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Historia de la astronomía

Pioneros de la fotometría fotoeléctrica

Hace un siglo, Paul Guthnick perfeccionó el uso del fototubo para medir de manera objetiva el brillo de las estrellas. Así nacieron las bases de una técnica que hoy no falta en ningún observatorio.

El primer fotómetro fotoeléctrico adaptado a la observación estelar fue instalado por Paul Guthnick en el telescopio refractor Zeiss-Repsold de 30 centímetros (imagen) del Observatorio Real de Berlín-Babelsberg, una de las dos instituciones predecesoras del actual Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam. [Archivo del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam]

En síntesis

A simple vista, las variaciones de brillo de las estrellas resultan difíciles de detectar y no pueden medirse de forma objetiva.

Hace un siglo, las primeras células fotoeléctricas permitieron investigar de manera precisa esas fluctuaciones.

La fotometría fotoeléctrica propició el estudio de un tipo de astro casi inexplorado hasta entonces: las estrellas variables.

Los dispositivos destinados a medir el brillo de las estrellas —y, en particular, sus variaciones en el transcurso del tiempo— forman parte del equipamiento astrofísico básico de cualquier observatorio del planeta, ya pertenezca a profesionales o a aficionados. En la actualidad, los dispositivos de carga acoplada (CCD) se encargan de realizar la mayor parte del trabajo. Sus bandas de aplicación abarcan los rayos X, el espectro visible y el infrarrojo cercano hasta una longitud de onda de 2,5 micrómetros. Gracias a ellos, un telescopio de diez metros puede determinar el brillo de un astro de magnitud 28.

Sin embargo, los objetos de magnitud inferior a 8 o 9 plantean dificultades a los astrónomos profesionales debido a su elevado flujo de fotones. O, dicho de otro modo, los telescopios actuales son demasiado potentes y los CCD, excesivamente sensibles. En este sentido, los aficionados cuentan con ventaja. Por otro lado, determinar con precisión el brillo de una estrella a partir de mediciones efectuadas desde la superficie terrestre exige hacerlo de forma diferencial; es decir, con respecto a una estrella de referencia que permanezca constante y se localice en el cielo a menos de un grado de distancia de la estrella estudiada. En la mayoría de los casos, sin embargo, tales estrellas brillantes no se encuentran dentro del modesto campo visual de un CCD.

Por esa razón, la observación de estrellas cuyo brillo supera la magnitud 8 o 9 sigue siendo objeto de la fotometría fotoeléctrica basada en fotomultiplicadores. Antes de la popularización de los CCD, dicha técnica dominó la fotometría durante más de cincuenta años. Su consagración llegó a principios de los años treinta del pasado siglo, cuando la Corporación de Radio de América introdujo el fototubo 1P21 (empleado en astronomía desde 1947).

La fotometría fotoeléctrica llevó la electrónica a los observatorios astronómicos. Sus orígenes se remontan a 1893, cuando Julius Elster, físico y profesor de bachillerato, y Hans F. Geitel, físico, desarrollaron en Wolfenbüttel y Berlín un fototubo basado en células alcalinas. Ambos reconocieron desde el principio su posible utilidad para medir el brillo de los astros; sin embargo, los astrónomos de Berlín, Potsdam y Hamburgo prácticamente no mostraron ningún interés.

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