo y de materiales de alta tecnología, los observatorios antiguos fueron igualmente unas maravillas, debido a que sus constructores lograron resultados muy interesantes.
Cerro Tololo
Chankillo
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La Astronomía es una ciencia muy antigua.
El hombre siempre ha sido curioso y ha observado el cielo nocturno desde que ha tenido uso de razón.
Inclusive los animales voltean su mirada al cielo.
El Sol, la Luna, el movimiento aparente de las estrellas, las estrellas fugaces, los eclipses, las novas y supernovas, han llamado la atención de todas las civilizaciones alrededor del mundo.
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Después construyó monumentos y edificios especiales para protegerse del frío y tener una posición fija de referencia para realizar las observaciones.
Surge así el concepto de observatorio astronómico, como un edificio dedicado exclusivamente para la observación y para mantener almacenados y protegidos instrumentos y registros.
En la actualidad estos edificios son una verdadera maravilla tecnológica, controlados y manejados por sofisticadas computadoras.
Con el paso del tiempo, ha utilizado diferentes métodos para observar y registrar los fenómenos celestes.
En la antigüedad, solo utilizó formaciones naturales como cerros o valles para orientarse y registrar los eventos.
VLT
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HISTORIA
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Estructuras naturalescomo montañas, grandes
rocas o árboles fueronutilizadas como puntos
de referencia.
Después se tallaron y erigieron
monolitos y fueron
alineados con las estructuras
naturales.
Escocia
Armenia
España
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Un ejemplo de esto, es este observatorio solar neolítico en Italia. La luz del Sol pasa a través de la perforación (durante el solsticio de invierno) y se proyecta en rocas formando una mariposa.
La metódica observación de los fenómenos naturales, ha llevado a los antiguos astrónomos a detectar lugares especiales desde los cuales se podían observar ciertos fenómenos solo en fechas determinadas.Esto ayudó a la creación de los calendarios.
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Bajorrelieves tallados en piedras que representan observaciones astronómicas. Probablemente su sitio original era cerca de cuevas, de formaciones naturales o de monumentos erigidos para la observación.
Venezuela
Galicia
Colorado USA
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Hungría
Italia
México
Las cuevas eran utilizadas como casas y lugares para protegerse de las intemperies y de los animales salvajes. Las paredes eran utilizadas para mostrar hechos importantes y llevar registros de observaciones astronómicas.
11Observatorio solar en Perú. El Sol surge entre diferentes torres durante los solsticios y los equinoccios.
Las formaciones naturales son aprovechadas y modificadas para adaptarlas a las necesidades de las observaciones.
Enormes monumentos y monolitos fueron levantados para crear observatorios solares.
Puerta del Sol, Bolivia
Piedra del Sol, Machu Picchu
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Los monolitosfueron sustituidos
por grandesmonumentos
diseñados parafacilitar la
observación del movimiento del
Sol, la Luna y losplanetas.
Surgieron, así, edificios especialmente diseñadospara la observación astronómica.
Stonehenge
Chichen Itza Monte Alban
India
Uraniborg
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Desde 30 siglos antes de Cristo hasta 15 siglos después, se han levantado monumentos gigantescos y edificios especialmente diseñados para la observación astronómica.
Inglaterra
México
Bolivia
Grecia
Egipto
14El arte, la arquitectura y la ciencia se unen para crear hermosos edificios
dedicados a la observación astronómica.
Greenwich Griffit Yerkes
Stockholm Pulkovo
Yazdt
A partir del siglo XVIII hasta la segunda mitad del siglo XX
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VLT
GEMINI
NTT
Durante la segunda mitad del siglo XX y en
la actualidad, el arte cede el paso a la
tecnología.
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TIPOS
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Los avances de la tecnología han permitido que en los últimos 60 años, la observación astronómica se llevara a cabo no solo sobre la superficie terrestre, sino que se ha desplazado a la atmósfera, al espacio exterior e inclusive bajo tierra.
Estación Espacial InternacionalDetector de neutrinos y partículas de alta energía
Telescopio Espacial
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Balones aerostáticos
Precursores de los telescopios espaciales, llevaban, y llevan, pesadas cargas de instrumentación científica.
Observando desde las partes altas de la atmósfera, son especialmente sensibles a las partículas de alta energía, la radiación ultravioleta e infrarroja, todas filtradas por nuestra atmósfera.
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Observatorios a bordo de aviones
SOFIA
Estos aviones de la nasa, volando a alturas mayores a los 10 km, hospedan un telescopio infrarrojo totalmente automatizado y otros instrumentos.
KAO
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Telescopios espaciales
Telescopio Espacial Hubble
La turbulencia de la atmósfera terrestre, la contaminación luminosa y del aire, no permiten la observación de los detalles de los cuerpos celestes.
Telescopio espacial Spitzer
Además, la radiación infrarroja y ultravioleta, son filtradas por las capas atmosféricas, ocultando muchos de los fenómenos que ocurren en el espacio.
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Muchos fenómenos que ocurren en el interior de nebulosas, galaxias y estrellas, que se encuentran a muy altas temperaturas, emiten radiaciones en longitudes de onda muy cortas, visibles solo desde el espacio.
Observatorios para longitudes de onda cortas (UV y X).
GALEXCHANDRA
XMM NEWTON
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Observatorios para longitudes de onda muy cortas (gamma)
COMPTONINTEGRAL
SWIFT
Los fenómenos que se desarrollan y generan temperaturas extremas (decenas de millones de grados) emiten rayos gamma.
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Observatorios para longitudes de onda muy largas
WILKINSON
PLANCK
Los fenómenos que se desarrollan o se generan a temperaturas extremadamente bajas, como la temperatura residual del Big Bang, son visibles en la banda de las microondas.
Pequeñas variaciones de la temperatura del universo son visibles en este mapa creado por el WMAP.
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M81 fotografiada por el HubbleM81 fotografiada por el Spitzer
M81 fotografiada por el Chandra M81 fotografiada con el telescopio I.Newton
EJEMPLOS
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La Vía Láctea vista observada en diferentes longitudes de onda
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Exploradores robóticos que se han posado sobre la superficie de cuerpos del Sistema Solar
Viking
SpiritExploradores en Marte Explorador en Titan Huygens
Venera 14
Venus
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Exploradores Automáticos Interplanetarios
Muchos observatorios espaciales han viajado a lo largo y ancho del Sistema Solar, estudiando los planetas y sus satélites.Estos son solo una pequeña muestra de todos ellos.
Cassini
Messenger
New Horizons
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Exploradores interestelares
Después de haber explorado gran parte del Sistema Solar, los observatorios espaciales Pioneer X, Pioneer XI, Voyager I y Voyager II, se encuentran en los límites del Sistema y estan en camino hacia el espacio inter-estelar cada uno en una dirección diferente.
Voyager 2
Pioneer X
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Radiotelescopios móviles
Radiotelescopios fijos
Green Bank
Arecibo
La atmósfera terrestre es transparente a una restringida gama de radiaciones electromagnéticas, además de la luz visible, las ondas de radio pueden ser observadas desde la superficie utilizando radiotelescopios.
Effelsberg
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Interferómetros radio
Interferómetros ópticos
ESO – Very Large Telescope
Very Large Array
Los instrumentos de varios observatorios pueden ser apuntados hacia el mismo objeto y la radiación detectada por cada uno de ellos puede ser sumada gracias a sofisticadas técnicas electrónicas y el uso de poderosas herramientas matemáticas.
El efecto final es como si tal objeto fuese observado por un solo instrumento del tamaño equivalente al de todos los instrumentos juntos.
Inerferómetros
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Detectores subterráneos de neutrinos y partículas de alta energía
Super Kamiokande
Sudbury
Los neutrinos son partículas de muy alta energía y virtualmente sin masa que son producidas por las estrellas durante la conversión de hidrógeno en helio y por las supernovas durante la explosión.
Enormes tanques llenos de agua, rodeados por gran cantidad de sensores de luz extremadamente sensibles, pueden detectar solo algunos de los millones que recibimos cada segundo.
MIT
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Detectores de ondas gravitacionales
Observatorio LIGO
Geo600
Las ondas gravitacionales son producidas por los agujeros negros, las estrellas de neutrones, las supernovas y las colisiones de objetos muy masivos.
Un laser se refleja en una serie de espejos colocados sobre masas colgantes situadas en los extremos de los túneles de 4 km, una onda gravitacional debería desplazar el haz de luz algunos micrómetros.
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Observatorios solaresContienen telescopios de muy larga longitud focal para poder tener una imagen grande del Sol.
Por eso, normalmente son torres muy altas en las cuales la luz del Sol se refleja hasta un cuarto bajo tierra. Allí es analizada por diferentes instrumentos.
Una serie de espejos móviles en la punta de la torre sigue el movimiento del Sol.
Kitt Peak
NSO
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CARACTERÍSTICAS
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San Pedro Martir
Mauna Kea
La Silla
Por estas razones los observatorios se construyen en lugares alejados y muchas veces en la cima de montañas.
La observación astronómica depende de climas secos, estables y de la transparencia de la atmósfera.
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Elegir el lugar adecuado requiere de varios años de estudios y de meticulosos registros de las condiciones climáticas.El lugar, además, debe estar lejos de las luces de las ciudades.
Roque de los Muchachos
Los lugares ideales son las montañas cerca de las costas oceánicas, zonas áridas y altiplanos desérticos.
Cape Town
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La contaminación luminosa, degrada las condiciones del cielo, los observatorios, en consecuencia, deben ser construidos en lugares remotos y de difícil acceso.
Nuestro planeta durante la noche esta muy iluminado.
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Pino Torinese
Griffith
La iluminación y la contaminación, degradan mucho las condiciones del cielo, perjudicando y reduciendo la cantidad y la calidad de los estudios que se realizan.
Muchos observatorios han sido engullidos por las grandes ciudades.
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Para la detección de la radiación infrarroja, es necesario que el observatorio este construido en lugares muy secos y extremadamente fríos, toda la instrumentación debe trabajar a temperaturas de decenas de grados bajo cero.
Un lugar ideal para la observación astronómica son los altiplanos helados en el polo sur.
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La típica imagen del astrónomo observando al ocular del telescopio, aguantando temperaturas de varios grados bajo cero, en posiciones incómodas …
Hubble
Hevelius
http://www.gdargaud.net/Antarctica/AstroAntar.html
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LBT ESO
… ha cambiado por la de varias personas cómodamente sentadas en frente a monitores de computadora, en un cuarto con aire acondicionado y una taza de café.
VLT
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Keck 1
Arecibo
Ahora son las computadoras y los sofisticados circuitos electrónicos que controlan los telescopios, los edificios y los instrumentos, los que deben estar en ambientes fríos.
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Códice Maya
Observatorio Pino Torinese
TDS
El observatorio es el lugar en el cual se almacenan los registros de las observaciones.
A lo largo de la historia, el registro manuscrito ha sido substituido por grandes cantidades de libros impresos y actualmente por miles de unidades de cinta magnética y discos compactos.
La cantidad de información generada por día se ha incrementado desde algunas hojas manuscritas a cientos de hojas impresas … a cientos de gigabytes.
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Entonces, como hemos visto, un observatorio es el lugar en el cual se encuentran los instrumentos, los archivos y los sistemas de control.
Vamos a ver más a detalle sus características técnicas.
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El edificio de un observatorio moderno es un sistema inteligente y construido con materiales ligeros y resistentes, a pesar de ser enormes, sus dimensiones son parecidas a las de los observatorios del siglo pasado que hospedan telescopios mucho más pequeños.
Refractor Yerkes 1m
ReflectorHale 5.1m
LBT 2x8.4m
HET 11m
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Esto de debe a que las monturas de los telescopios son alt-azimutales y no ecuatoriales como lo eran hasta hace 30 años.
La integración a gran escala de los circuitos electrónicos, su drástica reducción del costo, la capacidad de los procesadores y la construcción de motores muy potentes de reducidas dimensiones, ha permitido desarrollar sistemas de control muy poderosos, eficientes, de bajo costo y reducidas dimensiones.
122cm Padova
8.4m VLT
Montura ecuatorial
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La cimentación del telescopio debe ser completamente aislada de la cimentación del domo para evitar la transmisión de las vibraciones.
Lone Star Observatory, Texas
J.Kepler High School
Yerkes
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Normalmente, el telescopio y la cúpula tienen movimientos propios e independientes.
Actualmente, en varios observatorios, es el edificio completo junto con el telescopio que se mueven simultáneamente.
NTT
Stewart Obs.
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Algunos observatorios están divididos en dos partes, una que contiene el espejo principal, y la otra que contiene el espejo secundario y la instrumentación.
En este tipo de instrumentos, la movilidad es reducida y son utilizados para observar en un ángulo restringido cerca del Zenith (donde la refracción es muy baja).
Hobby Eberly
SALT
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La temperatura y la humedad en el interior del edificio, donde esta el telescopio, deben ser constantes e iguales a la temperatura y humedad en el exterior, para evitar turbulencia en el interior y alrededor del telescopio.
Un sistema de sensores de humedad y de temperatura, se encarga de abrir y cerrar periódicamente los grandes ventanales desde varias horas antes de que empiece la observación.
Los datos de la estación meteorológica son analizados y se hacen las previsiones de la temperatura a la que se llevará a cabo la observación, esta información es utilizada por los sistemas de control del edificio.
Gran Telescopio CanariasGemini
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FUTURO
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ELT
Telescopios de 42 m de diámetro, están en proyecto en Europa. El domo será algo parecido a un hangar para aviones 747.
Otros telescopios de hasta 100m de diámetro están en proyecto en USA y Canadá.
OWL
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James Webb
El observatorio espacial James Webb, ya en su fase final de fabricación, serálanzado en los próximos años.
Tendrá un diámetro de 6 m y trabajará en luz visible e infrarroja, todos los sistemas electrónicos serán enfriados a 243 grados bajo cero, el espejo esta formado por placas de berilio.
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Observatorios completamente automatizados con telescopios gigante de hasta 30m de diámetro, están en estudio para ser colocado sobre la superficie lunar.
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MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN