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.

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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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201812 NGC6357 JMDrudis espColores, colores... ¿cuál es la mejor combinación para banda estrecha?

Este mes tocaremos uno de los temas que está de actualidad: a la hora de combinar los filtros de banda estrecha, ¿a qué colores lo asignamos? ¿con qué proporciones? Por supuesto que los filtros RGB están diseñados para ser combinados 1:1:1 y asignados a rojo, verde y azul respectivamente. Esto era la parte fácil.

A la hora de combinar los filtros de banda estrecha, esto cambia mucho. El primer paso importante lo dio el equipo que procesaba las fotos del telescopio Hubble. Ellos combinaron los filtros (no siempre 1:1:1) asignándolos de la siguiente forma: SII = rojo, Ha = verde y OIII = azul. La asignación tenía sentido ya que la longitud de onda más larga corresponde al SII, por tanto, la roja; a la más corta, OIII, le corresponde el azul, y a la intermedia, Ha, le toca el verde. Pero como el Ha, línea de emisión muy abundante, tiene un color muy rojizo aún, la mezcla presenta unas tonalidades raras y muy poco o nada naturales. De todas formas, esta mezcla permite discernir mejor la composición de los gases de una nebulosa al presentar contrastes de color muy marcados entre los diferentes gases. Esta combinación es conocida como paleta Hubble o HCP.

Con esta mentalidad presente, otros autores u observatorios han ido probando diferentes combinaciones que permitan discernir aun mejor entre los diferentes ga- ses que componen una nebulosa. Un ejemplo muy claro (y que ha tenido un cierto éxito) es la que desarrollaron los técnicos del Canada- France-Hawaii-Telescope (CFHT). En esta paleta de colores, Ha = rojo, OIII = verde y SII = azul. Es una combinación menos lógica (el SII se asigna a la longitud de onda más corta) pero los resultados son muy buenos.

De las seis posibles combinaciones, estas dos son las más populares. El problema presente en estas imágenes es el color de las estrellas, que pasa a tener tonalidades nada naturales. Esto se suele resolver seleccionando las estrellas, de-saturándoles el color y añadiendo imágenes de las estrellas tomadas con exposiciones cortas en RGB.

A mí, personalmente, me gusta más la paleta que recupera los colores naturales (que funciona muy bien, salvo para nebulosas de reflexión, que necesitan fotos en azul en banda ancha, B). En esta combinación, Ha se asigna a rojo +15% de azul (por la línea de Hb), OIII se asigna a verde y azul y SII es rojo puro (en breve: SHOOH).

Pero aún se puede jugar más... Si se procesa con Photoshop, se tiene una flexibilidad y facilidad de cambios muy importante. Muy especialmente si nuestro objetivo es más artístico-estético.

Las fotos que he incluido este mes son de NGC 6357, la nebulosa de la Langosta. La elección la he hecho teniendo en cuenta la finísima estructura que posee y que en color natural (SHOOH, imagen 1) se observa, pero menos que en otras combinaciones. La combinación en HCP, imagen 2, detalla mejor la estructura e incluso resalta más la región Pismis 24-1, en el centro. No se ha hecho procesado en CFHT-CP.

 Imagen 1

 

 
Imagen 2

Ahora, si procesamos en Photoshop y utilizamos la flexibilidad que nos aporta el uso de capas, podemos combinar ambas fotografías mediante cambios en la forma de proyectarlas y/o las opacidades de cada capa. He escogido dos combinaciones que permitiendo discernir bien las composiciones, tienen una componente estética atractiva (imagen 3, 40% HCP y 60% natural, y la imagen 4, 30% HCP y 70% natural). Pero esto da para muchísimas más combinaciones, no solo entre estas dos paletas extremas. Se puede procesar también en CFHT y mezclar las tres... Pero siempre deberíamos mantener un doble criterio: los gases se deben discernir mejor (o por lo menos, bien, lo que sería suficiente) y en segundo lugar, que estéticamente presente algo nuevo y atractivo. Jugad todo lo que queráis...

201812 3 ngc6357 JDrudis 

 Imatge 3

 

 201812 4 ngc6357 JDrudis
 Imatge 4

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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La necesidad de banda estrecha al fotografiar nebulosas de emisión201811 NGC6888 JMDrudis cat

La foto de este mes es una de las que no me gustan demasiado como han quedado, pero nos servirá de ejemplo para lo que quiero transmitir. La astrofotografía tradicional se ha basado siempre en filtros LRGB, tanto tomando las fotos con una cámara monocroma a través de cada filtro individual, como a través de una DSLR modificada o no. Cada vez más hay astrofotógrafos que se lanzan a utilizar, adicionalmente o como reemplazo a los filtros tradicionales, los filtros de banda estrecha. Estos filtros tienen características especiales que nos dan ciertas ventajas y ciertos inconvenientes. Recomiendo fervientemente consultar un buen trabajo sobre la comparativa de ambos métodos por Don Goldman en esta presentación que él hizo en el CEDIC 15 ( https://astrodrudis.com/presentacion-don-goldman/ ).

Entre las ventajas está la de un contraste mucho mayor, permitiendo captar muchos más detalles en nebulosas de emisión (los filtros de banda estrecha no detectan las nebulosas de reflexión). En el caso que nos ocupa, se trata de una nebulosa generada por la eyección de masa por una estrella muy masiva, HD 192163. Esta estrella ha alcanzado el estado de Wolf-Rayet y acabará sus días con una explosión de supernova (cosmológicamente pronto). Las capas eyectadas emiten en las dos bandas clásicas de Hα y de OIII. Estas emisiones también se pueden captar con filtros de banda ancha, pero con ellos no se puede observar el suficiente detalle. Como comparativa, se puede observar la foto realizada con filtros LRGB (la primera de © van den Berg, Mike; Ippel, MathijnAn) y la realizada con filtros Hα y OIII. (la siguiente).

El detalle que se observa en la segunda es mucho mayor que el detalle que se capta con los filtros de banda ancha LRGB en la primera, a pesar que esta foto fue tomada con subframes de 30 minutos acumulando un total de 34 horas (25 horas de L y 3 horas de cada filtro de color). Comparativamente, la foto tomada con filtros de banda estrecha tiene un acumulado de 17,5 horas, la mitad de tiempo acumulado, pero mucho mayor detalle, tanto en la estructura de hidrógeno como en la de oxígeno y el fondo.

Cierto es que este ejemplo es, probablemente, uno de los que mayores diferencias detecta al comparar banda estrecha con ancha, pero lo cierto es que es recomendable añadir fotos con filtros de banda estrecha a todas las fotos de nebulosas de emisión (yo ya no tomo fotos de nebulosas de emisión con filtros de banda ancha...).

Prometo repetir esta foto el año próximo y volverla a mostrar con el tema del uso de los filtros de nitrógeno (NII) y azufre (SII)...

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