matemáticas maths

matemáticas maths
Matemáticas de pizarra

jueves, 24 de junio de 2021

Las técnicas en astrofotografía (I); diferencias entre fotografía planetaria y de cielo profundo

    Uno pensaría que para hacer una foto astronómica basta con apuntar al cielo y disparar. Nada de eso. La fotografía astronómica es un proceso bastante complejo que requiere cierta experiencia y un dominio de sus técnicas si se desean buenos resultados, por no decir unos medios en general nada baratos. En la presente entrada voy a describir a grandes rasgos (es todo un mundo, eso sí, fascinante) las dos principales opciones de astrofotografía; la fotografía planetaria y la de cielo profundo, así como el cómo se realizan. En esta entrada le razonaré las diferencias entre fotografía planetaria y de cielo profundo, y dedicaré dos entradas nuevas a explicar dichas técnicas con más detalle.

    Siguiendo mi línea, todo se lo intentaré explicar desde mi experiencia y sin entrar en fórmulas complejas, de modo que lo que yo le cuente sea lo más comprensible posible. voy a comenzar haciéndole reflexionar un poco.


1- Acerca del tamaño aparente de los planetas y de los objetos de cielo profundo

En esta entrada usaré el concepto de tamaño aparente, algo tan sencillo como el tamaño que parece tener un objeto pero sin tener en cuenta la distancia. Un objeto con un tamaño aparente grande podría ser muy pequeño pero estar muy cerca de la Tierra, mientras un objeto de tamaño aparente pequeño podría ser mucho más grande que el anterior pero estar a su vez mucho más lejos. La luna posee un tamaño aparente más grande que Júpiter, siendo más pequeña. Eso se debe a que está mucho más cerca. En realidad, que los objetos estén cerca o lejos no nos preocupa, lo que nos interesa es que su tamaño aparente sea mayor o menor.

Observe las siguientes fotografías en las que se ve el brazo de Sagittarius de la vía láctea.

Esas dos estrellitas que se ven a la derecha de ambas imágenes, las dos más brillantes, son Júpiter y Saturno, unos 5 meses antes de la gran conjunción de diciembre de 2020. Son los dos planetas más grandes del Sistema Solar ¿y cómo se ven? como si fueran 2 estrellas. Esto es, para ver y fotografiar adecuadamente los planetas necesitaremos ir a muchos aumentos, ya que los planetas poseen prácticamente el mismo tamaño aparente de las estrellas, son como puntos.


Consideremos ahora esta foto de M33, la galaxia del triángulo de nuestro cúmulo local ¿qué es lo que se ven en la fotografía además de la galaxia? muchas estrellas, del tamaño de puntos. Piense por un momento que Júpiter y Saturno, aparentemente poco mayores que el tamaño de estrellas (piense en una estrella como un punto, un planeta como un disco muy muy pequeño, pero aparentemente un punto), están en la foto anterior, y que son las dos estrellas más brillantes de la misma.

¿Ve donde quiero ir a parar? Que muchos objetos de espacio profundo poseen un tamaño aparente muy grande (además de ser grandes de por sí), por lo que para fotografiarlos no nos hará falta ir a muchos aumentos. Es más, si aumento mucho una parte de la imagen anterior no veré la galaxia entera, sólo una pequeña parte de la misma como un brazo, y eso normalmente no me interesará. 

Le doy otro ejemplo, voy a poner la galaxia de Andrómeda junto la luna para que usted pueda comparar los tamaños. Sorpréndase; las 2 fotos las hice la misma noche con el mismo telescopio y la misma cámara.



Sí, la galaxia de Andrómeda posee de punta a punta unas 7 veces el tamaño aparente de la luna. De hecho, la galaxia de Andrómeda no cabe en la foto anterior. Algunos de estos objetos son aparentemente muy grandes.

Es verdad que hay objetos muy lejanos que aparentemente son bastante pequeños. Por ejemplo la foto siguiente; M1 o nebulosa del cangrejo. La foto anterior, M33, y ésta se han hecho en las mismas condiciones, el campo de visión de la cámara es el mismo, y mientras la galaxia ocupa gran parte de la foto, esta nebulosa apenas ocupa un trozo, pero aún así, es más grande que cualquiera de las estrellas que aparecen en la foto, sería más grande que cualquier planeta, siempre aparentemente.


La conclusión de este apartado es la siguiente. Para fotografiar planetas hay que tirar de muchos aumentos para agrandar mucho la imagen, logrando que algo tan pequeño como una estrella se vea como un disco, cuanto más grande sea ese disco, mejor. Para fotografiar los objetos de cielo profundo ello no es necesario, son aparentemente más grandes que las estrellas, por lo que no hay que ampliar nada, incluso algunos objetos  no cabrán en fotos con telescopios de focal media-alta.

Esta es la primera diferencia entre la fotografía de cielo profundo y planetaria. Mientras en la fotografía de cielo profundo no hay que aumentar nada, en la fotografía planetaria hay que sacar todos los detalles a un planeta que prácticamente se ve como un punto y hay que ir a muchos aumentos. Bueno, si un objeto de cielo profundo es aparentemente es muy pequeño como le pasa a M1 y se puede aumentar, pues mejor, pero no es obligatorio, sin aumentar nada ya veremos su naturaleza.

2- Acerca del brillo de los planetas y de los objetos de cielo profundo

Quiero seguir haciéndole reflexionar. Antes de describir las dos técnicas principales de astrofotografía vamos a hablar transversalmente de los elementos de los telescopios. Básicamente un telescopio posee 3 parámetros principales (además de la calidad de las lentes/espejos internos).

- La abertura focal, o lo ancho que es. Básicamente, a más abertura focal, mayor poder de resolución. Usted ve con sus ojos y su pupila. Piense que en vez de tener una pupila de unos pocos milímetros usted tuviese una de 15 o 20 centímetros, ello le permitiría captar más luz, y muy importante, objetos que usted ve a lo lejos como uno solo, poder separarlos y verlos como varios objetos. Aquí sí funciona eso de "el tamaño sí que importa".

Este concepto está relacionado también con los aumentos, ya que se estima que el máximo número de aumentos que un telescopio soporta (usted puede ver de cerca la hoja de un libro, acérquesela a la cara cuanto desee, auméntela, va a llegar un momento en el que por más que se aumente lo que está escrito lo que va a tener es ruido) es su diámetro focal en milímetros multiplicado por 2 (seamos conservadores, algunos dicen que hasta $2'3$). Por ejemplo, mi reflector de $20\,cm$ o $200\,mm$ de abertura focal a partir de $200\times 2=400$ aumentos lo que me va a traer (en condiciones óptimas de observación, limpieza de lentes...) es ruido, y mi refractor de $8\,cm$ no debería trabajar a más de $80\times 2=160$ aumentos.

Olvídese de estos anuncios en los que dicen que un telescopio que es una auténtica ganga permite trabajar a 1000 aumentos o más. Técnicamente un telescopio de $6\,cm$ de abertura focal no le permitirá trabajar, teóricamente (si las lentes o espejos son de plástico en vez de vidrio aún menos) a más de 120 aumentos. Si se le pone un ocular muy pequeño, a ello va dedicado el siguiente apartado, tal vez esa "ganga de telescopio" le dé esos aumentos, pero no valen para NADA, ya le digo, por más que acerque un libro a sus ojos, podrá ver las sombras de las letras más grandes, pero verá sombras, ruido... no verá nada.

- La distancia focal, o el recorrido que hace la luz desde que entra por el tubo hasta que sale por el ocular. Digamos que la luz entra por la boca del tubo, y ya sea por lentes o espejos se refleja o se refracta. Cuanto más largo sea el recorrido de la luz, más grande va a ser la focal, que se mide en $mm$. Por ejemplo, mi reflector de $20\,cm$ posee una distancia focal de $1000$; la luz desde que entra por la boca del tubo hasta que sale por el ocular hace internamente el recorrido de $1000\,mm$, un metro.

Este concepto vuelve a estar relacionado con los aumentos, ya que si disponemos de un tubo con una focal de $F\,mm$ y le ponemos un ocular de $d\,mm$, estamos trabajando a los siguientes aumentos:

$Aumentos=\frac{F}{d}$

Por ejemplo, si a mi reflector de $1000\,mm$ le pongo un ocular de $20\,mm$, estaría trabajando a 

$\frac{1000}{20}=50$ aumentos

Seguimos mostrando ejemplos gráficos que son los más fáciles de entender. Muestro de nuevo a M31  con dos telescopios distintos, uno con focal 850 (uso mi telescopio reflector de focal 1000 con un reductor de coma que reduce la focal a un 85%) y mi pequeño refractor APO de $8\,cm$ con focal 420. La cámara es la misma, pero como las fotos se han hecho con 2 telescopios distintos en noches distintas, las orientaciones cambian.




    Se aprecia que el tamaño de la imagen a focal 850 es aproximadamente el doble que la de focal 420 (obsérvese la distancia entre M32 y la estrella a su izquierda, marcadas por $a$ y $2a$). De hecho, la galaxia satélite M110 no se ve en la imagen superior, sólo en la inferior. Este es el efecto de la focal, a mayor focal, en igualdad de condiciones, mayores aumentos.

    Aquí la distancia focal funciona de modo similar al teleobjetivo de una cámara reflex. Con un teleobjetivo 50-300 conseguiré (si me voy a $300\,mm$) mayores acercamientos que los que me puede dar un teleobjetivo de $80-200$ que como mucho me permitirá trabajar a $200\,mm$. Si está familiarizado con el tema, imagine lo que es tener un teleobjetivo de $2700$. Esa es justamente la distancia focal.

    Pongo otro ejemplo de distancias focales; M 42 o la Gran Nebulosa de Orión. A la izquierda se toma con focal 420, a la derecha (se ve con más nitidez porque se han apilado varias imágenes) con focal 850, más o menos el doble.


    No hay muchos objetos en el firmamento que no puedan ser retratados con una focal de 1000, pero M31 y M42 son 2 de ellos. Ciertamente mi refractor de focal 420 no es el tubo más usado, pero viene bien para algunas imágenes.

- La luminosidad o razón focal de un telescopio. Aunque se tiene en cuenta como un parámetro importante en los telescopios, realmente sale de los dos conceptos anteriores, ya que la razón focal es:

$razon focal=\frac{distancia\;focal\;en\;mm}{abertura\;del\;telescopio\;en\;mm}$

Por ejemplo, mi reflector de $200$ y distancia focal de $1000$ posee una razón focal de:

$razon focal=\frac{1000}{200}=f/5$

El resultado se escribe como $f/$ ya que funciona exactamente igual que una cámara fotográfica reflex cuando ajustamos el diafragma; a $f/$ bajos el diafragma está más abierto y la cámara capta más luz, a $f/$ altos el diafragma está más cerrado y se capta menos luz. Veamos cómo funcionan las cámaras reflex para hacernos una idea.

Por ello, mi telescopio $f/5$ es más luminoso que un telescopio $f/10$ que a su vez es más luminoso que un telescopio $f/15$. Ello supone que para captar un objeto poco brillante, cuanto más luminoso sea el telescopio se requerirá menos tiempo de exposición.

Junto estas líneas muestro mi famoso reflector (es el favorito de mis tres tubos). En color naranja los $20\,cm$ de abertura focal, en color amarillo la distancia focal; desde que la luz entra hasta que ésta sale recorre $1000\,mm$, y ello arroja una razón focal de $f/5$

Antes de seguir, de aquí se deducen varias cosas:

  • Los aumentos realmente no son una característica de los telescopios. Un mismo telescopio puede dar más o menos aumentos según el tamaño del ocular con el que se trabaje.
  • Si queremos hacer foto planetaria es bueno tener un tubo que tenga una focal larga, ya que nos va a dar, con el mismo ocular, más aumentos.
  • Si además el tubo posee mayor abertura focal, mejor, ya que va a permitir separar mejor objetos muy juntos. Tal vez un tubo de $8\,cm$ no permita ver un conjunto de dos estrellas dobles por separado, pero tal vez uno de $15\,cm$ sí.
  • No es propiamente un parámetro de los telescopios, pero lógicamente, si vamos a muchos aumentos, la parte de cielo que vamos a ver (a esto se le llama FOV, Field Of Vision, campo de visión) va a ser más pequeña.
  • Para captar objetos tenues me vendrá mejor un telescopio con $f/$ baja
  • Si consideramos fija la abertura de un telescopio y comparamos varios telescopios se va a cumplir que a mayor distancia focal, mayor $f/$, esto es, a mayor distancia focal, telescopios en general menos luminosos.
Bueno, con toda esta información ya podemos seguir nuestro camino.

3 - Los telescopios para la fotografía planetaria y de cielo profundo

Para realizar fotografías planetarias necesitamos ir a muchos aumentos, por lo que es necesario tener un telescopio con una focal grande, cuanto más mejor, y si además posee una mayor abertura focal, pues aún mejor, ya que vamos a poder separar objetos que están muy cercanos. A cambio, vamos a tener un telescopio menos luminoso, pero esta es una de estas ocasiones de la vida en la que la suerte nos sonríe, ya que los planetas suelen ser objetos muy brillantes, por lo que no vamos a tener problemas en este aspecto. Ahora bien, estos telescopios ya no van a ser buenos para cielo profundo, ya que al tener una focal grande su campo de visión va a ser muy pequeño, así que el objeto a poco grande que sea no va a caber en la fotografía, y además, como los objetos de cielo profundo van a ser muy tenues, para captarlos con un telescopio tan poco luminoso vamos a tener que hacer fotos con exposiciones más largas, con lo que el tema se complica (habría que hacer seguimientos precisos).

Para realizar fotografías de cielo profundo necesitaremos telescopios luminosos para que con exposiciones relativamente cortas podamos captar estos objetos, en general  muy tenues. Como estos objetos suelen ser muy grandes necesitaremos focales pequeñas que den pocos aumentos, lo cual significará que los telescopios sean muy luminosos, lo que nos vendrá bien. Nos vendrá bien que tengan buena abertura (de nuevo a mayor abertura mayor poder de separación) y una $f/$ baja. A cambio, no permitirán trabajar con muchos aumentos, por lo que no son los más adecuados para hacer foto planetaria.

No. Si se lo está preguntando, no hay un telescopio ideal; depende para lo que lo quiera. Esto es como los coches; un todo terreno irá fantásticamente por un campo embarrado y pedregoso, pero no irá tan bien como un deportivo en una autopista. Igualmente hay coches pequeños que pueden ser estupendos para callejear y aparcar en ciudad, pero no les pida tampoco ir campo atraviesa o a mucha velocidad. Yo estoy sencillamente encantado con mi reflector $200mm\quad f/5$ ya que lo que más me gusta hacer es fotografía de espacio profundo y además con su focal de $1000$ me permite hacer algo de planetaria, pero para planetaria tengo otro tubo mejor con una focal de $2700$, y para fotografía de objetos profundos grandes tengo otro tubo con una focal de sólo $420$.

Dicho esto, describamos cómo se hace fotografía planetaria y de cielo profundo. Voy a describir cada técnica a grandes rasgos, y más adelante, en entradas independientes, las ampliaré.

4 - Los fundamentos de la fotografía planetaria

Como hemos dicho ya, lo ideal para fotografía planetaria es disponer de un telescopio de una focal amplia. Es cierto que hay lentes barlows que duplican o triplican la focal del telescopio, pero no es lo mismo que una distancia focal natural. No va a dejar de ser acercar el libro a los ojos, una vez que se superan los aumentos recomendables... ruido.

4.1. El mayor problema; el jetstream

Bien, tengamos un telescopio con una focal suficiente, conectémosle una cámara  (ya estamos trabajando con muchos aumentos) y nos damos cuenta de que aparece un problema nuevo, la turbulencia atmosférica o jetstream.

El tema es el siguiente. Afor-tu-na-da-men-te en nuestro planeta tenemos atmósfera, pero ésta no es transparente del todo. Aunque tengamos una noche sin nubes, entre nosotros y los planetas o la luna tenemos varias capas de aire; desde la superficie terrestre son la troposfera (hasta unos $10-12\,km$), estratosfera (hasta $50\,km$), mesosfera (hasta $80\,km$), termosfera (hasta los $400\,km$) y la exosfera que se va fundiendo lentamente con el espacio exterior (podemos decir que a los $10000\,km$ ya no queda aire). El problema lo tenemos en la troposfera, la primera capa, ya que las abundantes masas de aire se ven afectadas por las presiones atmosféricas, los vientos, el calor que sale del suelo... Ello hace que si trabajamos a muchos aumentos notemos perfectamente el movimiento de las masas de aire, y los objetos que observamos no dejen de distorsionarse.

Supongo que alguna vez, en un día caluroso, habrá visto el final de una carretera asfaltada y cómo se ven como masas de aire/calor ascendente que distorsionan el horizonte. Este fenómeno no es exclusivo de los días calurosos; en el cielo nocturno a simple vista ya vemos este efecto ¿sabe por qué los planetas en general poseen una luz constante mientras las estrellas no dejan de tililar (su brillo no es constante, sino que no deja de variar)? Porque los planetas, a pesar de su pequeño tamaño, son vistos por nuestros ojos como pequeños discos, y por ello estas corrientes de aire no los afectan tanto, mientras las estrellas sí las vemos como como auténticos puntos, más pequeños, y por ello son más sensibles a los cambios en las masas de aire.

Y si este efecto atmosférico lo apreciamos a simple vista, imagínese si vamos a muchos aumentos. Cuando deseemos hacer una foto sencillamente va a ser imposible, ya que no vamos a ver ningún planeta como un círculo perfecto. Le muestro por ejemplo 6 fotos de Júpiter hechas con una diferencia de segundos en las que me he peleado todo lo que se puede con el enfoque. Esto es lo que se va a encontrar al hacer una foto puntual. De ellas, la 4 parece la mejor, y entre la 1, la 5 y la 6 estaría la peor. La mejor estrategia no es hacer unas cuantas fotos y ver si podemos salvar alguna, por lo que habrá que ir pensando en la solución.


Antes de seguir, en la siguiente página web puede ver el estado de las masas de aire o stormsurf a tiempo real, así como una predicción para la siguiente semana. En la captura de pantalla que hago nuestra querida península ibérica e islas están a salvos de grandes turbulencias atmosféricas. Sería imposible en dicha captura hacer buena foto planetaria en el Reino Unido por ejemplo.


    Le muestro ya no imágenes, sino dos vídeos de fotografía planetaria en los que el jetstream era pequeño, para que se vea de qué estamos hablando:

4.2. La solución, tomar vídeos

Ya hemos visto el mayor problema de la fotografía planetaria; no basta con tener un telescopio de gran focal, sino que al ir a muchos aumentos las turbulencias atmosféricas van a impedir hacer una foto decente. Es más, si nuestro telescopio está sobre una azotea que por la noche suelte el calor de que ha acumulado a lo largo del día, pues más turbulencias a pequeña escala. Ahora bien ¿cómo lo arreglamos? Pues haciendo unas pocos fotos no, sino muchas, muchísimass fotos y quedándonos con las mejores, esto es, grabando vídeos.

En efecto, esa será la solución; acoplar una cámara planetaria al ocular, añadir un ordenador portátil al conjunto y grabar un vídeo del planeta usando formatos no comprimidos como el *.AVI.  Una vez que tengamos grabado el vídeo tenemos que tener en cuenta que un vídeo está compuesto por muchos fotogramas, y lo que vamos a hacer es tomar los mejores fotogramas (por ejemplo, en las 6 imágenes de Júpiter, vuelvo a mostrarlas, me quedaría con la 3 y la 4). Hay programas de ordenador, por cierto gratuitos, que trabajan con algoritmos que permiten localizar las fotos que realmente merecen la pena y desechar el resto.


En la imagen anterior sólo hay 6 fotos de Júpiter, pero si en un vídeo tomo por ejemplo $20\,000$ fotogramas y me quedo con el 5% de las mejores fotos, ya son 1000 fotogramas.

Una vez seleccionadas por el ordenador las mejores fotos, las apilaremos, esto es, haremos una especie de media aritmética de las mismas, con lo cual aquellos aspectos que se entiendan como señal estarán en casi todas las fotos y se potenciarán, y el ruido aleatorio se difuminará.

Una vez que tengamos hecho el registro y apilado de las mejores imágenes, podremos pasar todavía otro programa que mejore aún más los resultados, y entonces es cuando tendremos una fotografía planetaria decente como la que sigue, obtenida a partir del vídeo de las imágenes anteriores.



Bueno, ya hemos visto las características básicas de la fotografía planetaria. En la siguiente entrada (por escribir) voy a describir a grandes rasgos cómo tomar los vídeos, qué aspectos hay que tener en cuenta en las cámaras planetarias, con qué programas procesar los mismos...

    Y una última consideración a tener en cuenta en este tipo de fotografía y en la de cielo profundo... para tomar una buena foto hará falta TIEMPO. Es cierto que es más rápido conseguir una buena foto planetaria que una de cielo profundo, pero como ya ve, de apuntar y disparar... nada de nada.


5 - Los fundamentos de la fotografía de cielo profundo

Cambiamos el chip. Ya sabemos que para hacer fotos de cielo profundo necesitamos captar objetos grandes, por lo que nos interesa un telescopio con distancia focal no demasiado grande que sí nos dé un FOV (campo de visión) grande. Asociado a una distancia focal pequeña también irá asociada una $f/$ baja ¿es necesaria la misma? ¿tan débiles son estos objetos?

Le pongo un primer ejemplo. Apunto con mi telescopio a Alnitak, una de las estrellas del cinturón de Orión, dejo mi cámara reflex a foco primario (en la siguiente entrada, por escribir, describo con más detalle la fotografía de cielo profundo y explico todos estos términos), esto es, sin objetivo ni diafragma alguno, el cuerpo de la cámara directamente conectado al telescopio sin objetivo o la opción más luminosa posible, trabajar a f/0, y tras 5 minutos capto lo siguiente:


    A la izquierda de Alnitak, la estrella más brillante, se aprecia la nebulosa de la flama y en el centro de la imagen, abajo, se aprecia a bocados la forma de la nebulosa cabeza de caballo. Pues imagine si estos objetos son tenues; con mi telescopio $f/5$, muy luminoso, con la opción de cámara más luminosa posible, f/0, tras 5 minutos a ISO 1600 (eso sí, con un filtro anticontaminación lumínica que bloquee las luces parásitas del fondo), obtengo prácticamente nada. Si mi telescopio no fuese $f/5$ sino $f/10$ necesitaría el doble de tiempo para obtener la misma imagen anterior.

    Sí, para el cielo profundo es fundamental tener $f/$ bajas además de FOVs amplios, lo que se consigue con distancias focales pequeñas.

Pero no desespere, si en vez de una foto tomamos unas cuantas (mucho tiempo) y las trabajamos adecuadamente (más tiempo) vamos a obtener lo siguiente.


    A ello se dedica la fotografía de cielo profundo. Ahora la voy a describir a grosso modo, y en la entrada, por escribir, la describiré con más detalle. Comencemos

5.1. los diferentes tipos de imágenes

   Básicamente las mejores imágenes son las llamadas LIGHTS, o las imágenes del objeto que deseamos captar.
    Ahora bien. Si hacemos unas cuantas fotos de un par de minutos, por estar funcionando la cámara reflex durante ese tiempo se generará ruido térmico que se añadirá a nuestra imagen. Cada vez que el obturador de la cámara se abre y cierra se generará ruido mecánico que se añadirá a nuestras fotos.     Mientras el primero, el térmico, no forma parte de nuestro día a día ¿quién hace una foto que le lleve un par de minutos de exposición? y el ruido mecánico es inapreciable en fotos que hacemos con millones de colores, luces... en fotografías con el fondo negro son más que evidentes. Habrá que realizar un proceso, llamado APILADO, en el que a las fotos Lights vamos a restarle el ruido térmico y mecánico, para lo cual tendremos que tomar fotos que recojan dicho ruido y concretar su magnitud (y a mas fotos, más tiempo), las llamadas imágenes DARKS y BIAS.
    Además, cuando conectamos un sensor rectangular a un ocular circular se produce otro efecto, llamado viñeteo, o cuando las esquinas de las fotos quedan más oscuras. Igualmente, puede que el tren óptico telescopio-cámara tenga manchas de polvo, reflejos... por lo que las fotos lights queden contaminadas. Para corregirlo, en el proceso de apilado se trabaja con otro tipo de imágenes, las FLATS, que han de corregir esos errores.

    Esa es la idea, no sólo hay que sacar LIGHTS, sino también DARKS, BIAS y FLATS y apilarlos adecuadamente (hay programas gratuitos que lo hacen, aunque el mejor de todos ellos es español y de pago), y ello, además de la dificultad de generar bien este tipo de tomas y realizar bien el proceso de apilado, hará falta tiempo. Ya le digo, además de montar el equipo y ponerlo en estación, realizar una buena foto de cielo profundo entre los diferentes tipos de tomas, el apilado y el procesado final no me lleva menos de unas 5 horas. Bajo ese punto de vista la fotografía planetaria es más rápida.


    Aquí muestro diferentes apilamientos de un mismo motivo, desde sólo los archivos LIGHTS a una imagen final en la que se usan también DARKS, BIAS y FLATS.

    Como ve, todo esto de los diferentes tipos de imágenes es un mundo, y al mismo tiempo una pieza fundamental de la fotografía de cielo profundo, por lo que le recomiendo verlo con mayor detalle y ejemplos gráficos en la entrada los diferentes tipos de tomas

5.2. El concepto SNR

    Otro concepto relacionado con lo anterior, especialmente con las tomas LIGHTS es el de SNR, o tasa señal-ruido. Básicamente, si tomamos muchas fotos en ellas habrá señal (lo que nos interesa capturar) y ruido (lo que no). Ahora bien, como en todas las fotos aparecerá la señal que queremos captar mientras el ruido va a ser aleatorio (paso de aviones, satélites, nubes...), al hacer una especie de media aritmética de las fotos, la señal que aparece siempre va a realzarse respecto el ruido. Esta tasa de la señal respecto el ruido es la SNR (signal-noise-rate) que se incrementa según la raíz cuadrada del número de fotos tomadas; a más fotos mayor SNR (dicho concepto se encuentra perfectamente desarrollado en la entrada la importancia del apilado), y si por ejemplo tomo 4 fotos incrementaré la SNR en $\sqrt{4}=2$, si hago $25$ la incrementaré en $\sqrt{25}=5$. 

    Por ello, para ver mejor lo que nos interesa captar, señal, y desechar lo que no, nos interesará tomar muchas fotos, cuantas más mejor (algunas serán inservibles por nubes, vecinos que dejan luces encendidas, fallos de seguimiento...) para apilarlas con mayores garantías.

5.3. La necesidad del guiado 

    Bien, ya tenemos claro que necesitamos muchas fotos, cuantas más mejor, a las que vamos a apilar. Tenemos también claro que cuanto más tiempo de exposición tengan las citadas fotos, sin pasarnos, más detalles vamos a obtener. Aparece entonces un nuevo problema, el guiado.

    En efecto, por perfecta que sea la puesta en estación de la montura, la misma no deja de ser un aparato complejo que posee sus holguras y que va a cometer ciertos errores al hacer el seguimiento. Si la puesta en estación ha sido buena y las exposiciones son por ejemplo de 30 segundos, no debería haber errores en las imágenes, pero a medida que las exposiciones se alargan, o si la focal del telescopio es grande (aunque no sea un telescopio de planetaria), veremos las estrellas como trazos, y no como puntos. Si tiene que captar un objeto muy tenue que requiera exposiciones de 5 o 10 minutos, o usa seguimiento o las fotos que tome no le valdrán para nada.


    Aquí le muestro una imagen de un cúmulo, posiblemente M38, de unos 2 minutos de duración, en los que por la razón que sea ha fallado el seguimiento, y las estrellas en vez de verse puntuales se ven como trazos. El problema es que cuando esto pasa no es puntual, sino que todas las fotos a partir de una estarán igual y el trabajo de esa noche seguramente no valga para nada.

    Para evitar ello, hacemos un guiado auxiliar. Básicamente consiste en conectar una cámara al telescopio, al puerto ST4 que traen las monturas motorizadas decentes, esa cámara va a apuntar a una estrella, y si el programa de guiado detecta que la estrella se desplaza en una dirección en vez de quedarse quieta en la imagen, va a mandar pulsos a la montura para que corrija dicho desplazamiento y la estrella guía mantenga quieta su posición. Si la estrella guía mantiene su posición, todas las demás también (aquí puede aparecer el error de cono).


    En la imagen superior se ve al programa de guiado, el PHD2 (gratuito) con la estrella de guiado bloqueada y el guiado bien ejecutado.

Ahora bien, ello va a suponer, además de la cámara que use para el guiado, un pequeño telescopio auxiliar (hay otros modos de guiado además del descrito pero también harán falta sus accesorios; ya sabe, esta afición no es nada barata) sobre el que conectar dicha cámara. En las siguientes imágenes muestro el telescopio auxiliar, en este caso con una focal de 240mm, y la cámara de seguimiento conectada.



    Y el problema del seguimiento ya quedaría solucionado con matices (podemos estar guiando, que venga una nube y tape la estrella guía lo justo para que el guiado se pierda, que el alineado de la polar no haya sido el idóneo, que la montura tenga excesiva holgura en sus engranajes...)

    Como digo, en otra entrada contaré con más detalle todo esto, pero en fin, así funciona la fotografía de cielo profundo... por cierto, mi favorita... ¿Quién quiere un asteroide o planeta cuando puede tener un cúmulo de estrellas o una galaxia?




No hay comentarios: