ASTRONÓMICA

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Imágenes y su técnica

Espacio de colaboración mensual del experto astrofotógrafo Josep Maria Drudis comentando imágenes obtenidas por él con la intención de que sirvan de modelo y de ejemplo para que otros aficionados a la astrofotografía se animen a seguir sus pasos.

2001902 ImatgesILaSevaTecnica esp

El ejemplo de este mes nos confirma, una vez más, que todos los objetos del cielo, además de presentar una belleza inmensa, tienen su lado interesante bajo el punto de vista científico. NGC 6727, junto con sus dos «colegas» NGC 6726 y NGC 6729, es una preciosa nebulosa de reflexión (de ahí su color azul) localizada en una región donde nacen muchas estrellas. Este tipo de regiones se suele asociar a nebulosas con fuerte emisión de Hα (y por tanto muy rojizas) dado que este elemento es imprescindible para la formación de estrellas. En el caso de NGC 6727 la zona está muy entremezclada con nubes oscuras (que nos cubren parcialmente la visión de las nebulosas rojas) con abundante polvo. Esto provoca que las nuevas estrellas (en este caso estrellas de clase A, azules) reflejen su luz en el polvo y, por adicional dispersión de la luz roja, presenten un muy evidente color azulado. Por tanto la combinación de filtros a usar es (según los libros), LRGB.

Hasta aquí nada especial, pero una región de alta frecuencia de nacimiento de estrellas suele estar poblada por YSOs (Young Stellar Objects) y de hecho en esta zona son numerosísimos, y también objetos de Herbig-Haro. En breve: los objetos Herbig-Haro (HH) son pequeñas «nebulositas» de emisión (rojizas) relacionadas con estrellas recientemente formadas. Pueden ser jets directamente eyectados o arcos formados por las ondas de choque lanzadas por dichas estrellas jóvenes. Son objetos que varían muy deprisa y sus cambios se pueden observar en pocos años. Se estima que acaban desapareciendo muy deprisa también; unas pocas decenas de miles de años…

En la foto que nos ocupa los catálogos dicen que hay trece objetos HH. Las fotos tradicionales en LRGB suelen captar entre cinco y ocho de estos objetos. No se suele ir más allá, ya que se necesitaría tomar exposiciones muy largas para captar algunos más, lo que quemaría la zona «bonita» de la foto. Pero la toma de fotos adicionales al conjunto LRGB con filtro Ha (de elección para estos objetos, dada su naturaleza) nos puede permitir tomar fotos más largas sin quemar la zona azul, que no sería impresionada en el fotograma. Tras ocho horas de exposición en Ha (16x30 minutos), la foto muestra los trece objetos HH. Todos ellos (con una excepción) están señalados en la foto anotada. Se trata de HH101N, HH82, HH96, HH97 (éste no está señalado ya que está situado debajo de las letras «HH96»), HH101, HH731A, HH731B, HH100, HH98, HH104, HH735, HH99 y HH735A.

Como «regalo» adicional proveniente del cielo, en la foto también se observa, a la izquierda, una galaxia lejana (tiene un desplazamiento al rojo pequeño pero mesurable, z = 0,02565) catalogada como 2MASX J19002351-3712243.

El telescopio utilizado fue un CDK de 51 cm (20”), f/6,8, situado en el Observatorio Siding Spring (SSO), Coonabarabran, Australia, con una cámara SBIG STX16803 de 16 Mpx.

Para cualquier pregunta, Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

2001905 ImatgesILaSevaTecnica espHemos tratado muy a menudo de las fotografías que tomamos porque el objeto no es solamente atractivo estéticamente, sino también porque el objeto en cuestión tiene una serie de peculiaridades científicas, en él o a su alrededor, y vale la pena ponerlas a la vista.

 

Este es también el caso de la nebulosa de este mes, Messier 78 (familiarmente, M 78). Se trata de una nebulosa de reflexión, por lo que la tomaremos con los filtros habituales LRGB. M 78 se halla en una zona muy convulsiva (Orion) con nebulosas de todo tipo: de emisión, de reflexión y oscuras. En la primera foto vemos dos nebulosas de reflexión. La central es M 78, que presenta una zona de emisión débil (rojiza) en la zona inferior central. La segunda nebulosa de reflexión, en la zona superior izquierda, es NGC 2071. Además, en la foto se observan, por lo menos, dos pulsares de periodo de rotación del orden de milisegundos, indicando dos cosas: que por este espacio ya han pasado estrellas masivas que han salido de la secuencia principal, muy probablemente explotando como supernovas, así como que su velocidad de rotación era alta y al expulsar mucha materia y comprimir la resultante en un radio mucho menor, para conservar el momento angular su velocidad de rotación ha pasado a ser enorme, del orden de mil veces por segundo...

Pero también vemos bastantes objetos Herbig Haro, asociados a estrellas en sus fases tempranas de vida. En la imagen vemos al menos siete de ellos: HH24, HH23, HH20, HH2, HH21B, HH37 y HH19. Pero probablemente, el objeto más curioso de la imagen sea la nebulosa de McNeil (en la foto, en el cuadrante inferior derecho. Esta nebulosa fue descubierta por el astrónomo americano Julian McNeil al hacer una foto de M 78 en enero de 2004. Las imágenes anteriores a esta fecha no mostraban ninguna nebulosa. Lo curioso es que dicha nebulosa ha vuelto a desaparecer. Como se puede ver en la segunda imagen, la foto inferior muestra la previa ausencia de la nebulosa y la foto superior muestra la situación en 2004.

mcneils nebula
La nebulosa McNeil. (ESO/T.A. Rector/University of Alaska Anchorage, H. Schweiker/WIYN and NOAO/
AURA/NSF and Igor Chekalin).

La tercera imagen es un recorte de la primera, que fue tomada en diciembre de 2017, en la que también se aprecia la nebulosa. En la última imagen se constata que la nebulosa ha vuelto a desaparecer.

m78 mcneilsneb JMDrudis
Retallada de la primera imatge

Pero no se acaban aquí las curiosidades. Debajo de HH24, se observa la nebulosa [B77]106, que envuelve una estrella T-Tauri. Esta nebulosa también es una candidata a ser variable y conviene seguir observándola, ya que nos puede deparar, en el futuro, otra bonita sorpresa...

201905 McNeil JMartinez
Nueva desaparición de la nebulosa McNeil. (Juan Martínez, diciembre de 2018).

La foto primera fue tomada, como es habitual, con un telescopio Planewave CDK de 51 cm de abertura (20’’), f/6,8, situado en el Observatorio Siding Spring (SSO), Coonabarabran, (Australia), con una cámara SBIG STX16803 de 16Mpx. En total, se tomaron fotos en LRGB (23 horas 15 min en total, L: 4 h; R: 4,5 horas; G: 6,25 horas; B: 8,5h, todas en Bin 1x1). El procesado fue el habitual con CCDStack y Photoshop CC. La exposición con el filtro B fue más larga de lo habitual que con los otros filtros para poder extraer más detalle de las nebulosas de reflexión.

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Primero lectura, después foto…201906 ImatgesILaSevaTecnica esp

La nebulosa de este mes nos permite comentar uno de los aspectos que pueden hacer que nuestra foto sea «un poco especial». En efecto, muchísima gente se dedica a la astrofotografía y, prácticamente, todos los posibles objetos han sido fotografiados millones de veces (algunos más, otros claramente menos, pero siempre muchas veces…). A la hora de seleccionar un objeto deberíamos también pensar en «qué hará que nuestra foto tenga algo diferente». Para ello no hay substituto a la lectura previa de información sobre nuestro objeto. Esto nos permitirá decidir qué filtros utilizar, qué encuadre y muy especialmente qué tiempo/tiempos de exposición le aplicaremos.

Esta nebulosa en cuestión, NGC 3242, también llamada "El Fantasma de Júpiter", es muy pequeña (40x35 arcsec) y, por lo tanto, reservada a telescopios de muy larga distancia focal (cuanto más larga mejor, pero por lo menos 3.000 mm). Una lectura detallada de la información disponible en Internet nos permite saber que esta planetaria tiene una estructura en capas concéntricas hacia el exterior. Esta estructura detallada la deberíamos poder captar, sin quemarla. Otro factor es que, a su alrededor, especialmente en su zona sur y sureste hay una nebulosidad extremadamente débil que tiene un origen aún no determinado. Las dos teorías sobre su origen son: que procede de la propia expansión de las capas externas de la estrella matriz (y que ahora es una enana blanca) y la otra es que se trata de gas interestelar que ha sido iluminado (excitado) por el proceso seguido por dicha estrella. La mayoría de autores se decanta por ésta última, pero aún no lo ha demostrado nadie.

Visto esto, el encuadre no debe ceñirse a centrar la nebulosa sino que debe ser descentrada para poder captar ambas nebulosidades. Los filtros deberán ser los de banda estrecha (para captar mejor la nebulosidad débil, ya que emite en ambos Hα y OIII) y muy especialmente deberemos escoger tiempos de exposición. Para la nebulosidad débil deberemos emplear por lo menos 30 minutos para cada subframe, pero ello nos deja la nebulosa planetaria totalmente quemada (blanca) hasta bastante lejos de su centro. Un problema adicional que dejarán estas subframes de 30 minutos es que, similarmente a las espigas que aparecen alrededor de las estrellas más brillantes, aparecerán espigas alrededor de la planetaria, y en este caso serán espigas muy anchas, lo cual molestará en el procesado.

La solución pasa por tomar también fotos a exposiciones más cortas. En esta nebulosa las exposiciones (Hα y OIII) de 10 minutos mostraban la estructura interior, pero aún perdiendo detalle debido a su alto brillo, por lo que no fueron utilizadas. Se tomaron, adicionalmente, subframes de 5 minutos y 1 minuto para poder tener la colección completa y poder realizar un HDR (alto rango dinámico) sin perder el detalle que permita el telescopio empleado.

Dicho esto, en la imagen se puede observar el resultado final, mientras que la pequeña muestra el recorte que contiene solamente la nebulosa central, mostrando la estructura de capas concéntricas y todo el detalle del que el telescopio era capaz, con lo que en la foto se ven ambas nebulosidades así como la estructura de la planetaria. El telescopio utilizado fue un CDK de 51 cm de abertura (20”), f/6,8, situado en el Observatorio Siding Spring (SSO), (Coonabarabran, Australia), con una cámara SBIG STX16803 de 16 Mpx.

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201901 ImatgesiTecnica JMDrudis esp

Galaxias «floculentas» NGC 253 y NGC 4945

Este mes hablamos de dos galaxias a la vez. El hecho es que, dada una importante diferencia entre las dos galaxias, tan similares en otros puntos de vista, merece la pena entretenernos con ello.

Las galaxias «floculentas» («esponjadas» o «de peluche», "flocculent" en inglés) son galaxias espirales que presentan una muy apreciable proporción de polvo oscuro en su disco central, pero distribuido en filamentos que no se ciñen solamente al disco central, sino que también parecen «elevarse» en las zonas inmediatamente superior e inferior. Aproximadamente un 25-30% de las galaxias espirales son floculentas y esta estructura parece ser producida por un fenómeno conocido como formación de estrellas auto-propagante. Este modelo de formación de estrellas, propuesto en 1976, contempla la formación mediante ondas de choque producidas por potentes vientos estelares (procedentes de supernovas entre otros orígenes). Un ejemplo muy clásico de galaxia de este tipo, localizada en el hemisferio norte, es Messier 63.

 NGC 253

Dicho esto, la galaxia de Sculptor, NGC 253 cumple perfectamente dicho modelo. Se trata de una galaxia muy típicamente espiral floculenta, pero con dos características muy notables: en primer lugar posee, en su centro, un agujero negro supermasivo (con masa calculada de cinco millones de masas solares), y con una tasa de nacimiento de estrellas enorme (de ahí el intenso color azul de sus brazos). Se trata de la nebulosa más brillante de su grupo. La muy alta tasa de nacimiento de estrellas es debida a una colisión relativamente reciente (150 millones de años) con otra galaxia (se cree que fue la galaxia enana satélite NGC 253-dw2, originalmente rica en gas y ahora sin él), que fue la que disparó dicha creación de estrellas.

 NGC 4945

Si contemplamos la galaxia NGC 4945, en la constelación de Centaurus, vemos que tiene un gran parecido con NGC 253 en lo que a estructura se refiere, pero con una gran diferencia en el color (casi total ausencia del color azulado tan intenso en la anterior). Se trata de una galaxia del mismo tipo, también con un importante agujero negro supermasivo (1,5 millones de masas solares). La tasa de creación de estrellas en esta galaxia es sensiblemente más baja que en el caso de NGC 253 porque la colisión con otra galaxia rica en gas, simplemente no se produjo. La menor masa total de NGC 4945, aproximadamente la mitad que NGC 253, podría haber influido en ello.

Las fotos de ambas galaxias las tomé con un telescopio Planewave CDK de 51 centímetros de abertura (20 pulgadas), f/6,8, situado en el Observatorio Siding Spring (SSO) (Coonabarabran, Australia), con una cámara SBIG STX16803 de 16 Mpx. Para NGC 253 obtuve fotos en LRGB (12 horas en total, L: 5,5 h; RGB: 6,5 h, todas en Bin 1x1). Para NGC 4945 obtuve fotos en LRGB y en Hα (18 h 45 m en total, Hα: 4 h; L: 6 h15 m; RGB: 8 h 30 m). El procesado fue el habitual con CCDStack y Photoshop CC.

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La nebulosa de este mes es muy peculiar. Suele definirse como una «Super burbuja», aunque hay mucho que matizar a esta definición. Una superburbuja es una zona «vaciada» de gas interestelar debido a ondas de choque y vientos estelares producidos por supernovas o por estrellas muy calientes y brillantes. N 70, también llamada Henize 70, está localizada en la Nube Mayor de Magallanes y, aparentemente, es el resultado de ambos procesos. Inicialmente una explosión de supernova le proporcionó la forma esférica y, posteriormente, un cúmulo abierto central de estrellas muy jóvenes y brillantes (de tipo O y B), llamado LH 114, amplió la forma esférica.

De todas maneras, la teoría que dice que esta nebulosa empezó como explosión de supernova data de 1981, aunque en ese momento no pudo ser confirmada, a pesar de las numerosas pistas de ello. Durante muchos años, esa teoría se impuso, hasta 2014, cuando un equipo investigador liderado por un astrofísico chino (Zhang), concluyó que aunque no se descarta definitivamente que sufriera una explosión de supernova, la evidencia es aún poco conclusiva, por lo que esta nebulosa tiene una estructura cuyo origen no es completamente conocido… o, al menos, confirmado…

Lo que sí conocemos es que, coherentementecon la teoría de la supernova, esta nebulosa debería tener (y tiene) una emisión en la línea de nitrógeno II (NII) muy fuerte, comparable con la línea vecina (en el espectro) Hα. De hecho, Zhang ya describe que la emisión de NII y la de Hα son iguales en intensidad. Adicionalmente, esta nebulosa es muy brillante en SII (lo cual se esta nebulosa es muy brillante en SII (lo cual se sale de la norma de las nebulosas de emisión habituales). La señal de SII, según Zhang, crece hacia las zonas más externas de la nebulosa, de manera uniforme.

Con la finalidad de tomar la fotografía correctamente y extraer el máximo de información de ella, la foto fue planificada para usar cuatro filtros de banda estrecha (todos ellos de 3 nm, para no solapar las señales de Hα y NII): Ha, NII, OIII y SII, así como las habituales estrellas tomadas en RGB. Una vez integrados todos los masters decada filtro, se observaron las siguientes propiedades:

1. Efectivamente, la señal de Hα y la de NII son iguales en intensidad. Este hecho se pudo comprobar al hacer la diferencia entre ambos masters (Hα y NII), obteniéndose una foto totalmentenegra.

2. También es cierto que la señal de SII es muyintensa pero, a diferencia de lo publicado por Zhang, la señal es más intensa en el lóbulo derecho (y no uniformemente hacia las zonas externas) y es igual a la señal de Hα en la zona central(a la izquierda de la nebulosa). Este hecho sepuede ver en la foto resultante de restar la fotode Hα de la de SII (imagen en negativo), en la que se observa claramente esta peculiaridad. Al final la foto resultante tiene casi 30 horas de exposición. Esta foto fue seleccionada como APOD el pasado 4 de febrero de 2019.

El telescopio utilizado fue un CDK de 51 cm de abertura (20”), f/6,8, situado en el Observatorio Siding Spring (SSO), Coonabarabran (Australia), con una cámara SBIG STX16803 de 16 Mpx.

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