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Aberraciones ópticas

Lamentablemente no hay ningún telescopio ni sistema óptico que reproduzca las imágenes totalmente libres de aberración. No existe el telescopio perfecto. Nuestro propio ojo tampoco es capaz de reproducir las imágenes perfectamente. Lo que sí se ha conseguido es desarrollar sistemas ópticos que corrijan ciertos tipos de aberración. La aceptación de la aberración depende de cada observador. Hay algunos que asumen ciertos niveles como algo natural y otros que no se conforman con menos de una óptica de última generación, que es lo más parecido a un sistema óptico perfecto que tenemos.

En las siguientes páginas vamos a explicar los diferentes tipos de aberración que crean los telescopios astronómicos.

Aberración esférica

Se trata de un tipo de aberración producto de sistemas tanto de lentes como de espejos. La causa de este tipo de aberración es que un rayo de luz cercano al eje no se refleja de igual manera que un rayo más separado del eje. Por eso se crean varios focos. En las lentes y espejos esféricos el ángulo de reflexión incrementa según nos alejamos del eje óptico. El telescopio transforma esta aberración en imágenes desenfocadas. Cuanto menor sea la distancia focal, más perceptible será. Se puede neutralizar utilizando lentes curvas y espejos parabólicos. Así se evita que el ángulo de incidencia sea muy grande y se consigue un único foco.

Cuando se envió el telescopio Hubble al espacio se determinó que sufría una aberración esférica porque devolvía imágenes desenfocadas. Para solucionar este problema, fue necesario «ponerle gafas».


Aberración cromática

Este problema es característico de los refractores. La luz incide en la lente y se refracta. Algunos se acordarán vagamente de las lecciones de física del colegio… A partir de esta refracción obtenemos imágenes. La luz azul se refracta más que la luz roja, por ejemplo. Como cada longitud de onda tiene una distancia focal diferente, los índices de refracción de la luz azul y roja (por continuar con el mismo ejemplo) son diferentes.

En la práctica, esto significa que la luz azul se encuentra en un lugar diferente a la luz roja y se produce una imagen desenfocada.

La aberración cromática se puede corregir eficazmente con una óptica acromática. Es tan sencillo como situar una lente negativa de mayor dispersión detrás de la lente positiva biconvexa. Así se corrige parcialmente este fallo de color. Aunque aún sigue siendo perceptible una aberración menor, la denominada espectro secundario.

También se puede corregir el espectro secundario. Para ello es necesario introducir otra lente en el sistema. Los reflectores están exentos de aberración cromática.

Coma

La coma es otro tipo de aberración ocasionado, sobre todo, por rayos luminosos de incidencia oblicua fuera del eje óptico. Suele surgir como consecuencia de la superposición de la aberración esférica y el astigmatismo. Esto último es, entre otras cosas, el resultado de una refracción desigual de los rayos luminosos. En la práctica, las estrellas en el borde del campo visual aparecen estiradas, con forma de cola de cometa. La imagen está difusa y no se puede enfocar.

Se hace más notable en telescopios de grandes relaciones de apertura, modelos de 1:4, 1:5 y hasta 1:7. Es perceptible en sistemas ópticos potentes, adecuados para la fotografía. Con una distancia focal larga y una (por consiguiente) relación de apertura pequeña (como 1:10) se reduce el fallo. Cuanta menos luz entre por el objetivo, menor será el nivel de coma. De todas formas, se puede utilizar un corrector de coma para mejorar el enfoque de ópticas captadoras de luz.


Astigmatismo

El astigmatismo puede surgir como consecuencia de una refracción desigual. Aunque a veces también aparece por culpa de la desfiguración del espejo. Lo más normal, en cambio, es que aparezca por la diferencia en la curvatura de dos espejos o lentes con distancias focales distintas. En este caso, un haz de luz se encontraría perpendicular al otro. En el disco de Airy, el astigmatismo se refleja como una imagen dada de sí. Reduciendo la cantidad de luz que incide en el telescopio se minimiza el nivel de astigmatismo.

 

Curvatura del campo visual

La curvatura del campo visual está directamente relacionada con el astigmatismo.
La imagen se proyecta sobre un campo de visión arqueado, lo que hace imposible enfocar la imagen en el centro y el borde simultáneamente. Para reducir el impacto de esta aberración es necesario reducir la cantidad de luz que entra en el sistema óptico.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Astigmatismus

 

 

 

 

 

Koma

04.06.2020
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