Después del maravilloso paso de Plutón, ¿por qué el telescopio Hubble no pudo tomar imágenes de igual resolución?

Se trata de resolver el poder y la distancia. El poder de resolución es el ángulo más pequeño que un telescopio puede resolver. Plutón es pequeño (1471 millas) y está muy lejos (alrededor de 3 mil millones de millas). Si realiza la trigonometría, encontrará que el tamaño angular de Plutón es de aproximadamente 0,1 segundo de arco (suponiendo que hice los cálculos correctos), o aproximadamente 1/36000 de grado. El poder de resolución de un telescopio es proporcional al tamaño de la abertura principal. El Hubble tiene un espejo bastante grande: unos 7.9 pies. Nominalmente, el poder de resolución de un espejo es de aproximadamente 4.5 segundos de arco / apertura (en pulgadas), lo que significa que la resolución es de aproximadamente 0.047 segundos de arco. Eso significa que, en circunstancias normales, la resolución límite produciría una resolución de aproximadamente la mitad del tamaño de Plutón. No hay posibilidad de ver ningún pequeño detalle. New Horizons, por supuesto, tiene un espejo principal más pequeño (el telescopio Ralph tiene una apertura de solo 2.4 pulgadas), pero está mucho, mucho más cerca. Pasó a unas 7800 millas de Plutón, casi 40,000 veces más cerca, por lo que a pesar de que el instrumento es 1/30 del tamaño, obtiene un poder de resolución de 13000x mejor.

Advertencia: no pasé un montón de tiempo revisando mis matemáticas, que usa algunas aproximaciones básicas, y obtuve todas las cifras sobre el tamaño de la óptica de Wikipedia. La idea básica y el orden de magnitud de las cantidades es aproximadamente correcta.

Distancia y tamaño.

Para darle una idea de la escala, Urano está a 2.600 millones de kilómetros de la Tierra en la distancia más cercana y a 3.200 millones de kilómetros a la distancia. Cuando se descubrió Neptuno, duplicó el tamaño del sistema solar durante la noche. Neptuno está a 4,3 mil millones de kilómetros de la Tierra, lo más cercano a 4,7 mil millones de kilómetros a lo más lejos.

Plutón está a 4,28 mil millones a 7,5 mil millones de kilómetros de la Tierra. Plutón pasa dos décadas de su órbita de 248 años en la órbita de Neptuno. (Fue esto lo que lo degradó a un planeta enano. Aunque, para ser honesto, a esta distancia del sol y con los gigantes del vecindario, incluso la Tierra, el mayor de los planetas rocosos internos, no tendría despejó el camino para forjar su propia órbita única y habría sido degradado a un planeta enano).

Plutón es pequeño. Es más pequeño que nuestra luna y está al acecho en los confines del sistema solar.


Emily Lakdawalla de The Planetary Society abordó esta pregunta:

Plutón es un mundo bastante pequeño, pero incluso si pones a Júpiter (que es 60 veces más grande) a la distancia de Plutón del Sol, solo tendría unos 150 píxeles de ancho, aún mucho más pequeño de lo que parece la galaxia.

Las galaxias están muy lejos, es cierto, ¡pero muchas de ellas son más grandes de lo que están lejos, al menos en comparación con los mundos de nuestro sistema solar! Piense en eso por un momento: cómo algo que está a millones de años luz de distancia puede parecer mil veces más grande que algo que está dentro de nuestro propio sistema solar.

Para medir qué tan grandes aparecen estas cosas en nuestro cielo, podemos tomar la relación del tamaño de estas cosas con sus distancias. Pero no saque sus calculadoras todavía. Antes de comenzar a marcar números con muchos ceros, primero debe hacer una verificación de la realidad mental en sus proporciones de orden de magnitud.

  • La galaxia es como cien mil de ancho dividida por cien millones de distancia; esa proporción debería ser alrededor de una milésima.

  • Plutón es como mil de ancho dividido por mil millones de distancia; esa proporción debería ser alrededor de una millonésima.

  • ¡Entonces ya sabemos que la galaxia debería aparecer mil veces más grande en el cielo que Plutón!

Si estás interesado en números y tecnicismos, dirígete a su blog. ¡Ella es alucinante! ¿Por qué el Hubble puede obtener vistas detalladas de galaxias distantes pero no de Plutón?