Introducción a la fotografía planetaria

Al contrario de lo que sucede en la astrofotografía de cielo profundo, cuando se trata de fotografiar planetas o pequeños detalles en el sol y la luna buscamos representar pequeños detalles de un astro, en general, muy brillante.  Esta capacidad de representar pequeños detalles, denominada técnicamente resolución, se ve muy reducida por la turbulencia de la atmósfera terrestre, efecto conocido como seeing. 

El seeing se produce por la mezcla turbulenta de capas de aire a diferentes temperaturas. El aire tiene un índice de refracción ligeramente variable con la temperatura lo que hace que la imagen que vemos se distorsione y desplace continuamente. El efecto que observamos en el ocular consiste en que el objeto se mueve y cambia de forma como si estuviera en el fondo de un recipiente de agua cuya superficie es agitada. 

Una de las formas más habituales de medir el seeing en un lugar y momento determinado es medir el FWHM (Full Width at Half Maximum) sobre imágenes de una estrella de brillo medio, que da una idea del tamaño de los detalles más pequeños que seremos capaces de distinguir en el astro al que observamos. Este índice puede variar de 0.4-0.8 segundos de arco en un observatorio astronómico un buen día, a 1-2 segundos de arco en uno de los lugares habitualmente empleados por los aficionados para la observación astronómica.

El tamaño aparente de los planetas accesibles a través de estas técnicas está siempre por debajo de los 60 segundos de arco (de hecho sólo Júpiter y Venus llegan a este tamaño). Con un seeing que sólo nos permite observer detalles de 1-2 segundos de arco el resultado de una simple exposición de cierta duración sería muy pobre. Parece claro que hace falta una forma de mejorar la resolución de nuestro instrumento.

La estrategía habitualmente empleada por astrónomos aficionados y profesionales en telescopios de diferente tamaño se denomina lucky imaging (imagen afortunada). Esta técnica está basada en el hecho de que, aunque el seeing en un lugar y hora determinada sea mayor o menor, hay instantes en los que alcanza valores muy inferiores a la media. De esta forma, si obtenemos muchas imágenes de corta exposición (típicamente por debajo de los 30ms) y luego elegimos las mejores, las desplazamos hasta que coincidan (operación denominada registrar) y las apilamos para que se acumule la luz de todas, conseguiremos un resultado mejor que en una sola exposición.

Frame individual del video grabado del grupo AR1974 en el que se aprecia el efecto del seeing

Imagen procesada a partir del 20% de los mejores frames del mismo video

La forma más sencilla de tomar series largas de imágenes de corta exposición es grabando video sin comprimir, así es que las cámaras habitualmente empleadas en fotografía planetaria graban video. Tradicionalmente se han utilizado webcams y cámaras de vigilancia conectadas a telescopios, aunque actualmente existen cámaras específicamente diseñadas para la astronomía planetaria a un precio accesible para los aficionados como las DMK/DBK de The Imaging Source, las ACE de BASLER o las ASI de ZWO.

En función de la focal telescopio que utilicemos puede ser necesario emplear una lente de Barlow para incrementar el tamaño de la imagen del objeto en el detector.

La mayoría de las cámaras anteriormente mencionadas tiene su propio software que permite grabar el video recogido por la cámara y ajustar sus parámetros (tiempo de exposión, ganancia,.... ).

Como lo que grabamos es un video en el que cada frame tiene un tiempo de exposición corto, no necesitaremos hacer una puesta en estación perfecta como cuando hacemos fotografía de cielo profundo con largas exposiciones, aunque cuanto mejor sea menos correcciones tendremos que hacer entre toma y toma. 

Por otro lado, como el objeto al que estamos disparando es bastante brillante no necesitamos un cielo muy oscuro.

Es muy conveniente tomar flatfields, imágenes de un objeto uniformemente iluminado (como por ejemplo una pantalla, la luna desenfocada, el cielo al anochecer) que reflejan defectos en nuestro sistema óptico como falta de uniformidad en el detector, viñeteos o suciedad en el sistema. A este respecto hay que decir que cuanto más aumento busquemos más visibles serán en la imagen pequeñas motas de polvo en detector, filtros o Barlow. 

Una vez tenemos el video del planeta, cráter lunar o mancha solar, el siguiente paso es procesarlo para convertirlo en una imagen de alta resolución, para ello tenemos a nuestra disposición diferentes paquetes de software libre como RegiStax o AutoStakkert.

El procesado consiste en varios pasos,

1.     evaluación, alineado y calibración de los diferentes frames (registrado)

2.     selección y apilado de los mejores frames

3.     aplicación de wavelets

Los wavelets son unos filtros a diferentes escalas que se aplican en la fase final del procesado para conseguir un mayor contraste en la imágen una vez apilada.

Es importante indicar que aunque estas técnicas permiten corregir parcialmente el efecto del seeing, cuanto más sigamos las buenas prácticas al respecto mejor será el resultado. En particular, conviene

  • asegurarse de que la temperatura del equipo en el momento de la observación se encuentra lo más próxima que sea posible a la temperatura ambiente
  • alejarnos de superficies que puedan haberse sobrecalentado: superficies de asfalto, fachadas de ladrillo al sur, etc.
  • si observamos el sol, hacerlo en las primeras horas del día

Como ejemplo de lo que se puede conseguir empleando estas técnicas con equipos aun de aficionado, merece la pena observar el trabajo de Damian Peach. Con su permiso, incluyo debajo una imágen de su última campaña en Chipre, simplemente impresionante... 

AAV-BAE