Anúncio

Guía para el Cazador de Estrellas.pdf

Aficionados (as) a la Ciencia em AstroDinos
23 de Mar de 2023
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Anúncio
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Guía para el Cazador de Estrellas.pdf
Próximos SlideShares
Crucigrama.Crucigrama.
Carregando em ... 3
1 de 59
Anúncio

Mais conteúdo relacionado

Destaque(20)

Anúncio

Guía para el Cazador de Estrellas.pdf

  1. GUÍA PARA EL CAZADOR DE ESTRELLAS Siéntete libre de compartir, imprimir y/o comentar. ASTROFOGRAFÍA Teoría, consejos prácticos, glosarios y recursos para la captura de Astrofotografía. Rodrigo Castro V1.0 03/2023 Santiago Chile
  2. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 1 Contenido Objetivos de la guía............................................................................................................................. 3 ¿Cómo leer esta guía?......................................................................................................................... 4 Introducción........................................................................................................................................ 5 ¿Qué es la astrofotografía?............................................................................................................. 5 Cámaras Digitales............................................................................................................................ 6 Tipos de Astrofotografía.................................................................................................................. 7 Campo Amplio..................................................................................................................................... 9 Equipo ............................................................................................................................................. 9 Recomendaciones ......................................................................................................................... 12 Sistema Solar..................................................................................................................................... 15 Equipo ........................................................................................................................................... 15 Recomendaciones ......................................................................................................................... 17 Espacio Profundo .............................................................................................................................. 18 ¿Qué es una buena astrofotografía de espacio profundo? .......................................................... 19 Disclaimer.................................................................................................................................. 19 Calidad en una astrofotografía.................................................................................................. 19 Equipo ........................................................................................................................................... 21 Montura .................................................................................................................................... 21 Telescopio ................................................................................................................................. 23 Alimentación ............................................................................................................................. 24 Cámara ...................................................................................................................................... 25 Características de una cámara de espacio profundo................................................................ 29 Adaptadores e Hilos .................................................................................................................. 30 Back Focus................................................................................................................................. 31 Ciclo de trabajo de DSO................................................................................................................. 32 Planificación .............................................................................................................................. 32 Puesta en Estación .................................................................................................................... 35 Guiado....................................................................................................................................... 37 Captura...................................................................................................................................... 40 Procesado.................................................................................................................................. 42 Señal Ruido.................................................................................................................................... 43 Ruidos de Poisson...................................................................................................................... 43
  3. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 2 Ruido de Lectura ....................................................................................................................... 43 Ruido Térmico ........................................................................................................................... 43 Ruido de contaminación lumínica............................................................................................. 43 Ruido de disparo ....................................................................................................................... 44 Glosario ............................................................................................................................................. 45 Bibliografía y Referencias.................................................................................................................. 56 Videos o libros............................................................................................................................... 56 Enlaces........................................................................................................................................... 57 Agradecimientos ............................................................................................................................... 58
  4. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 3 Objetivos de la guía • Esta guía busca facilitar un compendio de información de múltiples fuentes y distintos astrofotógrafos sobre cómo realizar una astrofotografía. La idea es complementar el conocimiento y/o técnicas usualmente utilizadas con información a ratos difícil de encontrar en un solo lugar. • Acá encontrarás una ayuda tanto teórica como de campo para quienes practican esta bella disciplina, esto mediante la lectura de los puntos tratados en profundidad, lectura solo de un punto de interés o simplemente mediante el glosario. • Esta guía está escrita principalmente con la pregunta en mente: ¿Qué hubiera querido saber o encontrar más fácil al iniciarme en astrofotografía? Más que pretendiendo entregar nuevo conocimiento, se busca agrupar y facilitar el mismo que se encuentra disperso y en otros idiomas. • Se tendrá (en esta versión) una marcada tendencia hacía el DSO (DSO es una sigla que significa en español “Objetos de espacio profundo”, puedes profundizar en este término y en todos los que no conozcas en el Glosario de esta guía), sin olvidarse de la fotografía de Campo Amplio ni de Sistema Solar. Tampoco se dará completo énfasis en esta versión al procesado. • “La Guía para el cazador de estrellas” nace como un borrador de contenido para la realización de una charla de astrofotografía por parte de Rodrigo Castro y Manuel Zapata a realizar para los “Telescoperos Ricardo González” (TRG) en su IX Campamento. www.camtrg.cl. Resultando ser un pequeño borrador que “se escapó de las manos”, y que quisimos compartir. • Esta guía es de completo uso público sin ningún fin de lucro para leer debatir, comentar, y compartir. Solo en caso de usar su contenido agradecemos encarecidamente poner en cita la guía para que el conocimiento facilitado aquí pueda llegar a la mayor cantidad de entusiastas posibles. Este trabajo ha sido realizado por y para aficionados, por lo que cualquier duda, consulta, comentario, sugerencia, corrección, etc., por favor realizarla a: o astrodinos.cl@gmail.com • Versión 1.0 marzo de 2023 Santiago, Chile.
  5. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 4 ¿Cómo leer esta guía? Esta guía está dividida en tres partes y te invitamos a leerla en el orden y profundidad que estimes conveniente. • Parte Teórica: Desde “Introducción” hasta “Espacio Profundo” (con todos sus subtemas). Aquí se tratan varios temas que pueden ser leídos de forma independiente entre sí, salvo cuando se indique “véase”. Será útil para repasar contenido teórico partiendo en cada punto desde un enfoque básico avanzando a uno más profundo, buscando poder acercarnos al “por qué” de las “recetas mágicas”. No es para nada excluyente leer la guía en orden, ni cada uno de sus temas completos. En base a lo que sea de interés se podrá ir directo al punto o leer en la profundidad que se requiera. • Glosario: Esta sección contiene un diccionario de distintos conceptos ordenados alfabéticamente presentados en la jerga usualmente utilizada, estos sin necesariamente relación entre sí salvo cuando se indique “véase”. • Bibliografía y Referencias: En esta última sección accederás a una serie de links con información útil que sirven de fuente o para expandir en profundidad un tema.
  6. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 5 Introducción ¿Qué es la astrofotografía? La astrofotografía es una disciplina dentro de la fotografía con equipo, conceptos y técnicas generalmente mucho más específicos que la fotografía clásica. Esta disciplina une la astronomía aficionada (o afición a la astronomía, dependiendo de a quién se le consulte) con la fotografía, esto comúnmente con un fin recreativo, de difusión y/o artístico. En la astrofotografía le daremos un gran énfasis a: • El tiempo de exposición, o el tiempo mientras el cual el sensor capta luz, que en el caso de la astrofotografía es un tiempo mucho mayor al de la fotografía clásica para poder captar objetos muy tenues del universo durante la noche. • Al seguimiento del movimiento de la bóveda celeste. • A la Relación Señal Ruido. • Y finalmente al Procesado.
  7. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 6 Cámaras Digitales En la astrofotografía moderna, prácticamente solo se utilizan cámaras digitales. Estás mediante el efecto fotoeléctrico detectan fotones de luz y los transforman en información digital que se traduce en una imagen o fotografía. Las cámaras que usualmente utilizamos en nuestros teléfonos móviles, cámaras fotográficas e incluso las cámaras que se utilizan en astrofotografía se dedican a captar y “acumular” luz del pequeño segmento del espectro electromagnético visible (en algunos casos, un poco más que solo el visible). El ojo humano es capaz de ver entre los “350 y 750 nanómetros” (de frecuencia), o sea vemos solo un segmento comprendido entre el ultravioleta y el infrarrojo (no inclusives) de este espectro. El espectro electromagnético en su totalidad va desde los rayos cósmicos (segmento muy energético del espectro cercano a los rayos gamma y rayos x), hasta frecuencias extremadamente bajas (segmento con muy poca energía del espectro que está cerca de las ondas de radio). Algunas cámaras de uso aficionado pueden incluso llegar a parte del espectro infrarrojo y ultravioleta. A continuación, se visualiza un gráfico donde en su parte superior se extrae y hace un “zoom para visualizar bien” el pequeño segmento que es capaz de ver el ojo humano, y en su parte inferior nos grafica el espectro electromagnético total, donde se ubica lo que nuestros ojos ven. By Horst Frank, Jailbird https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnetic_spectrum-es.svg
  8. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 7 Tipos de Astrofotografía Si bien los astrofotógrafos aficionados pueden realizar capturas para distintos fines tales como son astrometría y fotometría, en esta guía hablaremos de la fotografía que utilizamos para observar y maravillarnos con los objetos del universo. • Campo amplio o Wide Field o No existe un consenso de “la circunscripción” del FOV o “Campo de Visión”, LF o “Largo Focal” o equipo que separa el WF o “Campo Amplio” del DSO u “Objetos de espacio profundo” (¿Demasiadas siglas?, estas son la forma más común de llamar estos conceptos en múltiples fuentes en internet, en el Glosario de esta guía está el significado de muchos de ellos, al igual que una definición un poco más amplia). El criterio tiende a ser un bajo Largo Focal que nos entrega poco aumento, y una mayor cantidad de objetos en el Campo de Visión. o Los tipos de astrofotografía en Campo amplio más comunes (que suelen mezclarse entre ellos), son: ▪ Wide Field: encuadre en un campo amplio en general con varios objetos celestes distintos, muchas estrellas y un Largo Focal bajo utilizado. ▪ Vía láctea: énfasis en el encuadre o Campo Visual en alguno de los brazos de nuestra galaxia. ▪ Land Field: encuadre que posee parte del paisaje, objetos o personas utilizados como foco de interés, con el cielo de fondo. ▪ Trazo de estrellas: efecto de capturar el movimiento de las estrellas. ▪ Lightpainting: técnica donde se dibuja con luces artificiales en movimiento como linternas. ▪ Lunar: fotografía donde la luna es la parte importante del encuadre. ▪ Aurora Polar: fotografía donde se da énfasis a las auroras. • Sistema Solar o Estos son encuadres de objetos que se encuentran dentro de nuestro sistema solar. Principalmente dedicados a: ▪ Planetaria: fotografía a uno de los planetas del sistema solar y/o su/sus satélites. ▪ Cometas: fotografía de cometas. ▪ Lunar: fotografía de la luna como primer plano, o partes de la luna. ▪ Solar: fotografía a la estrella más cercana de todas, prácticamente la única practicada de forma diurna (a la luna y los planetas se les puede realizar también de día, aunque no es lo usual). • Espacio profundo o Deep Space Objetcs (DSO) o Estos objetos se encuentran fuera de nuestro sistema solar. Donde encontramos principalmente: ▪ Nebulosas: Objetos de espacio profundo compuestos por nubes de polvo, la mayoría están en nuestra propia galaxia. • Nebulosas de Reflexión: La energía de las estrellas cercanas es insuficiente para ionizar el gas que conforma estas nebulosas, pero suficiente para permitir la necesaria dispersión de la luz que le haga visible.
  9. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 8 • Nebulosas de Emisión: nebulosas cuyo polvo ionizado “emite su propia luz”. • Nebulosa de Absorción: Nebulosa oscura cuya presencia sólo es advertida por contraste con un fondo iluminado. • Nebulosa Planetaria: Nebulosas de emisión cuyo nombre se debe a su parecido a planetas a través de los telescopios antiguos. ▪ Cúmulos: Un cúmulo estelar es un grupo de estrellas atraídas entre sí por su gravedad. • Globular: es un conjunto de estrellas de forma esférica. Las estrellas que constituyen los cúmulos globulares están muy unidas entre sí por la gravedad. • Abierto: son grupos de estrellas formados a partir de una misma nube molecular, sin estructura y en general asimétricos. Las estrellas se encuentran ligadas entre sí gravitacionalmente en menor medida que en un cúmulo globular. ▪ Galaxias: es un conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo cósmico, materia oscura y energía unidas gravitatoriamente en una estructura más o menos definida. Nosotros vivimos en una galaxia denominada Vía Láctea.
  10. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 9 Campo Amplio Si bien por ahora esta guía se centra en DSO, tocaremos algunos puntos clave que podrán ser de utilidad en la fotografía de campo amplio. Por lo demás muchas cosas revisadas en DSO son totalmente aplicables a Campo Amplio. Equipo Tal como se comenta en la introducción existe distintos tipos de fotografía de campo amplio pero las recomendaciones principales y el equipo en general es muy parecido. En el equipo que se utiliza enumeraremos: • Fundamentales: o Cámara: La cámara trabajará con la misma teoría de sensores descrita en ¿Cómo funciona la cámara? Aunque en espacio Campo Amplio se utilizan comúnmente cámaras DSLR (las cámarascon objetivos o lentes intercambiables), se puede utilizar “Cámaras Compactas”, “Bridge”, “dedicadas” o incluso teléfonos móviles. Lo importante es que la cámara sea capaz de modificar parámetros de forma manual, parámetros tales como el tiempo de exposición, el foco, la ganancia o “ISO”, y dentro de lo posible “la apertura del diafragma”. Dentro de las consideraciones que debemos aprender de nuestra cámara están: ▪ Formato de salida de la captura: Muy idealmente las fotos deben ser capturadas en formato RAW para su posterior revelado y procesado. Si bien igual nos sirven los archivos en JPG o parecido, estos poseen un procesamiento previo por parte de la cámara que está creado para fotos diurnas, por lo que no será una forma óptima para “exprimir al máximo” la información de la captura. ▪ Tiempo de exposición: Es el tiempo durante el cual estará funcionando el sensor capturando fotones y transformándolo en una foto. En fotografía diurna este tiempo suele ser de fracciones de segundo, en cambio en astrofotografía puede llegar a minutos por cada exposición. ▪ Sensor: En esta guía se habla en bastantes secciones al respecto de los sensores, que en esencia son los mismos que usan algunas Cámaras Dedicadas. En el caso de las cámaras DSLR lo principal (aparte de aprender los parámetros que se presentan en la sección de Introducción y sensores) es reconocer el tamaño de nuestro Sensor, siendo lo ideal una cámara con sensor “Full Frame” pero que es más costosa que las cámaras con sensor de formato “APSC”, cámaras un poco más pequeñas y las más utilizadas. Este factor nos servirá más adelante para calcular el tiempo de exposición en el caso del Campo Amplio con una cámara (o teléfono móvil) sobre un trípode.
  11. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 10 By Moxfyre https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sensor_sizes_overlaid_inside.svg ▪ ISO: es la forma en que se denomina en la mayoría de las cámaras (que no son Cámaras Dedicadas) a la Ganancia, o forma en que la cámara le dará mas o menos peso en el brillo a cada fotón, véase Ganancia. ▪ Apertura: La mayoría de los lentes tienen un “Diafragma” que permite pasar más o menos luz, este se mide en “F”, que es un cálculo de la relación apertura y largo focal. By Mohylek https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Apertures.jpg o Trípode: El trípode es fundamental en astrografía de todo tipo. Ya que siempre se necesita de tiempos largos de exposición sin que se mueva la cámara (salvo por el seguimiento de las monturas explicado más adelante) y por la capacidad de poder “apuntar” a distintos ángulos al cielo. o Intervalómetro: Este pasa a ser el accesorio “más especializado” de la lista de equipo fundamental, pero además de no ser tan caro es muy necesario para poder
  12. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 11 realizar tomas de distintos tiempos, y sin tocar la cámara. Si bien algunas cámaras permiten tener un retardo en la captura en un intervalómetro además de poder hacerlo sin tocar la cámara, podremos “programar” distintas exposiciones de forma cómoda. • De gran ayuda: o Skytracker: Estos son un tipo de montura especial (parte del telescopio que sigue el movimiento del cielo) y que tienen funciones mucho más acotadas que las Monturas Electrónicas Clásicas, pero mucho más portátiles, además de ser relativamente más económicas. Estás están diseñadas principalmente con el objetivo de trabajar con cámara y lente. ¿Qué nos permiten las monturas? Son una parte primordial (muchas veces más cara que el equipo y/o telescopio) del equipo del astrofotógrafo que nos permite seguir el movimiento de las estrellas y de la Bóveda Celeste, y así poder tener capturas con exposiciones mucho más largas sin que se corran las estrellas en la foto y sin que salgan como puntos. Las marcas más populares que tienen monturas tipo Skytracker son IOptron y Skywatcher. La diferencia con una montura ecuatorial común dependerá del modelo en específico, pero usualmente no tienen “Go To”, o sea que deberás llegar tú, manualmente, al Campo de Visión del cielo que desees, y suelen tener la corrección de seguimiento en un solo eje o en ninguno. Para ahondar más en su uso: Véase “Puesta en Estación”, “Montura Ecuatorial” y “Guiado” en este Manual.
  13. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 12 Recomendaciones A continuación, se enumera una serie de recomendaciones para la hora de realizar fotografía de campo amplio: • Triángulo de Exposición: Vale mucho la pena aprender sobre el triángulo de exposición, concepto que se utiliza bastante en fotografía diurna por lo demás. Si bien no lo trataremos en profundidad, lo importante es entender que existe una relación entre el Tiempo de Exposición, el ISO y la Apertura del Diafragma, y los pasos que uno mueve al seleccionar cada uno de estos parámetros. Al iniciarnos en astrofotografía con Cámara y Lente de Campo Amplio nos basaremos más en la experiencia que en conocer los cálculos exactos (salvo el de exposición que lo trataremos en los siguientes puntos). Se adjunta un link de un Youtuber que lo explica muy bien, cuyo canal es muy recomendable para distintos tipos de fotografía https://www.youtube.com/watch?v=4U6tPmKeKBk. By WClarke and Samsara https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Exposure_triangle_-_aperture,_shutter_speed_and_ISO.svg • Parámetros principales: o Siempre el modo de disparo de la cámara será en modo manual, incluso los teléfonos celulares de gama media o alta lo permiten. o Salida del archivo de la foto: En modo RAW o RAW y JPG. o El ISO para fotos de Campo Amplio (que no se suelen apilar) deberemos mantenerlo relativamente bajo, mientras nos permita poder observar en la captura. Se suele trabajar bordeando los 800. Nunca automático. o Flash: Apagado, no tiene ningún sentido tratar de llegar con la luz de nuestro flash al “casi infinito” y esperar que esta luz vuelva además durante nuestra captura. Si bien esta afirmación se puede decir de forma chistosa, recordemos que la estrella más cercana a nuestro sistema solar está a aproximadamente 4 años luz (medida de distancia no de tiempo), ósea que los kilómetros que se recorren en el vacío por la luz en 4 años de viaje constante, velocidad que corresponde a 299.792,458 kilómetros por segundo. Por otro lado, el Sol está a 8 minutos luz aproximadamente, marte a 20 minutos luz y la luna a un segundo luz, el sol que vemos con nuestros ojos es el sol del pasado, de cerca de 8 minutos atrás y la luna es la luna de hace un segundo.
  14. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 13 o Enfoque: Deberemos poner la cámara en modo “live” (donde se observa lo que le llega al sensor mas no los parámetros de la cámara), aumentar el zoom virtual de nuestro visor y apuntar a la estrella más brillante que podamos. Al estar en campo esta estrella, deberemos ir al foco en infinito y jugar con el foco (hacia adelante y hacia atrás, normalmente girando un anillo grande en el lente) hasta que la estrella se vea lo más pequeña posible dentro de lo que nuestra paciencia y pulso nos permita. o Exposición: La exposición, si se realiza sobre trípode, variará con relación al Largo Focal que tengamos en nuestro lente, y al sensor que estemos utilizando, pues el cálculo varía si es un sensor Full Frame, o APSC (el APSC por ejemplo requiere que se disminuya el tiempo por ser más pequeño y aumentar virtualmente el Largo Focal teniendo un “Factor de Recorte”). El cálculo corresponde a: 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 = 500 (𝐿𝐹 𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 × 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒) Sensor Valor Factor de Recorte Full Frame 1 APS-C 1.5 APS-C Canon 1.6 4/3 (Compactas) 2.7 Celulares (Varia, pero como aproximación) 5.6
  15. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 14 • Planeación. Trata de planear tu sesión considerando: o Pronostico del tiempo: Un día nublado o lluvioso no nos será de utilidad. o Contaminación lumínica: Verifica la contaminación lumínica del lugar, para confirmar si será posible capturar, o se utilizar algún filtro. o Reconocimiento del lugar: Siempre por seguridad y para el encuadre es recomendable ir al lugar antes una vez antes de la sesión o llegar temprano. Tanto por seguridad, comodidad y para no molestar al resto de las personas (si es una Star Party) siempre se debe considerar llegar de día. o Abrigo: Sin importar la época del año es recomendable llevar abrigo, se suele estar bastante rato quieto y hasta bien entrada la noche, por lo que es mejor pasarse un poco con el abrigo que uno tenga disponible a quedarse corto. o Linterna roja: Esta disminuirá la molestia en la vista del encandilamiento (que tarda 20 minutos en volver a adaptarse a la noche) y disminuirá la posibilidad de arruinar la captura propia o de otra persona. o Por último, no se debe olvidar llevar bebestibles, comida y unos binoculares para aprovechar de disfrutar al máximo la sesión. o Existen múltiples aplicaciones para realizar planeación de este tipo de fotografía. Recomendaremos inicialmente “Stellarium” (Que tiene una versión pago móvil y una gratuita para Computador) y “Photopills” (Que tiene solo una versión pago móvil).
  16. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 15 Sistema Solar Si bien por ahora esta guía se centra en DSO, tocaremos algunos puntos clave que podrán ser de utilidad en la fotografía de Sistema Solar. Por lo demás muchas cosas revisadas en DSO son totalmente aplicables a Sistema Solar. Tal como se comenta en la introducción existen distintos tipos de fotografía de Sistema Solar, pero las recomendaciones principales y el equipo en general es muy parecido. La fotografía de Sistema Solar en etapas avanzadas puede llegar a ser tan compleja como el DSO, y varía principalmente en que las Focales de los Telescopios para Sistema Solar suelen ser mucho más grandes que las de DSO y en que en vez de tomar fotografías (como en Campo Amplio y Espacio Profundo) la técnica más utilizada en Sistema Solar es la de “tomar videos”, seleccionar los mejores cuadros de estos videos y “apilarlos” o fusionarlos. Equipo En el equipo que se utiliza enumeraremos: o Fundamentales: o Telescopio: Si bien se puede utilizar un lente de Largo Focal grande, lo ideal siempre es un telescopio, en base a lo que el bolsillo y la montura permita, idealmente de LF de 1000 mm en adelante. Se suele trabajar con telescopios de entre 2000 mm a 4000 mm y en su mayoría son F/10 o más (“F” o relación “LF y Apertura”, véase F), muchas veces con un Barlow que aumenta el “LF” y el “F”. Si bien para DSO y Campo Amplio estas relaciones de apertura y LF pueden resultar muy altas, en objetos de nuestro sistema solar y gracias a su cercanía para con nuestro planeta, estos objetos tienen suficiente luz incluso para realizar su captura en ciudades contaminadas. ¿Habrás notado el titilar de las estrellas? Esto se produce por el llamado Seeing, y es debido a las turbulencias atmosféricas, en la mayoría de las condiciones el Seeing suele hacer titilar a las estrellas pero no a los planetas, esta a su vez es una excelente forma de reconocer un planeta por sobre una estrella si no estás seguro y si no tienes una aplicación o mapa estelar a mano. o Cámara: En el caso de la astrofotografía de objetos de Sistema Solar se recomienda hacer videos en vez de capturar fotos. Cada video es finalmente una serie de fotogramas que se utilizan posteriormente para seleccionar los “frames” o “fotogramas” de mejor calidad y apilarlos “o sumarlos”. Si bien se puede usar la mayoría de las cámaras que existen, en este caso particular las cámaras de DSO o Espacio Profundo, estas suelen tener muy pocos FPS o “Frames per second”, que consiste en “cuántos fotogramas por segundo sacan”. Además, en el caso de Sistema Solar la complejidad que le da usar una Cámara Monocromática “no suele” ser compensada contra el aumento de calidad, por lo que a diferencia de fotografía DSO, no suelen ser ser tan utilizadas las cámaras monocromáticas. Existen cámaras dedicadas para Sistema Solar, cuyas características principales son: ▪ No poseen enfriado, a diferencia de las cámaras de DSO. No sufren tanto por el ruido térmico ya que las capturas son de objetos muy luminosos. Esto las hace más económicas que las cámaras dedicadas a Espacio Profundo.
  17. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 16 ▪ Poseen sensores pequeños, el FOV que requieren es mucho menor que una foto de DSO o de Campo Amplio. ▪ Suelen ser cámaras con puerto de guiado, este puerto es el que utilizaremos en DSO para darle los pulsos de corrección de guiado a nuestra montura mientras seguimos el cielo. Debido a que las características de una cámara guía y una cámara para Sistema Solar no son tan distantes esto nos permitirá a posterior utilizar la misma cámara para ambos usos. o Montura: Hay 2 grandes diferencias de la fotografía de “Sistema Solar” con las de “Campo Amplio y la de DSO”, y son que “no suelen ser fotos, si no que videos” y que “El movimiento de los planetas es distinto al de la Bóveda Celeste”, de hecho la palabra Planeta deriva del latín y significa vagabundo haciendo alusión a que (junto con el sol y la luna que son fáciles de identificar como objetos distintos) a diferencia de las estrellas, estos vagaban en la Bóveda Celeste, a distinta velocidad e incluso en distinta dirección a ratos. Por consiguiente, no es necesario tener una Montura Ecuatorial, si no que con una Montura Altazimutale es mas que suficiente, existiendo varios astrofotógrafos de muy alto nivel que realizan las capturas con Monturas Dobson manuales, esto debido a que: ▪ La precisión en el seguimiento no es tan estricta como en el caso de “DSO o Campo amplio” por ser videos con “exposiciones de tan poco tiempo” en cada uno de sus fotogramas. ▪ No es un problema la Rotación de Campo que se da con las Monturas Altazimutales. Véase “Montura Altazimutal” y “Rotación de Campo”. • De gran ayuda: o Barlow: Es una pieza óptica que no se suele usar en astrofotografía (salvo en Sistema Solar) y que mediante lentes da un factor de multiplicación del LF, y nos da un mayor aumento que para los objetos de Sistema Solar, estos objetos son muy pequeños en el Campo de Visión por lo que el Largo Focal pasa a ser un recurso muy apreciado. o ADC: En inglés “Atmospheric Dispersion Corrector” o “Corrector de Dispersión Atmosférica” es un accesorio que nos permite reducir las aberraciones cromáticas causadas por el paso de la luz a través de la atmósfera y aumentar notablemente el detalle fino de las capturas.
  18. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 17 Recomendaciones o Para capturas de cualquier objeto de sistema solar se realizarán capturas de videos que normalmente no serán de más de 90 segundos, en el caso de Júpiter no podrán ser de más de 90 segundos por la naturaleza de su movimiento. o Se debe prestar bastante atención al histograma durante la captura de video, para que este esté con la curva relativamente en el centro. o Se pueden realizar varias tomas de video distintas de un mismo objeto y después sumarlas. o Si bien no se tocará en detalle el procesado, se entregará la recomendación de utilizar los siguientes programas (todos gratuitos y con varios tutoriales): 1. En caso de usar una cámara dedicada a Sistema Solar para la captura, en computador se puede utilizar “Sharpcap”. También existe un programa del fabricante de cámaras ZWO llamado “ASICAP”. 2. Posteriormente se puede utilizar PIPP que sirve para preprocesar el video, este ordenará por calidad los mejores fotogramas, e incluso con un algoritmo puede multiplicar los mejores para aumentar su foto a la hora del apilado. 3. Después se puede utilizar “AutoStakker”, que es un programa que nos ayudará a apilar los fotogramas en una sola captura. 4. Finalmente, para procesar la imagen extrayendo bien la información de esta, limpiando ruido y dándole más “forma” a la foto se suele utilizar “Registax”. o Se adjunta un enlace de un video con el proceso completo de captura y procesado de Júpiter https://www.youtube.com/watch?v=h6NVLWeOOyU&list=PLDJN9bPgnCVjlKXEsZAMU3iH xLUQQ6hO5&index=7.
  19. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 18 Espacio Profundo El proceso de fotografía de Espacio Profundo o DSO (Objetos Astronómicos que no se encuentran en nuestro sistema solar) es probablemente el más complejo de los mencionados en esta guía. En el caso de tener duda con algún término o concepto nombrado, hay que recordar que el término probablemente está en el glosario de este guía. El resumen del proceso de “toma de una foto” de espacio profundo es más menos de la siguiente manera: 1. Selección de un objeto de espacio profundo. a. Esto requiere considerar la época del año para generar el plan de captura. b. Revisar el pronóstico del tiempo. c. Investigar sobre el lugar para ver si se requerirá de algún tipo de filtro especial por contaminación lumínica, si utilizamos cámara monocromática (que no saca en color) será más necesario analizar los filtros, puesto que probablemente se cuente con filtros de Banda Estrecha y/o RGB. La contaminación lumínica se puede ver por ubicación geográfica en una página bien intuitiva llamada www.lightpollutionmap.info. 2. Puesta en estación, que es la forma de denominar el proceso de montar todo el equipo para iniciar la captura. Esta comprende varios pasos tales como: a. Armar el equipo. b. Nivelar montura con el suelo. c. Alinear polarmente. d. Balancear la carga sobre la montura. e. Entre otros. 3. Proceso de captura de las imágenes. Normalmente se tomará una serie de fotos (decenas o a veces cientos) del mismo campo visual del cielo en movimiento que seguiremos mediante una montura, para posteriormente sumar las fotos y transformarlas en una sola. Este proceso comprende pasos tales como: a. Selección de los parámetros de captura. b. Múltiples capturas de segundos o minutos del campo visual. c. Revisión del avance de las capturas durante la sesión. d. Captura de tomas de calibración. e. Entre otros. 4. Finalmente viene Procesado o “revelado” de la fotografía, que comprende: a. Apilado y calibración b. Procesado lineal c. Procesado no lineal.
  20. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 19 ¿Qué es una buena astrofotografía de espacio profundo? Disclaimer Antes de partir con más detalles sobre los procesos de captura, bien vale la pena sentarse a meditar unos instantes sobre, ¿qué es una buena astrofotografía? Esta es una respuesta muy difícil, quizás la más difícil de esta guía, pero lo cierto es que si bien existen algunos factores cuantitativos y otros cualitativos para la definición de “¿qué tan buena es una astrofotografía?”, dentro de la más absoluta “opinión personal” la mejor foto que hemos sacado es la que más nos ha gustado y que más hemos disfrutado. Ya sea por el resultado técnico, por las palabras, por los “likes” que hemos recibido, por lo que hemos disfrutado el proceso de hacerla o por el simple hecho de que cuando la miramos nos sentimos totalmente conformes. Por otro lado, “sigo creyendo” que este pasatiempo no es un “Pay to Win” porque entendiendo que sí, es un pasatiempo con costos y que requiere de equipo especializado, no es para nada difícil encontrar fotografías maravillosas con equipos sencillos o fotografías que podrían mejorar mucho y que han sido capturadas con equipos costosos que quisiéramos tener. La técnica, procesado, perseverancia y un poco de suerte son factores determinantes. Calidad en una astrofotografía Es imposible definir al 100% la calidad de una astrofotografía. Existen 2 puntos principales a considerar: evitar una serie de deficiencias técnicas en tomar la captura (lo que conlleva en esta disciplina una a ratos agobiante cantidad de información técnica), y generar satisfacción visual. La totalidad de esta guía tiene el objetivo de facilitar conocimientos y datos de forma original, pero en este caso particular se extraerá directamente una cita que forma parte de la información de “Astrobin” (página de astrofotografía) donde se habla de las consideraciones para ser IOTD, o imagen del día, reconocimiento entregado a una astrofotografía por su calidad. (…) Requisitos técnicos En general, una imagen no debe presentar las siguientes deficiencias técnicas, para ser considerada para IOTD/TP: • Estrellas pobres: rayas, óvalos, desenfocados, anillos oscuros, hinchazón, errores de registro. • Exceso de nitidez: flecos blancos en el borde de los planetas o rasgos del cielo profundo que aparecen en relieve. • Artefactos de registro: por ejemplo, en los bordes de la imagen y en las esquinas. • Tiempo de integración insuficiente: es decir, la imagen aparece granulada. • Reducción excesiva del ruido: es decir, los detalles delicados aparecen demasiado suavizados. • Topaz NR Overdone: es decir, estructuras sobreenfocadas y creación de detalles "tipo Hubble" inexistentes. • Colores demasiado saturados o bandas. • Corrección inadecuada del fondo: gradientes, contaminación lumínica o viñeteado. • Luces o negros recortados: el espacio generalmente no se renderiza en negro puro. • Otros: paneles mal ajustados dentro de un mosaico, desalineación, puntadas deficientes.
  21. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 20 Consideraciones sobre el impacto visual • Originalidad: ¿he visto ese objeto antes? Si es así, ¿lo he visto antes tratado/procesado así? • ¿Cuenta o ilustra una historia o un acontecimiento científico único? • ¿Está bien compuesta (quizás teniendo en cuenta la regla de los tercios), o el fotógrafo se ha limitado a colocar el objeto en el centro del encuadre sin tener en cuenta su contexto o su entorno en el espacio? • ¿Está bien encuadrado, o el objeto ha sido cortado (y los objetos secundarios también han sido cortados aleatoriamente en los bordes del encuadre)? • Si se trata de una imagen de banda estrecha, ¿la paleta de colores es armoniosa y agradable, o si es LRGB, el color es preciso? (...) “La imagen del día. Un compendio y un manifiesto” https://es.welcome.astrobin.com/iotd Si bien quizás no es necesario analizar de forma profunda este extracto, la mayoría de los puntos en esta guía sobre DSO convergen facilitar información dura u técnicas sugeridas sobre los temas aquí mencionados.
  22. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 21 Equipo Hablar sobre el equipo utilizado para astrofotografía bien podría permitirnos escribir un libro. Pero hemos de mencionar los equipos más utilizados y características importantes en ellos para facilitarnos ya sea su elección o su uso. Montura Este es según muchas opiniones (dentro de las que me incluyo) el equipo más importante de todos, ya que será con el cuál podremos simular el movimiento de la Bóveda Celeste y poder tener capturas de la exposición que requiramos. La Montura es la parte del equipo que sostiene nuestro telescopio u OTA y permite el movimiento de este para poder encuadrar la parte de la Bóveda Celeste que sea de nuestro interés. Ya sea de forma manual, eléctrica o incluso con Go-To (uno le indica a la montura hacía donde quiere apuntar y la montura llega de forma autónoma). Muchas monturas tienen la capacidad de moverse solas para seguir el movimiento de la Bóveda Celeste e incluso algunas otras permiten corregir sus movimientos en caso de que haya algún error en el seguimiento. Existe una gama muy grande de tipos de monturas y de distintas formas de clasificar las monturas, por ser este punto está orientado a una Montura apropiada para astrofotografía de DSO, nombraremos a continuación algunos tipos de monturas y le daremos profundidad a la Montura Ecuatorial, que es la que más se utiliza para estos objetivos. o Montura Altazimutal: Montura que posee movimiento Vertical y Horizontal, esta genera el efecto de “Rotación de Campo”. Véase “Montura Altazimutal” y “Rotación de Campo”. o Montura Dobson: Montura que posee movimiento Vertical y Horizontal sin utilizar un trípode, se utiliza solo para telescopios Newtonianos y genera el efecto de “Rotación de Campo”. Véase “Montura Dobson” y “Rotación de Campo”. o Montura Ecuatorial: Montura cuyo eje de movimiento al estar alineado con el Polo Celeste permite seguir el movimiento del cielo y evitar la “Rotación de Campo”. Véase Montura Ecuatorial. Consideraciones en la Montura Ecuatorial No se pretende guiar en la compra de una montura en particular, pero dejaremos unos cuantos datos a considerar en la decisión de una montura, que puede ser muy costosa y por lo que se recomienda asesorarse bien en algún foro de astronomía aficionada o en alguna asociación de Astronomía antes de tomar la decisión final. o Recuerda que para que la Montura se mueva de forma ”automática” al objeto celeste que tu desees la montura debe tener Go-To, esto no es indispensable pero es mucho más cómodo, y suele ser una característica que poseen las “buenas monturas”, salvo que elijas una montura ecuatorial tipo Skytracker utilizada principalmente en Campo Amplio (Véase Campo Amplio). o Tienes que prestar mucha atención a la capacidad de carga indicada por el fabricante. A veces indican la cantidad nominal para observación donde no se requiere el nivel de precisión que en astrofotografía, y solo un porcentaje de esta capacidad de carga nos será útil para astrofotografía. Algunas monturas podrán utilizar la totalidad en astrofotografía, pero esto será explícitamente indicado por el fabricante.
  23. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 22 o Deberás decidir cómo controlarás la montura (directo desde el controlador de mano de la montura, con un computador, con un NUC, con un microcontrolador especial como el ASIAir y mediante un teléfono móvil. Y denerás asegurarte que la montura es compatible con este método. o Trata de comprar una montura de una marca reconocida dentro de los precios de monturas de iniciación tales como: Celestron, Meade, Skywatcher, Ioptron, ZWO o Explore Scientific. o Asegúrate de que la montura tenga puerto ST-4 para que puedas hacer correcciones de seguimiento. Muchas monturas podrán realizar estas correcciones hoy en día desde USB y no será necesario el ST-4. o Recuerda que la montura la deberás transportar (a menos que dispongas de un observatorio fijo), asegúrate que tendrás cómo transportarla con seguridad, cómo alimentarla eléctricamente y que será cómoda de armar para una sola persona.
  24. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 23 Telescopio El Telescopio es una parte muy importante del equipo, tocaremos algunos puntos importantes a considerar. Tipos de Telescopio por su diseño Los tipos de telescopio más utilizados en astrofotografía son principalmente tres: • Refractor: Este es el telescopio por excelencia utilizado para astrofotografía y consiste en un telescopio que utiliza 2 o más lentes para el proceso de captación de luz. Dependiendo de su manufactura suelen ser de muy alta calidad y no suelen sufrir de des colimación, el problema que suelen tener es su costo y peso al aumentar en demasía su apertura. Véase Colimación. • Reflector: También conocidos como Newtoniano, es un telescopio que utiliza dos lentes para concentrar la luz, uno principal que concentra la luz y otro secundario que desvía hacia el lado y ayuda a poner el Plano Focal en el enfocador. En relación con la apertura, suelen ser más livianos que los Refractores, pero se descoliman mucho más seguido. Véase Colimación. • Catadióptrico: Es un telescopio que mezcla espejos y lentes (muchas veces en forma de placa correctora). Existe una gran variedad siendo el más conocido el Schmidt Cassegrain, el que se caracteriza por tener un gran largo focal en un pequeño espacio físico. Consideraciones en un telescopio A la hora de revisar un telescopio se debe considerar (Todos estos conceptos están en el glosario trabajados): • Largo Focal: Cuál es el largo Focal que posee, y si este combinado con la cámara a utilizar nos permite tener un Campo de Visión Apropiado. • Colimación: El nivel de dificultad de su colimación o qué tan necesario será colimarlo son factores muy importantes. • Tamaño: El tamaño a la hora de decidir si este se transportará seguido o no es un factor clave para que no termine siendo un bonito adorno en la casa. • La Relación Focal es importante también para conocer su “velocidad” o qué tanta luz logra captar. Aberraciones Las aberraciones son limitaciones en la calidad de la imagen que podremos observar relacionadas netamente a la óptica del telescopio, dentro de las cuales encontramos (Las primeras 5 aplican a todos los colores, las últimas dos solo a objetos principalmente blancos): • Aberración de Esfericidad: Esta aparece en los sistemas ópticos con superficies esféricas (en los lentes y los espejos curvos). Los “rayos de luz” que inciden en una superficie esférica descentrada se refractan o reflejan “más o menos” que los que inciden cerca del centro. • Aberración de Coma: Esto es debido a fallas en los sistemas ópticos (muy común), resultando en que las fuentes puntuales parecieran estar fuera de eje. En los telescopios usualmente se observa en los bordes del Campo de Visión y parecen pequeñas Comas que apuntan hacia el centro del Campo. • Astigmatismo: El astigmatismo se produce porque los rayos que entran con orientaciones distintas en el sistema muestran una variación de distancia focal y hace que los detalles que se
  25. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 24 encuentran en diferentes orientaciones, como vertical y horizontal, se enfoquen en distancias distintas. • Curvatura del Campo: Esta aberración provoca que un objeto plano al eje óptico no se pueda enfocar formando correctamente una imagen bidimensional sobre el Plano Focal. • Distorsión: Esta aberración hace que las líneas rectas del campo objetivo parezcan curvas en la imagen. • Aberración Cromática: La aberración cromática axial se da cuando la lente es incapaz de proyectar las diferentes ondas de color sobre mismo plano focal. Para considerar las aberraciones al momento de analizar el equipo se deben considerar: • Telescopios Apocromáticos: Telescopios que al menos unos de sus elementos o lentes son de ultra baja dispersión, prácticamente eliminando la aberración cromática. • Corrector de Coma o Aplanador de Campo: Es un accesorio que se agrega al tren óptico para aplanar los bordes de la imagen. Alimentación Si bien es un tema que puede resultar sencillo, bien vale la pena nombrarlo y recordar también que. Nuestra montura quizás no será lo único que deberemos alimentar a la hora de realizar capturas y siempre deberemos considerar tener todas nuestras necesidades de alimentación cubiertas, tanto si tenemos o no acceso a la red eléctrica. En caso de no tener acceso a la Red Eléctrica deberemos considerar un consumo aproximado de entre 5 a 10 ah o “Amperes Hora” por parte de nuestro equipo. Este consumo será variable Dependiendo de si tenemos cámaras dedicadas, Dew Hetears (o calentadores de partes ópticas para evitar que se empañen), entre otros. Si poseemos un sistema alimentación externa, nos deberemos asegurar sobre el voltaje en el que trabajemos (muy usualmente 12v), y que esta alimentación tenga una capacidad de 10ah (aproximados) multiplicados por la cantidad de horas que requerimos de autonomía, considerar que con frío el consumo aumenta, etc.
  26. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 25 Cámara En los laboratorios Bell Willard Boyle y George E. Smith inventaron el CCD o Charge-Coupled Device (Dispositivo de Carga Acoplada), quienes en 2009 recibieron el premio Nobel por el invento. El primer artículo astronómico sobre el uso de la CCD fue el titulado “Astronomical imaging applications for CCDs”, en 1976. Y la sustitución final de la fotografía en los observatorios profesionales fue en los 80 y empezó a prevalecer en la astrofotografía aficionada desde los 90. La sensibilidad de un “CCD típico” puede llegar hasta a un 70%, comparada con la sensibilidad típica de las películas fotográficas en torno al 2%. Actualmente, y por ejemplo, las cámaras dedicadas para astronomía de la marca ZWO llegan hasta a una eficiencia cuántica (o “QE” que corresponde a cuántos de los fotones recibidos por el sensor serán convertidos en electrones y en información) de hasta el 91%. ¿Cómo funciona la cámara? La cámara inicia una exposición a la luz durante un tiempo definido por el usuario. Los fotones que llegan al sensor (a veces atravesando algún filtro) se convierten en electrones basándose en el efecto fotoeléctrico. La Eficiencia Cuántica o “QE” indica el porcentaje de fotones que logran ser convertidos en electrones. La Ganancia es un parámetro (cuyo factor proporcional es propio de cada cámara) que indica en cuántos electrones se convertirá un fotón. La llamada ganancia unitaria de una cámara es cuando un fotón se convierte en un electrón en una cámara en particular. El Full Well es la capacidad por píxel de almacenamiento de cierto número máximo de electrones. Posteriormente el C+A transforman y amplifican los electrones en voltaje. Este voltaje es convertido en información mediante el ADC el cual tiene una capacidad en Bits (de 8 a 16) que define la cantidad de pasos máximos de rango que puede haber entre “nula exposición u oscuridad” y “saturado o máxima luminosidad”, a estos pasos también se le denomina “ADU” en los histogramas u otros usos.
  27. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 26 CCD y CMOS Los sensores utilizados en las cámaras para captar la luz son los llamados “CCD” y “CMOS”. En el caso del CCD cada píxel es solo un material fotosensible, en el caso del CMOS cada píxel además tiene su propia electrónica donde está la conversión a voltaje y amplificación. By Princeton Instruments https://www.princetoninstruments.com/learn/camera-fundamentals/scmos-the-basics Al principio los sensores CMOS tenían el material fotosensible debajo de la parte electrónica lo que causaba problemas con el ruido por temperatura y no permitía subir la QE o Eficiencia cuántica, a esta distribución se le llama “Front Illuminated”. Actualmente se tiene esta distribución en forma de “Back Illuminted” para aumentar la QE y disminuir problemas de ruido por temperatura. By Princeton Instruments https://www.princetoninstruments.com/learn/camera-fundamentals/scmos-the-basics
  28. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 27 Comparación entre CCD y CMOS Criterio CCD CMOS ADC 16 bits 12 a 16 Costo Mayor Menor QE 60 a 95% 75 a 95% Ruido Lectura 5 a 10 electrones 1 a 3 electrones Tamaño Pixel 3 a 35 um 2 a 9 um Binning Analógico, sin añadir ruido El digital añade ruido pero mejorando proporcionalmente relación señal ruido (suma cuadrática) Amp Glow Bajo Presente en modelos anteriores, muy bajo en modelos nuevos. Fabricación Descontinuados en masa (salvo a pedido) Actuales
  29. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 28 Cámara Monocolor y Color En el caso de las “cámaras dedicadas” (especializadas en astrofotografía) y a petición de los fabricantes de estas, los fabricantes de sensores (que fabrican solo los sensores) ofrecen siempre la opción de sensor a color que es el sensor normal del mercado, y solo para astrofotografía ofrecen sensores sin la máscara de Bayer; lo que crea cámaras monocolor o “en blanco y negro”. Realmente todos los pixeles solo sacan fotos en escalas de grises, pero para sacar las fotos de cámaras a color, sobre el sensor se monta un mosaico de Bayer que está formado por un 50 % de filtros verdes, un 25 % de rojos y un 25 % de azules armando finalmente una imagen a color. Esta proporción es debido a la mayor sensibilidad del ojo humano al color verde. By Cburnett https://es.wikipedia.org/wiki/Mosaico_de_Bayer#/media/Archivo:Bayer_pattern_on_sensor.svg Si bien existen muchos debates al respecto del uso de cámara de color o monocromática cierto es que las cámaras monocromáticas son más sensibles que las cámaras a color, pero poseen dos desventajas principales: • El costo, al poseer una cámara monocromática se deberán comprar distintos filtros para poder realizar tomas a color, junto con los accesorios requeridos para su utilización, además del hecho de que suelen ser las cámaras monocromáticas más caras que sus homólogas a color. • Por otro lado, el proceso es un poco más engorroso, tanto en la captura como en el procesado.
  30. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 29 Características de una cámara de espacio profundo Las cámaras de espacio profundo se caracterizan por tener sensores digitales y poseer enfriamiento propio del sensor. Si bien tanto en el glosario como en “CCD y CMOS” se habla de las características principales, enumeraremos los factores a considerar al comprar una cámara usando de ejemplo la infografía de una cámara muy popular hoy en día, la ZWO ASI 533MC Pro. By ZWO https://astronomy-imaging-camera.com/wp-content/uploads/533%E5%8F%82%E6%95%B0-121.jpg • Sensor: Se indica el modelo a utilizar de sensor, usualmente los fabricantes de cámaras astronómicas no fabrican el sensor. • 1”: En este caso se indica el tamaño en pulgadas, y abajo en mm del sensor. Esta cámara se caracteriza por tener una proporción poco usual “cuadrada”. Mientras más grande el sensor mejor, pues cabrá más campo en la imagen, pero a su vez más caro. • Resolution: La resolución es la cantidad de pixeles linealmente que tiene un sensor tanto en un horizontal como en vertical. Si bien suele ser mejor tener mayor resolución, esto será en relación con el tamaño del píxel y del sensor. • ADC: La cantidad de Bit que soporta el Conversor Análogo Digital. Mientras mayor el valor del ADC mayor el Rango dinámico final de la cámara. Mientras más, mejor. Véase “Convertidor Análogo Digital”. • Read Noise: La cantidad de Ruido de Lectura, mientras menor, mejor. Véase “Ruido de Lectura” en la sección Señal Ruido. • Cooling Tempe: La capacidad que tiene la refrigeración de la cámara de disminuir temperatura en grados Celsius. Mientras más, mejor. • DDR3 Buffer: El tamaño del espacio de memoria que permite almacenar la información del ADC, lo que nos permite transferir información mejor. Mientras más, mejor. • USB: Es el protocolo o versión de la tecnología USB que utiliza la cámara para comunicarse con su controlador, mientras más moderno, mejor. • FPS: Es la cantidad máxima de “Frames” o “Cuadros” por segundo. Para Espacio profundo no suele guardar mucha importancia. Mientras más, mejor. • Full Well: Es la cantidad de electrones máximos que puede almacenar un píxel en una lectura, afectando también al Rango dinámico. Mientras más, mejor.
  31. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 30 • QE: Es el porcentaje de fotones que podrá reconocer la cámara y transformarlos en voltaje y posteriormente en información, mientras mayor el porcentaje, mejor. • Pixel Size: Es el tamaño de cada pixel, el tamaño ideal dependerá del Largo Focal a utilizar del telescopio y de la calidad del seeing. Adaptadores e Hilos Tanto en observación como en astrofotografía, nos toparemos con un pequeño desafío, este es el de poder conectar distintos equipos accesorios ópticos. Para esto si bien cada uno de los equipos traerán su propia información e incluso a veces “sus propios estándares” de tamaños y “conectores”, es bueno conocer los hilos mas utilizados y cómo se miden o funcionan los hilos. Características de los Hilos Los Hilos usualmente están entre dos estándares, el métrico (que utiliza milímetros) utilizado por gran parte del planeta, y el Imperial (que utiliza pulgadas) utilizado principalmente por fabricantes de Estados Unidos, Canadá e Inglaterra. • Métrico: Este tiene una nomenclatura donde se indica una letra “M”. Se indica el diámetro del hilo y posteriormente la diferencia en distancia que hay entre los hilos. Ejemplo: M42x0.75, donde 42 milímetros es el diámetro del hilo y 0.75 es la separación en milímetros entre los hilos. • Imperial: Este tiene una nomenclatura donde se indica las pulgadas de diámetro y posteriormente la cantidad de hilos que hay en una pulgada. Ejemplo: ¼ - 20, donde ¼ es cuántas pulgadas mide el hilo y 20 son la cantidad de hilos que caben en una pulgada. By Agenastro https://agenaastro.com/articles/guides/astronomy-threads-explained.html
  32. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 31 Hilos principales Los hilos principales que podemos encontrar son: • 1.25”: Uno de los dos tamaños mas utilizados en oculares (junto a los de 2” o dos pulgadas). Si bien el grosor del accesorio será de 1.25 pulgadas (31.7mm), el hilo es realmente de un diámetro de 28.5mm. • T, T2 o M42: Muy común en astrofotografía, su medida común es M42x0.75. • M48: Una versión parecida a M42, pero normalmente para sensores mas grandes, su medida común es M48x0.75. • 2” Hilo de filtro: Este se suele utilizar para oculares y/o filtros de oculares de 2”, aunque se nombra en pulgadas su hilo corresponde a M48x0.75. • 2” SCT: Esta medida se suele utilizar en los telescopios tipo “Schmidt cassegrain” y la medida de su hilo es de 2”-24. Back Focus Los equipos ópticos poseen un concepto llamado “Back Focus”, que es la distancia desde la óptica de un telescopio hasta donde debe ir el sensor de la cámara. Clásicamente esta medida corresponde a 55m pero varía según el equipo. De deberán usar distintos extensores y adaptadores con distintos hilos para llegar a esta distancia, cada vez que se adicione un filtro, aplanador, reductor, etc., se podría ver modificado el Back Focus. Si quedamos muy lejos del Back Focus el telescopio no será capaz de llegar a foco con su enfocador.
  33. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 32 Ciclo de trabajo de DSO El ciclo de trabajo para sacar una astrofotografía puede ser muy extenso dependiendo del objetivo a capturar, el lugar desde el que se va a capturar, el equipo a capturar y las o las técnicas a usar, además de finalmente la forma en que el usuario se sienta más cómodo o disfrute más de la experiencia (que sigue siendo lo más importante por ser este un bello y técnico hobby). A modo de resumen el ciclo principalmente corresponde en: 1. Planeación: Se debe planear el objeto que se desea capturar, el equipo a usar y el tiempo y lugar. 2. Puesta en estación: Se debe “instalar el equipo” cosa que se pueda realizar la adquisición del objeto sin problema. 3. Adquisición: Se debe realizar la captura de las imágenes necesarias del objeto (en la mayoría de los casos se sacan decenas o cientos de fotos del mismo campo visual), junto con las imágenes de calibración. 4. Procesado: Se procesa la imagen para sacarle el mejor partido a toda la información recolectada en las fotos capturadas. Planificación Este es un paso usualmente infravalorado más que nada por el ímpetu de “quiero ir a sacar fotografías y este es el día que tengo disponible para ir”. Bajo esta premisa está claro que deberemos sacar el máximo provecho a nuestra jornada, por lo que se debe aprovechar de realizar planes para optimizar el tiempo disponible. Algunas recomendaciones a la hora de planear una salida son: • Revisar siempre el pronóstico del tiempo para esa noche, los pronósticos nunca son absolutos, pero en especial desde 3 días hasta la fecha suelen ser muy certeros. Al revisar el pronóstico queda en uno analizar las posibilidades de nubes, y decidir el “riesgo” que se admite correr. • Idealmente se debe conocer de antemano el lugar tanto de día como de noche, para así observar la mejor ubicación del equipo considerando: o ¿Puedo ver el polo celeste? Si bien hoy en día no es obligación para realizar la Alineación Polar observar el polo celeste, suele ser más cómodo. o ¿Puedo ver por suficiente rato el o los objetos objetivos de la noche? o ¿Se observan luces que puedan molestar en mi captura?, o luces parasitas. o ¿Tengo considerada la alimentación eléctrica de mis equipos? o ¿Requeriré algún tipo de abrigo, alimento, u otro tipo de equipo especial por las características del lugar? • Se debe revisar la fecha para estimar el % de luna, y ubicación de la luna. Siempre será mejor sacar fotos lo más cercano a la luna nueva (sin luna), pero incluso en noches de luna llena es posible realizar sesiones. Esto será mientras se cuente con los filtros adecuados (preferentemente de Banda Estrecha), se escoja un objeto que sea compatible con estos filtros y el Campo Visual seleccionado no esté en dirección cercana a la Luna. • Se debe utilizar una aplicación como https://stellarium.org/ que nos permita observar las “horas de la noche” que tendremos, los objetos disponibles que tendremos en cierta fecha y ubicación, y la altura del objeto. Dependiendo de la altura del objeto podemos decidir sacar 2 objetos (no
  34. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 33 se suele recomendar más de dos) para casos donde quizás dos objetos de nuestro interés estén justamente solo la mitad de la noche disponible. Por otro lado, la ubicación del objeto siempre debe ser idealmente lo más cercano al Cenit, para evitar el Seeing. Véase “Cenit” y “Seeing”. • Se debe revisar en páginas como https://www.lightpollutionmap.info/ el nivel de contaminación lumínica, tanto del lugar en el que estaremos, como el de la ubicación hacia la que capturaremos (puntos cardinales). A veces estaremos a kilómetros de una ciudad grande y si bien en nuestro cielo hacía el Cenit no encontraremos contaminación, quizás en dirección hacia la ciudad sí encontraremos más contaminado en esa parte del cielo. De ser necesario podríamos necesitar la utilización de filtros. En el caso de los filtros para cámara a color más clásicos tenemos: o Dual Narrowband: Existen varias marcas que los producen como Askar, Astronomik, Chroma u Optolong. Estos son filtros que permiten pasar del espectro electromagnético “solamente dos bandas” muy estrechas. Con un filtro así se puede eventualmente sacar fotos desde una ciudad de Bortle 8 o 9 (con mucha contaminación lumínica) y tener resultados más que respetables. Estos se utilizan para la captura de objetos de Emisión. En este ejemplo se dejan pasar solo 3 nanómetros de H-Alpha (rojo) y OIII (verde azulado) o UHC: Ultra High Contraste es un filtro de alto contraste hecho por múltiples fabricantes que sirve tanto en visual como para astrofotografía para contrarrestar el infrarrojo y contaminación lumínica. Estos filtros y en general los otros filtros de contaminación lumínica (de los cuales hay variedad) ayudan a capturar fotos principalmente de objetos de reflexión que emiten en varios rangos del espectro electromagnético.
  35. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 34 o Filtro de Corte UV IR: Este filtro se suele utilizar para captura en cielos que no requieren un filtro de contaminación lumínica, permitiendo todo el espectro visible descartando el Ultra Violeta e Infrarrojo, para disminuir el tamaño de las estrellas.
  36. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 35 Puesta en Estación El proceso de “Puesta en Estación” corresponde a la instalación del telescopio y del equipo en general, hasta el punto de antes de iniciar la captura de imágenes. Si bien va a depender del equipo e incluso de las técnicas que haya aprendido el astrofotógrafo, este proceso consta principalmente de: 1. Muchos astrofotógrafos utilizan algún tipo de lona o protección bajo la zona designada para instalar el telescopio por distintos motivos como: evitar el polvo, agregar una pequeña protección en el caso de caída de algún accesorio, demarcar un poco mejor el sector de su equipo, aumentar el contraste para encontrar de noche alguna pieza caída, etc. 2. Después instalaremos el trípode, este trípode tiene que estar nivelado con el suelo en todas direcciones, y apuntando al polo correspondiente: a. En muchos casos el trípode tiene que ir en dirección hacía el polo celeste (polo sur celeste si estamos en el hemisferio sur o polo norte celeste si estamos en el hemisferio norte) porque al poner la montura sobre el trípode, deberemos corregir la dirección al hacer la Alineación Polar. Si bien para esto se suele utilizar una brújula, la brújula apunta al polo magnético mas no al polo celeste, esta desviación suele ser menor, pero puede ser que entre la tolerancia a error que tengan los ejes de ajuste de nuestra montura y el error del polo magnético se nos obligue a mover el trípode completo con la montura ya sobre ella, debiendo tener mucho cuidado y obligándonos a volver a nivelar. b. La mayoría de las veces el trípode posee una superficie donde se anclará la montura, esta superficie es la que nivelaremos para con el suelo, utilizando un nivel con burbuja. Muchas monturas o trípodes traen su propia “burbuja” aunque suelen reportar muchos usuarios de distintas monturas que estas burbujas instaladas de fábrica no son tan precisas. Vale la pena utilizar una burbuja de nivel para comparar con la que viene instalada y asegurarnos de su precisión. 3. Posteriormente se instala la montura sobre el trípode recordando que cualquier movimiento que mueva en lo más mínimo el trípode hará que debamos volver a nivelar el trípode. Este es el momento de hacer todo con precisión porque en caso de tener problemas con el seguimiento más adelante, el proceso de búsqueda de causa de error se hará demasiado tedioso. Para la instalación de la montura encontrarás en internet varios videos de la mayoría de los modelos de monturas clásicos del mercado. 4. Ahora deberemos instalar el telescopio con todos sus accesorios tales como cámara, cámara guía, etc. Idealmente deben estar absolutamente todos los accesorios para los pasos siguientes de cableado y balanceo. 5. Con el telescopio y todos los accesorios instalados pasaremos a realizar el proceso de cableado. Si bien al principio puede sonar hasta exagerado preocuparse por el cableado, este proceso de “Cable Management” es sumamente importante y estudiado. En cada sesión en particular una mala distribución de los cables puede traer una serie de problemas, tales como: a. El telescopio realizará una serie de movimientos, entre ellos el “Meridian Flip”, que nos “entregarán la máxima elongación” del recorrido de los cables con los que manejamos nuestro equipo. Un atasco de cable puede llegar a ser tan riesgoso como incluso dañar los motores de la montura o que se caiga al suelo el equipo completo. b. Los cables que cuelgan de forma demasiado libre solo aumentan las posibilidades de vibración en el equipo y empeorarán nuestras capturas.
  37. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 36 c. Por último, los cables sueltos también aumentan la posibilidad de mover los centros de masa del equipo que está en movimiento, cambiando levemente el balanceo del equipo. 6. Ahora que está todo el equipo que realizará movimientos de seguimiento sobre el eje, deberemos realizar el balanceo del equipo, existe una serie de videos en internet donde se puede apreciar el proceso de balanceo por lo que solo recomendaremos prestar bastante atención a este proceso y de preferencia realizar balanceo en los 3 ejes. Por otro lado, como dato, las monturas de tipo “armónicas” no suelen requerir de balanceo más que el que requiere tener cuidado con el centro de masa para evitar que se caiga el telescopio. 7. Finalmente pasaremos al proceso de Alineación polar. Este se realiza cuando ya hay suficientes estrellas en el cielo para que el telescopio pueda resolver las estrellas con las cuales confirmaremos y ajustaremos nuestra alineación. En este proceso se alinea el eje de la Ascensión Recta del telescopio (el que visto de frente gira como manecillas de reloj) con el polo celeste. En pocas palabras el eje de donde nace la parte móvil de la montura del telescopio que se mueve como un brazo sosteniendo el telescopio y siguiendo el movimiento de las estrellas (o de la Bóveda Celeste), se alinea con el polo celeste correspondiente dependiendo del hemisferio. La Alineación Polar la realizaremos de distintas maneras dependiendo del equipo que tengamos. By Telescopes Plus https://www.telescopesplus.com/blogs/helpful-information/18961348-polar-alignment
  38. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 37 Guiado Ya con la puesta en estación de forma óptima y para realizar las capturas requerimos que nuestro telescopio siga de forma correcta el movimiento de la Bóveda Celeste y así asegurar largas y precisas exposiciones. El resumen del proceso de guiado consiste en que el telescopio alineado al polo celeste correspondiente, realizará un seguimiento que emula el movimiento de la Bóveda Celeste para que así podamos sacar fotografías de larga exposición y las estrellas y otros objetos no salgan corridas. Estrellas corridas por mal guiado. By Stephen Kennedy https://www.cloudynights.com/topic/645789-poor-polar-alignment-or-pe/ Obligatoriamente para focales muy altas, y para tener más precisión en focales más cortas, se utiliza un telescopio guía (que suele ser un telescopio más pequeño montado sobre el telescopio principal) con una cámara extra conectada al telescopio guía (aparte de la cámara que realizará las capturas), sistema que que detectará si el movimiento que lleva el telescopio está correcto o se requiere alguna corrección en alguno de sus ejes. Existen muchos tipos de monturas, pero como en astrofotografía se usan principalmente las distintas monturas ecuatoriales existentes, con seguimiento. La montura para realizar el guiado requiere: • Buena puesta en estación o La Montura debe estar nivelada con el suelo. o Alineación Polar o “PA” lo más precisa posible. o No sobrepasar el peso de carga indicado por el fabricante • Correcto Balance en RA, DEC y en el Tercer Eje.
  39. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 38 • Relación correcta entre la Focal del telescopio y la del Telescopio Guía. • Parametrización correcta del guiado. Relación Telescopio con Telescopio Guía Debemos tener en consideración que el telescopio guía debe tener de LF por lo menos ¼ del LF del telescopio principal para poder guiar con confianza (o menos relación como ½ o 1:1). Si bien no hay problema con pasarnos un poco, si le exigimos demasiado al guiado con una proporción menor de ¼ y se irá poniendo cada vez más difícil el proceso. Relación Telescopio, Sensor con RMS Existe un cálculo de relación entre “el Telescopio y su Largo Focal”, “el Sensor y el tamaño de los pixeles”, y “el RMS” o correcciones en el guiado, para darnos una idea del error máximo que podemos tener a la hora de guiar para que las estrellas se sigan viendo lo más puntuales posibles. La idea es que las correcciones que haga nuestro equipo sean menores a la resolución de un píxel, de lo contrario se notarán las correcciones como “movimiento” en nuestra captura y se verá corrido. Para esto podemos calcular la resolución de nuestro equipo con la siguiente fórmula: 𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = ( 𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑃í𝑥𝑒𝑙 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝐹𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑙𝑒𝑠𝑐𝑜𝑝𝑖𝑜 ) × 206.265 Donde: • Resolución, será la resolución en arco minutos que tiene nuestro píxel, por consiguiente, el error RMS máximo tolerable a la hora del guiado. • Tamaño del Píxel: Este es el tamaño del píxel en “μm”, valor entregado por el fabricante. • Largo focal del telescopio que realiza la captura (mas no del telescopio guía) expresado en milímetros. • 206.265 es una constante. Parámetros del guiado Si bien las aplicaciones informáticas mediante las cuales podemos realizar guiado son más de una, utilizaremos de ejemplo los parámetros que trae la aplicación de ZWO del ASIAir (que es una versión reducida de PHD, la aplicación más popular para hacer guiado y gratuita). • Calibration Duration: Este parámetro de calibración corresponde a un valor que indica el movimiento a la hora de calibrar (proceso por el cual se detecta la fuerza de los pulsos de la montura y su impacto en el Campo de Visión), y así poder detectar el movimiento del eje correspondiente. • Max Duration (RA o DEC): Este parámetro corresponde al máximo de fuerza del pulso de corrección enviado a la montura. • Aggr (RA o DEC): Este parámetro permite acotar el Max Duration modificando cuán agresivo en porcentaje es el pulso enviado.
  40. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 39 Consideraciones del guiado e interpretación de indicadores Dentro de los parámetros que deberemos ver (tanto del guiado como de su efecto en las capturas) están: • RMS: Es una medida estadística. En astrofotografía este valor es para ver “la media” de las correcciones por errores que ha tenido que realizar nuestra aplicación a la hora de guiar y corregir. Esta a veces se entrega en arco segundos o a veces en pixeles. • Half Flux Diameter: También conocido como “HFD”, es una medida que se utiliza en astrofotografía para indicar el tamaño de una estrella en pixeles o arco segundos. El HFD es es lo mismo que el HFR, pero con el radio; por lo que HFD = HFR x 2. • Half Flux Radius: También conocido como “HFR” o en español “Radio medio del Flujo” es una medida que se utiliza en astrofotografía para darnos el tamaño de una estrella en pixeles o arco segundos. El HFR es lo mismo que el HFD, pero con el diámetro por lo que HFR = HFD/2. • Full Width Half Maximum o HWHM: es una medida que se utiliza en astrofotografía para darnos el tamaño de una estrella en pixeles o arco segundos y se calcula en base a el brillo de una estrella y la posición de su píxel desde el centro que da una forma gaussiana, la métrica estará dada por la diferencia entre los extremos de la mitad del valor máximo. El tamaño de la estrella en nuestra imagen es una suma de muchos factores como el Seeing, el enfoque y el guiado. Entre algunos de los datos que debemos monitorear y/p considerar a la hora del guiado tenemos: • Errores: o Error RMS para DEC (Rojo) se debe usualmente a: ▪ Alineación polar ▪ Visualización de la atmósfera (seeing) o Error RMS para RA (Azul) se debe usualmente a: ▪ Error periódico ▪ Balanceo. • Calibración: o Un valor muy bajo en Calibration Step puede resultar en el error "star did not move enough". Por el lado contrario un valor muy alto puede resultar en "star lost". • MS Duration: o En general se debiera trabajar en los valores por defecto, a menos que se use OAG (o LF muy altos). o Los MS son indirectamente proporcionales al LF del telescopio guía (o OAG). Mas LF menos MS, Menos LF más MS. El clásico telescopio guía de 120mm de LF debiera estar por los 2000 MS. • Agresividad: o Si los pulsos de corrección son en una misma dirección y seguidos, se necesita aumentar la agresividad. Si son en distintas direcciones y seguidos, se debe disminuir. o Si se ven situaciones en que un pulso va en una dirección y otro de inmediato en la otra dirección se debe disminuir la agresividad.
  41. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 40 Captura Teniendo ya todos los puntos de una planificación y puesta en estación, no queda más que realizar la captura. Durante este proceso deberemos considerar: • Deberemos monitorear siempre factores ya conversados, correspondientes a: o Guiado. o Enfoque. • Deberemos prestar atención al inicio y término de noche astronómica, esto lo podemos buscar en varias páginas web o en aplicaciones, la que variará por la fecha y ubicación. Si bien son convenciones que se definen por el ángulo (normalmente 18º) del sol con respecto al horizonte, usualmente estás convenciones serán la hora de inicio y de término más apropiada para la sesión de una noche. • No hay que olvidar prestar mucha atención al proceso de Meridian Flip, que consiste en el movimiento o acomodo automático del telescopio (realizado por la montura) al pasar el objeto capturado por el meridiano. Ya que este movimiento largo del telescopio puede resultar en algún problema de un cable o problemas al resolver la imagen, que es el proceso por el cuál nuestro equipo reconoce que volvimos a apuntar (desde otro ángulo) al mismo objeto. Recordemos que es normal que posterior al Meridian Flip esté dado vuelta el objeto, y que cueste a veces un poco de tiempo resolver una imagen dependiendo del filtro que estemos utilizando. • También es muy importante cerciorarnos de que no exista rocío, nubes o cualquier otro factor externo que haya cambiado y que pueda terminar en una mala captura. • Al finalizar el proceso de captura del objeto (o tomas de luz), deberemos realizar las tomas de calibración. Durante el procesado de nuestra captura, estas tomas nos permitirán realizar las primeras correcciones. Si bien en esta versión no se tocará en profundidad el tema del procesado, estas tomas de calibración usualmente son: o Tomas Dark o tomas oscuras: Estas se usan para eliminar principalmente la señal generada por el calentamiento del sensor. Se suele recomendar un mínimo de 50 tomas que deberán realizarse con las siguientes consideraciones: ▪ Deben poseer la misma ganancia que las tomas de luz. ▪ Deben poseer el mismo tiempo de exposición que las tomas de luz. ▪ Deben ser a la misma temperatura (con una variación de no más de 2 grados) que las tomas de luz. ▪ Deben realizarse en un lugar oscuro con la tapa del sensor y/o telescopio puesto. No es necesario que la cámara esté en el telescopio mientras se cumplan las condiciones anteriores. ▪ Estas tomas en el caso de mantener todas las condiciones anteriores pueden ser reutilizadas en otras capturas que tengan las mismas condiciones, la variable más difícil de manejar es la de la temperatura, que en una Cámara Dedicada de Espacio Profundo no debiera generar problema, por tener refrigeración porpia. Es sugerible crear una “biblioteca de darks” ya que son las tomas de calibración que requieren más tiempo, e ir renovándolas cada 6 meses aproximadamente. o Tomas planas o Flat: Estas tomas se deberán realizar en cada una de las sesiones ya que están relacionadas a la suciedad o imperfecciones que posea el telescopio y/o sensor al
  42. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 41 momento de realizar la captura. Como son más rápidas de capturar, también se suele sugerir 50 tomas que deberán realizarse con las siguientes consideraciones: ▪ Deben poseer la misma ganancia que las tomas de luz. ▪ No se deberá mover ninguna parte del tren óptico (se puede mover la dirección del telescopio, pero no se deberá mover la cámara, el enfoque no se deberá modificar en demasía salvo las mínimas correcciones que se realizan durante la captura de las tomas de luz, y en caso de utilizar distintos filtros se deberá realizar cada vez por los distintos filtros. ▪ La temperatura no es un factor importante. ▪ El tiempo de exposición deberá indicarlo el programa de captura en caso de estar utilizando uno, o en modo AV en caso de utilizar una cámara réflex sin programa de captura dedicado a astrofotografía. ▪ Se deberá apuntar a una fuente de luz pareja, existen como accesorios artículos llamados “Flateras” o “flat panel”. A su vez se puede esperar al comienzo del amanecer, cuando el cielo esté parejo, apuntar a una zona del cielo limpia y realizar las capturas. o Dark Flats o tomas planas oscuras: Si bien existen también los Bias y/u Offset, en esta guía usaremos los Dark Flats. Estas son tomas realizadas bajo las mismas condiciones que los Darks, con la diferencia que el tiempo de exposición deberá ser el mismo seleccionado para los Flats.
  43. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 42 Procesado Para esta versión no se dará completa profundidad al procesado fotográfico, del cual existe un sin número de tutoriales en internet. El procesado son los pasos que realizaremos en un computador para “revelar” las fotografías, sumarlas y poder rescatar la información presente en estas. Recordemos que nuestras tomas tienen un fin divulgativo, recreativo y estético, por lo que, si bien no se suele hacer “modificaciones” a la realidad de nuestras capturas, se busca sacar el máximo provecho a la captura realizada siempre guardando una convergencia hacía la realidad. Existen tantos flujos de trabajo para el procesado astrofotográfico como astrofotógrafos, pero este proceso consta principalmente de: 1. Apilado: En esta etapa mediante algún programa tal como Deep Sky Stacker o Pixinsight, se realiza la calibración de todas las tomas de luz con las tomas de calibración y posteriormente se suman o promedian estas capturas, para pasar de tener (por ejemplo) “30 imágenes de 60 segundos” a tener “una sola imagen de media hora”. 2. Procesado lineal: En esta etapa se realizan modificaciones que no cambian la proporción de brillo de nuestra información, realizando usualmente procesos como eliminación de gradientes en el fondo, calibración de colores, etc. 3. Procesado no lineal: En esta etapa se realizan modificaciones que cambiarán el histograma de nuestra captura. Usualmente se le llama estirado y nos permite darle más énfasis de luminosidad a áreas muy tenues de los objetos, para que sean apreciables. Véase Histograma. A modo muy personal se debe considerar la compra de programas que nos permitan este procesado, ya que después de invertir dinero (a ratos bastante) en el equipo, nos daremos cuenta que tan importante como el proceso de adquisición para disfrutar de nuestra captura, es importante el procesado. Para eso se recomienda hacer un esfuerzo económico y comprar la aplicación Pixinsight. La gran diferencia en el resultado final es que, si bien tanto el procesado como la adquisición son importantes, el procesado se puede volver a intentar múltiples veces, de día, con lluvia, etc., en cambio los datos adquiridos de baja calidad se pueden mitigar, pero no se pueden recuperar. El cielo siempre estará ahí, pero esos fotones en particular que capturaste, los capturase solo tú, en un lugar y momento concreto.
  44. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 43 Señal Ruido El ruido es toda información que no representa la realidad de la captura que estamos realizando, y en astrofotografía se busca siempre mantener una buena relación Señal Ruido, o sea, tener un porcentaje mucho mayor de señal que de ruido. Los distintos tipos de ruido se pueden clasificar en distintas dimensiones, dependiendo por ejemplo de su fuente (Intrínseca al sensor o extrínseca) o de su técnica de mitigación (Antes de la adquisición, durante la adquisición o durante el procesado). Ruidos de Poisson Algunos de los ruidos que se describen a continuación siguen estadísticamente la “Distribución de Poisson”, porque estos ruidos son proporcionales a la raíz cuadrada de la Señal. ¿En qué nos afecta?, que cuando se suman distintas exposiciones aumente la SNR o Relación señal ruido (que es nuestro objetivo). Esto porque el ruido se sumará de forma cuadrática, o sea, si bien al tener más capturas distintas aumenta el ruido, es mayor el aumento de la señal. Estos ruidos son: • Ruido de Disparo, también conocido como “Ruido de Poisson” o “Ruido Cuántico”. • Ruido Térmico, también conocido como “Ruido de Corriente Oscura” o “Dark Current Noise”. Si bien los ruidos aleatorios poseen de mejor arma aumentar el tiempo de exposición y la cantidad de exposiciones, los ruidos no aleatorios como pixeles fríos y calientes o diferencias cuánticas en los pixeles se trabajan mediante el Dithering. Ruido de Lectura También conocido como RON (por su traducción del ingles Read-out Noise) se origina en las diferencias durante el recuento de la señal por parte del ADC al terminar cada exposición. Está relacionado a la capacidad tecnológica del sensor. Este ruido es indicado por el fabricante. Ruido Térmico También conocido como “Ruido de Corriente Oscura” o en inglés “Dark Current Noise” es la generación de forma espontanea de cargas de electrones en los pixeles, todo lo que esté sobre 0 Kelvin o −273,15 Celsius posee energía. En la práctica es el ruido generado por la temperatura de los elementos electrónicos del mismo sensor y/o cámara. Si bien este ruido aumenta de forma lineal junto a las exposiciones es fácil de mitigar gracias a la disminución de temperatura en los sensores (en el caso de las cámaras dedicadas) y gracias a las calibraciones realizadas con las “Tomas Darks”. Ruido de contaminación lumínica También conocido como “Ruido de Polución” es producido por fuentes artificiales de ruido lumínico, tales como un led cercano al telescopio, un foco de la vía pública o de una casa, o la suma de la luz de toda una ciudad proyectada al cielo. Este ruido se puede mitigar gracias a la utilización de filtros. Al utilizar filtros trataremos de traer solo los espectros del campo electromagnético que tenemos de objetivo (la luz o colores que vienen del objeto astronómico en particular), y rechazar las luces que no son de nuestro interés.
  45. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 44 Ruido de disparo También conocido como “Ruido de Poisson” o “Ruido Cuántico” es debido a las propiedades cuánticas de la luz, los fotones no llegan necesariamente de forma completamente pareja entre pixeles. A más tiempo de exposición, esta “variación” de fotones entre un pixel a otro se hace proporcionalmente menor. By Mdf - Photon-noise.jpg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10617152 En esta imagen se observa una simulación de ruido de disparo, en la fila central en la imagen 3 empieza el promedio de 10 fotones por pixel, donde disminuye de ahí en adelante la notoriedad del ruido. De izquierda a derecha, el número medio de fotones por píxel en toda la imagen es (fila superior) 0,001, 0,01, 0,1 (fila central) 1,0, 10,0, 100,0 (fila inferior) 1.000,0, 10.000,0 y 100.000. Ruido atmosférico El Ruido atmosférico, también conocido como Seeing, es el efecto de distorsión óptica causado por la atmosfera y sus turbulencias. La luz que nos llega del espacio hasta nuestros ojos debe atravesar varias capas de gases, mientras más cerca del horizonte es mayor la distancia por la que atraviesa el gas. Este ruido posee una escala (en números romanos) que va del I (perfecto) al V (pésimo). Cabe destacar que aunque esté en “I”, el Seeing siempre estará presente mientras estemos dentro de una atmósfera, y este Seeing causa efectos como que las estrellas no sean un punto perfecto en las imágenes o “un punto discreto” (las estrellas tienen aparentemente superficie) o que las estrellas titilen a diferencia de los planetas. Los telescopios espaciales si bien pueden poseer otros tipos de ruido, no poseen problemas por el seeing.
  46. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 45 Glosario Glosario de conceptos utilizados en esta guía ordenados alfabéticamente. Conceptos nombrados con la distinta terminología o jerga más utilizada comúnmente en astrofotografía. Recuerda que en “Objetivos de esta guía” hay información de contacto para sugerencias dentro de los conceptos, o cualquier otro tipo de sugerencia a considerar en siguientes versiones. ADC Véase Convertidor Análogo Digital. ADU Véase Analogue Digital Unit. Alineación Polar Proceso por el cual se alinea el eje de la Ascensión Recta del telescopio con el polo celeste. En pocas palabras el eje de donde nace la parte móvil de la montura del telescopio que se mueve como un brazo sosteniendo el telescopio y siguiendo el movimiento de las estrellas (o de la Bóveda Celeste), se alinea con el polo celeste correspondiente dependiendo del hemisferio. Véase Bóveda Celeste. Amp Glow Es el ruido generado por la electrónica de la cámara. Analogue Digital Unit También conocido como ADU o Unidad Análoga digital es la forma de identificar como una medida en números los pasos que existen de exposición de salida desde el ADC. Este es un valor adimensional donde en principio un valor alto de ADU significa un objeto de brillo alto y un valor bajo de ADU significa un objeto muy débil. Los valores de ADU en cámaras de 8, 10, 12, 14, o 16 bits van desde el 0 (teóricamente imposible) al 256, 1024, 4096, 16384, y 65536 respectivamente. No confundir con Target ADUs. Apertura Es el tamaño del espejo o lente principal de un telescopio, este ayuda a modificar la relación de F. Véase Relación Focal. AR Véase Ascensión Recta. Ascensión Recta Es la coordenada astronómica que se usa para medir el movimiento mismo de la esfera celeste. En el caso de los telescopios ecuatoriales es el movimiento que, visto estos de frente, tiene como si fueran las manecillas del reloj. se mide en horas (h) y toma valores desde 0h hasta 24h subdividiéndose cada hora en 60 minutos (m) y éstos a su vez en 60 segundos (s). Esta “ubicación” es fija a la bóveda celeste (no ha nuestra perspectiva desde la tierra) por lo que se va moviendo durante la noche. Véase Bóveda Celeste. Aurora Fenómeno en forma de luminiscencia que se presenta cuando una eyección de partículas solares cargadas choca con la magnetósfera de la Tierra. Backslash Error mecánico que suelen traer las monturas que corresponde a los pasos de movimiento del motor de un eje que requiere antes de que se mueva realmente la montura, esto por el espacio que puede haber entre dientes de un engranaje en contacto con otro. Banda Estrecha La luz se emite en el espectro electromagnético que son ondas de distintas frecuencias. Si bien la luz tiene comportamiento de partícula y de onda y posee una naturaleza
  47. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 46 cuántica, en esta guía se hablará del tema solo a nivel de explicación para procesos técnicos de astrofotografía. Cuando hablamos de Banda Estrecha nso referimos normalmente a las franjas de longitudes de onda específicos y acotados. Véase Nebulosas de emisión. Bóveda Celeste Es una esfera imaginaria donde por nuestra ubicación en el planeta (que gira en de su propio eje), se proyecta el movimiento de las estrellas. By TFr000 https://en.wikipedia.org/wiki/Celestial_sphere#/media/File:Ea rth_within_celestial_sphere.gif By Francisco Javier Blanco González https://es.wikipedia.org/wiki/Declinaci%C3%B3n_(astronom% C3%ADa)#/media/Archivo:Coordenadas_ecuatoriales.png C+A Conversor a voltaje con un condensador y amplificación de voltaje para cámaras con sensores digitales CCD o CMOS. Calibration Duration Este parámetro de calibración (tanto para DEC como para RA) corresponde a un valor que indica el movimiento a la hora de calibrar, y así poder detectar el movimiento del eje correspondiente. Por lo que sirve durante solo el o los procesos de calibración. Un valor muy bajo podría dar de error “que la estrella se mueve muy poco” y uno muy alto podría indicar “estrella perdida”. SI bien muchas veces funciona el valor por defecto de 2000ms, dentro de los factores que afectan el valor el principal es el Campo de visión, que tiene directa relación con el largo focal del telescopio guía y el sensor. A mayor Campo visual (o menor LF), requiere un número mas alto. A menor campo visual (o menor LF) requiere un número mas bajo. Campo de Visión También conocido como FOV, Field of View o campo de perspectiva es la extensión en un plano simulado del mundo observable en un momento dado. En el caso de cámaras se refiere al ángulo abarcable a través del cual un sensor puede detectar la luz que se desee capturar. El cálculo se suele llamar Resolución Angular. Véase Resolución Angular. Catadióptrico, Telescopio Telescopio que posee tanto espejos como lente. CCD Véase Dispositivo de carga acoplada.
  48. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 47 Cénit Es el punto más alto del cielo desde una ubicación relativa. Su punto contrario vendía siendo el Nadir. By DTR https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zenith-Nadir-Horizon.svg CMOS Véase Semiconductor Complementario de Óxido Metálico. ColimaciónEs el proceso por el cual se busca dejar un sistema óptico colimado, esto significa que desde todos los ángulos que ingresa la luz al espejo o lente del telescopio, logran avanzar de forma paralela hasta el Punto Focal. Ambas fotos fuera de foco, pero la de la derecha descolimada. By Claudio Martinez https://infobservador.blogspot.com/2010/10/colimado-del-telescopio.html Cometa Cuerpo constituido por polvo, rocas y partículas de hielo que orbita alrededor del Sol. Conversor Análogo Digital También llamado ADC o “Analog to Digital Converter” es la electrónica donde se transforma el voltaje en información digital. En las cámaras se suele hablar de la cantidad de bits que posee el ADC, este corresponde finalmente al rango dinámico que el sensor permite (no siendo la única variable en la cámara para su rango dinámico). Esto significa cuántos niveles o pasos tiene desde exposición desde 0 hasta totalmente expuesto según la información de salida del ADC, en cámaras de 8, 10, 12, 14, o 16 bits corresponden a 256, 1024, 4096, 16384, y 65536 niveles respectivamente o ADUs. Cúmulo Un cúmulo o cúmulo estelar es un grupo de estrellas (desde unas pocas a miles) atraídas entre sí por su gravedad mutua. Hay que considerar que no solo un tema de perspectiva como lo son las constelaciones.
  49. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 48 Cúmulo Globular Es un Cúmulo de forma esférica. Las estrellas que constituyen los cúmulos globulares están muy unidas entre sí por la gravedad, lo que les da sus formas esféricas y densidades estelares relativamente altas cerca del centro. Tienden a estar cerca del centro galáctico. Suelen tener más estrellas que los Cúmulos Abiertos. Cúmulo Abierto Son Cúmulos formados a partir de una misma nube molecular, sin estructura clara y en general asimétricos. Las estrellas se encuentran ligadas entre sí gravitacionalmente en menor medida que las de los cúmulos globulares y sus estrellas suelen ser jóvenes, masivas y muy calientes. Se pueden encontrar por todo el plano galáctico. Suelen tener menos estrellas que los cúmulos globulares. DEC Véase Declinación. Declinación Es la coordenada astronómica que se usa para medir el ángulo que forma un astro desde el ecuador celeste. La declinación se mide en grados sexagesimales y es positiva si está al norte del ecuador celeste y negativa si está al sur. Esta “ubicación” es fija a la bóveda celeste (no ha nuestra perspectiva desde la tierra) por lo que se va moviendo durante la noche. Véase Bóveda Celeste. Dispositivo de Carga Acoplada También conocido por sus siglas en inglés como CCD o “Charge-Coupled Device” es un circuito integrado con condensadores que sirve de sensor de luz. La diferencia principal con el CMOS es que el CCD no posee un C+A por pixel, el que trabaja estos pasos en paralelo. Distribución de Poisson Estadísticamente es una distribución donde la desviación estándar es igual a la raíz cuadrada de la media de los valores del ruido. Esto bajo la siguiente fórmula: 𝑅𝑢𝑖𝑑𝑜 = √𝑆𝑒ñ𝑎𝑙 Esto hace que “los Ruidos” que funcionan bajo la Distribución de Poisson al combinar distintas exposiciones, aumenten la señal de forma proporcional o línea, en cambio el ruido lo hace de forma proporcional a la raíz cuadrada del número de exposiciones. Mejorando entonces la SNR. Dithering Es el nombre de una técnica que consiste en mover una cantidad de terminada de pixeles el telescopio entre una cantida determinada de exposiciones, por ejemplo correr 4 pixeles cada 4 tomas el telescopio. Esta técnica sirve principalmente para la mitigación de algunos ruidos de tipo no aleatorio ni estocásticos (No Poisson), tales como: • “Pixeles Calientes” (Hot Pixel) o “Pixeles Fríos”: Error en los pixeles de un sensor donde algunos pixeles localizados aparecen sobre o sub expuestos respectivamente. • Diferencias de QE: Error en los pixeles de un sensor donde algunos pixeles localizados poseen una menor Eficiencia Cuántica DSO Véase Espacio Profundo.
  50. Guía para el Cazador de Estrellas Rodrigo Castro 49 Eficiencia cuántica Porcentaje de fotones que se van a transformar en información para el sensor de una cámara CMOS o CCD. Cabe destacar que la medida varía dependiendo del rango del espectro electromagnético, usualmente las marcas informan del máximo. Esfera Celeste Véase Bóveda Celeste. Espacio Profundo, Objetos También conocido como “Deep Space Objects”, término que suele utilizarse en astronomía aficionada para referirse a los objetos celestes que no son de nuestro Sistema Solar. F Véase Relación Focal. Field Of View Véase Campo de visión. FL Véase Largo Focal. FOV Véase Campo de visión. Full Well Corresponde a la cantidad máxima de electrones que pueden ser almacenados en cada píxel de la cámara antes de saturar su capacidad de almacenamiento. Full Width Half Maximum También conocido como “FWHM” o en español “Anchura a media altura” es una medida que se utiliza en astrofotografía para darnos el tamaño de una estrella en pixeles o arcosegundos. Esta medida se calcula en base a una función de medición del brillo de una estrella y la la posición de su pixel desde el centro que da una forma gaussiana, la métrica estará dada por la diferencia entre los extremos de la mitad del valor máximo. Siempre se suele buscar el menor valor posible, lo que está dado por distintos procesos de la captura tales como el foco y seguimiento, y finalmente por el seeing. Otros métodos distintos, pero con el mismo objetivo, son el HFR y el HFD. (EL eje y representa la intensidad de la señal y el eje x representa la posición de pixel) By Arne Nordmann https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/FWHM.svg FWHM Véase Full Width Half Maximum. Galaxia es un conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo cósmico, materia oscura y energía unidas gravitatoriamente en una estructura más o menos definida. Su nombre viene de la "leche", por la mitología griega y hasta principios del siglo XX se creían Nebulosas.
Anúncio