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Data para entrenamiento: El Sol y la Luna+ (c)

enero 8, 2024

Las técnicas de captura y análisis de objetos del cielo que corresponden al Sistema Solar son muy diferentes a las de cielo profundo. Por Sistema Solar usualmente se refiere a fotografiar al Sol, la Luna y los planetas Júpiter, Saturno, Venus, Mercurio y Urano, además de los cometas. Es posible ir más allá, pero se requieren equipos no al alcance de la mayoría de los aficionados.
La técnica más común se basa en hacer una película del objeto, de entre 1000 a 5000 cuadros, capturada en un formato lo menos comprimido posible, usualmente es el formato SER. El formato AVI también se usa pero se prefiere el primero. El tiempo de exposición de cada cuadro varía, para el sol, que es muy brillante, se trabaja con tiempos del orden de 1.6 a 3 ms (mili segundos), a una tasa de captura de 14 a 16 fps (cuadros por segundo por su sigla en inglés). La cámara permite ajustar la ganancia, concepto que se explica en otro tutorial, pero se podría decir que es como variar la sensibilidad de la película, antiguamente se denominaba cambiar el ISO. Aún hoy, las cámaras digitales traen la ISO como referencia de la ganancia, pero como antes, a mayor ganancia, o mayor ISO, mayor es el ruido de la imagen. Entonces la idea es tratar de usar el parámetro de tiempo de exposición adecuado para el valor de ganancia más bajo.
Pero no es tan simple, a veces no hay mucha elección, por ejemplo, júpiter puede ser muy débil, entonces se requerirán tiempos de exposición relativamente grandes, unos 12 ms y ganacias también altas. La luna require tiempos entorno a los 6 a 7 ms y se puede trabajar con ganancia relativamente baja.

Se ofrecen para entrenamiento los archivos originales en formato de película SER, tomadas desde Curicó, que corresponden a las imágenes que se aprecian en las figuras mostradas más abajo. El equipo usado es un refractor de 80 mm de diámetro, una cámara dedicada y una montura con capacidad de compensar el movimiento de la Tierra, además de un filtro solar.
En el primer caso, se tiene fotos de la actividad solar del día domingo 7 de enero de 2024. Se aprecian claramente las manchas solares y algunas otras perturbaciones de la superficie del Sol. En las manchas se aprecia que tienen cierta estructura.

Figura 1, imagen de dos sectores del Sol, tomados el 7 de enero de 2024.

Se ofrecen los archivos originales, de la Luna capturados el 23 de noviembre, desde Curicó en la fase de cuarto creciente. La primera imagen corresponde a lo que se obtiene directamente de la cámara adosada al telescopio. Su procesamiento final es bien simple usando el programa libre GIMP.

Figura 2, imagen de la luna directa de la cámara acoplada al telescopio.

A continuación se observan imágenes de la superficie lunar, con mucho más detalle, ya que se le colocó una lente Barlow de 3x delante de la cámara, usando el máximo aumento recomendable para el equipo.

Figura 3, imagenes ampliadas de la superficie lunar, usando una lente 3x sobre la cámara.

Los datos disponibles corresponden a los usados en las fotos que aquí se han mostrado y consisten de dos películas en formato SER para el Sol y tres películas, en ese mismo formato, para la Luna.
Ud. puede solicitar las películas así como las imágenes en formato TIFF, ya procesadas, para trabajar sólo la parte de procesado final.

Procesamiento para el Sol
1.- Procesado inicial: Usar el programa Autostakkert en dos etapas: se carga la película arrastrando el archivo en el cuadro de diálogo respectivo y se selecciona análisis de superficie más otros parámetros que fijan referencias para evaluar la calidad de los cuadros contenidos en la película. Seleccionar un punto ancla en la imagen, como una mancha solar bien definida y apretar analizar. El programa entregará una curva con los cuadros ordenados según un criterio de procentaje de calidad, 100% sería muy buena y 0% muy mala, entonces uno elige usualmente un porcentaje que esté sobre el 50%, por ejemplo elegir el 10% de las mejores. Para detalles usualmente uno elige entorno del 10%.
El segundo paso parte con seleccionar los puntos que usará el programa para alinear todos los cuadros del porcentaje seleccionado y así proceder a sumarlos, generando una sola imagen en formato TIFF.

2.- Procesado Final: Agregar la imagen producida por Autostakkert en un programa como RegiStax 6, que permite hacer un análisis de la imagen, incrementando su resolución por medio de un análisis matemático entre otras cosas. También se puede usar GIMP en vez de RegiStax, como en el caso de las figuras aquí mostradas de la Luna.

Procesamiento de la Luna
1.- Se procede exactamente como en el caso 1 del Sol, sólo que se selecciona como punto ancla alguna forma definida de la superficie lunar, como un cráter pequeño brillante o un monte que se destaque.

2.- El procesado final es más simple si uno usa directamente GIMP, pero se puede usar RegiStax primero y luego GIMP.

En general, independiente de lo que uno haga en las etapas de procesado siempre es posible retocar la imagen final usando GIMP.

Nota: Para el caso de planetas o de imagenes tomadas sin seguimiento o sea con una montura que no puede compensar el movimiento de la tierra, será necesario primero estabilizar la imagen y ello se logra con otro programa, llamado PIPP, también gratuito. Sucede que los planetas, al ser objetos bastante más pequeños, aunque se haga seguimiento presentan un movimiento como oscilación en el campo visual. Esta oscilación se debe a las fluctuaciones térmicas de las capas de la atmósfera, entonces el programa PIPP genera una nueva película pero con el objeto estable al centro. El Sol y la Luna, con monturas sin seguimiento cruzarán por el campo visual, siendo necesario recentrarlos manualmente, pero de igual forma se moverán bastante dentro del campo visual, por eso es necesario primero estabilizar la imagen.

Bonus: Júpiter

Como bonus se ofrece un archivo de procesado de Júpiter y tres de sus cuatro satélites más brillantes. La data que se ofrece es la película de 1000 cuadros, tomadas a razón de 7 cuadros/segundo y una exposición de 13 ms cada cuadro. Un procesado rápido lleva al resultado observado en la figura 4.

Figura 4, imagen de Júpiter capturada desde Curicó con un telescopio refractor de 80 mm, una lente Barlow x3 y una cámara dedicada. Se aprecian claramente tres satélites del planeta y allí señalados.

Esta imagen no sólo tiene elementos que la hacen bastante bonita sino que algo interesante desde la perspectiva de la astronomía. El satélite Io está por ocultarse detrás del planeta, lo que en general se llama ocultación, cuando un objeto «menor» pasa por detrás de otro. Además los satélites Europa y Ganímides están, el primero, entrándo en lo que se llama tránsito y a Ganímides le falta un poco para transitar. Se llama tránsito a la pasada de un objeto menor por delante de uno mayor. El tránsito del planeta Mercurio frente al Sol es muy famoso, por las mediciones que se pudieron efectuar sobre efectos predichos por Einstein que explicaron por fin las anomalías del perihelio de ese planeta. La teoría de Einstein eliminó por completo la postulada existencia del planeta Vulcano, muy famoso posteriormente por ser el lugar de donde provenía el Sr. Spock en la serie Viaje a las Estrellas (Star Treck).

En esta ocasión es mandatorio primero estabilizar la imagen de la película usando PIPP y luego aplicar, como antes, Autostakkert y luego RegiStax 6.
Ud. puede pedir la película en formato SER que origina esa imagen. La identificación de las lunas de Júpiter y su posición en ese momento se hace con la aplicación para encontrar las lunas de Júpiter de Sky and Telescope, de uso gratuito siguiendo el link anterior.

Importante: Este archivo, al igual que todos los que corresponden a capacitación, son sólo la lectura que acompaña al proceso de capacitación, por lo tanto no pretende ser un archivo exhaustivo del tema, sino un complemento del proceso de aprendizaje.

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