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La astronomía óptica es el área de la astronomía que para estudiar el universo usa luz en una pequeña región del espectro electromagnético, coincidente en su mayor parte con la que el ojo humano puede detectar.

Es la parte más antigua de la astronomía, ya que recién en el siglo XX comenzaron a ser usadas en la investigación astronómica regiones del espectro electromagnético diferentes a la visible.

La principal herramienta que utiliza es el telescopio. Hasta fines del siglo XIX el único detector usado era el ojo humano, pero el advenimiento de la fotografía cambió eso, permitiendo un aumento enorme de la sensibilidad de las observaciones. En vez de la fracción de segundo en que el ojo recibe fotones antes de mandar la señal al cerebro, una placa fotográfica podía ser expuesta durante horas.

La placa fotográfica fue usada tanto para detectar imágenes como espectros. En el segundo caso, un espectrógrafo separa la luz que llega al foco del telescopio por longitud de onda, y el resultado queda registrado en la placa fotográfica.

En las últimas décadas del siglo XX, la placa fotográfia fue gradualmente reemplazada por detectores electrónicos, el más útil y ampliamente usado de ellos el CCD.

A pesar de la apertura de nuevas regiones del espectro a la investigación astronómica, la astronomía óptica sigue siendo un área inmensamente activa.

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