En nuestra sociedad suele existir una tendencia bastante popular a pensar que la ciencia y el arte son dos cosas diametralmente opuestas. Es cierto que existe una distancia entre ambas disciplinas, no tan acentuada como aquellos que piensan que la cultura es sólamente saber “de letras” y/o que “las ciencias” no son importantes, pero existe. Sin embargo, una vez te adentras en el mundo de la ciencia puedes encontrarte con cosas que se parecen más al arte que a la propia ciencia. En esta entrada os voy a hablar sobre algunas de las curiosidades artísticas de la astronomía, por ser quizá una de las ramas que mayores posibilidades ofrece para disfrutarla de forma visual, e incluso sonora.

La astronomía, así como la astrofísica, se basa principalmente en las observaciones realizadas por telescopios y radioantenas, ya sean con base terrestre o espacial. Debido a que nuestra atmósfera es una mala compañera que nos perturba las imágenes y nos hace invisible el cielo a ciertas longitudes de onda, lo mejor es salirnos siempre que podemos fuera de nuestro planeta para observar. Esto supone un mayor costo económico, pero se gana en potencia y nitidez en las imágenes que recibamos, lo que a la postre supone unos resultados científicos más precisos al estudiar los datos.

Otra propiedad importante de la astrofísica es que podemos observar el universo en el espectro electromagnético completo, es decir, desde las amplias ondas de radio a los energéticos rayos gamma. Desde tierra no podemos captar algunas emisiones, como bien podemos ver en la imagen inferior en la que se representa la absorción por parte de la atmósfera de diferentes tipos de radiación electromagnética. Así pues, los rayos gamma, rayos X, ultravioleta o infrarrojo no somos capaces de observarlos con un telescopio terrestre, y es necesario salirse al espacio para estudiar el universo en dichas longitudes de onda.

Y aquí es dónde comienza a aparecer el arte en la astronomía. La gran mayoría de las astrofotografías realizadas por los telescopios espaciales están tomadas en una zona del espectro electromagnético que no es visible al ojo humano, es decir, no está en la región óptica en la que aparecen los colores. Esto quiere decir que en estas imágenes es completamente imposible que podamos ver algún color. Sin embargo en casi todas las fotografías que podemos observar en internet o los medios de comunicación sí que están a color. ¿Dónde está el truco entonces? La respuesta es muy sencilla: aplicando una simple transformación a la imagen para darla falso color.

El falso color se puede realizar con una sola tonalidad como por ejemplo hacen las cámaras de visión nocturna, en las que las imágenes son de color verde; o se puede realizar con la totalidad del espectro de colores. Este último caso es el más llamativo desde el punto de vista artístico pues siempre es más bonito ver una imagen con diferentes colores y tonalidades que una imagen monocromática. La forma de hacer esto último es sencilla e ingeniosa. Se coge la imagen obtenida por el telescopio y se asigna a la mayor longitud de onda observada el color rojo. Por otro lado, a la menor longitud de onda observada se le asigna el color azul. El resto de colores, se van dando de forma homogénea según el resto de frecuencias que haya en la imagen. Una aplicación de este método se puede ver en la siguiente fotografía de nuestro Sol tomada por el telescopio espacial SOHO de la NASA en luz ultravioleta.

Otra forma artística de observar y comprender el universo puede ser escuchándolo. Como ya sabréis, en el medio interestelar o interplanetario es imposible la propagación de una onda mecánica como es el sonido, pero podemos hacer una transformación para convertir la radiación electromagnética en sonido, al igual que hacemos en la Tierra con las ondas de radio. Esta conversión se puede realizar sea cual sea la longitud de onda de la radiación electromagnética, es decir no es algo único de las ondas de radio, y los sonidos resultantes pueden llegar a ser muy bonitos. Como ejemplo, os voy a dejar con los sonidos de un conjunto de 16 púlsares del cúmulo 47 Tucanae que llegan a sonar bastante armónicos. Existen muchas más “grabaciones sonoras” de púlsares y cuerpos de nuestro Sistema Solar que os invito a buscar por la red.

Así pues, tenemos que la astronomía, pese a ser una ciencia pura, muy basada en la observación y comprobación de hipótesis, tiene también un aspecto artístico que nos permite tener imágenes y fotografías que, bajo mi punto de vista, son las mayores joyas que podemos alcanzar hoy en día. Quizá no sean un cuadro de Picasso, Goya, o Van Gogh, pero las astrofotografías, en cierto modo, son pequeñas pinceladas del pasado que nos muestran de dónde venimos y, lo que es mejor, hacia dónde vamos.

Saludos

La interpretación de Leonardo era parcialmente erronea. Ahora sabemos que la Luna es un mundo seco, sin agua y que el reflejo de la Luz del Sol en la Tierra, tal y como hemos visto en las diferentes misiones espaciales, se produce en las capas superiores de las blancas nubes, no en la superficie de los oceanos que desde el espacio aparecen oscuros. Sin embargo, de manera muy intuitiva, Leonardo comprendió el fenómeno.

La luz cenicienta de la Luna es la luz solar que nos llega despues de haya sido reflejada dos veces: una primera vez en la superficie iluminada de la Tierra (principalmente de sus nubes) y una segunda vez en la misma superficie de la Luna. Cada vez que la Luz es reflejada su intensidad se atenúa ya que parte de la luz es absorbida por las superficies que la reflejan. Esta imagen la he tomado a ultima hora del atardecer con una exposición de 2,5 segundos, también realicé otras tomas con diferentes exposiciones. Aquellas que tienen entre 1/60 y 1/150 de segundo muestran una exposición similar en la región iluminada por el sol. Consecuentemente, la luz cenicienta es unas 150-300 veces más ténue que la luz del creciente.

La foto la tomé desde casa
29 de marzo de 2009 19:11:43 UT
William Optics FLT 110 f/7; montura Celestron CGE y Canon Eos 20D.
ISO100 2,5s

Códice de Leicester

http://en.wikipedia.org/wiki/Codex_Leicester

Códice de Leicester, Exposición en el American Museum of Natural History, Nueva York:

http://www.amnh.org/exhibitions/codex/2A2r.html

No hay ningún otro cuerpo astronómico que se pueda observar con tanto detalle como la Luna. A pesar de llevar más de veinte años dedicado a la observación lunar, todavía siguen dejándome sin aliento los parajes desolados que aparecen al telescopio. Basta observar un amanecer junto a los montes Appeninus o el desplazamiento de las sombras de los picos sobre el cráter Plato para darse cuenta del magnífico espectáculo que noche tras noche nos ofrece la Luna.

Entre mis objetos favoritos se encuentra la formación que da título a la entrada de hoy. Ocho días después de la Luna nueva es posible observar con el telescopio una de las formaciones más espectaculares que nos ofrece nuestro satélite. Tiene el aspecto de una línea oscura, los americanos la llaman Straight Wall (Muro Recto) por su aspecto rectilíneo (hay que decir que en el siglo XIX era conocida incluso como la Vía del Tren, este nombre se lo debemos a un alarde de imaginación del astrónomo aficionado Thomas G. Elger, quien trabajaba como ingeniero de ferrocarriles) y la denominación de Muro obedece a que, dependiendo de la iluminación solar, aparece claramente su verdadera naturaleza: una gran pared de acantilado que se levanta sobre la superficie del Mare Nubium (Mar de las Nubes). Al menos estuvo claro hasta que a alguien se le ocurrió pensar que si este acantilado fuese un corte vertical en el terreno cuando los rayos solares incidieran perpendicularmente desaparecería por completo. La realidad es que se trata de un terreno en pendiente, la altura ronda los 250-300 m y la anchura es de unos 2,5 Km, lo cual ofrece una imagen bastante distinta del acantilado a 90º que imaginaron los primeros observadores.

Una imagen artística de Rupes Recta, la idealización resulta muy exagerada

Las teorías más acreditadas actualmente apuntan a que la pendiente es de unos 7º, aunque hay quien afirma que la pendiente es sensiblemente mayor, de alrededor de 40º. La longitud de esta formación es de 110 Km.

Desde la primera vez que vi esta formación en el telescopio, la imagen que tengo de ella es la de una espada. Y nunca deja de impresionarme. Es curioso que el descubridor de Rupes Recta, el astrónomo holandés Christiaan Huyghens también la asimiló a una espada, pero no resulta extraño: el parecido es evidente. La empuñadura de la espada esta formada por una cadena montañosa que los americanos llaman Stag’s Horn Mountains (Montañas del Cuerno del Ciervo), no se trata de ninguna denominación oficial, pero el término está bastante extendido. Un siglo después de su descubrimiento, Schroeter redescubrió esta formación y a pesar de ser un dibujante torpe, representó muchas formaciones lunares de forma estilizada y sin errores.

La carta 54 del Atlas Lunar de Antonín Rükl representa las inmediaciones de Rupes Recta, este Atlas Lunar es la obra de referencia obligada para los aficionados a la Luna.

Carta de localización del Atlas Lunar de Antonín Rükl

La siguiente imagen está hecha con un telescopio de 180 mm, a la izquierda de Rupes Recta es visible una grieta mucho más pequeña conocida como Rima Birt. Para verla visualmente es necesario contar con un buen seeing, aunque no es difícil observarla mediante el método webcam. La rima Birt corre de forma paralela aproximadamente al muro recto y acaba en un foso. Esta formación es un reto tanto para aficionados (por su dificultad para observarla) como para los científicos, ya que no hay una teoría que explique razonablemente por qué se encuentra ahí. El cráter con forma de cuenco que hay junto a la grieta se denomina Birt, en honor al astrónomo y selenógrafo inglés William R. Birt, tiene un diámetro de 17 Km, frente a los 50 Km de longitud que presenta Rima Birt.

Tras la fase de Luna Llena, Rupes Recta se puede observar como una línea de color blanco

Gracias a ellos y entrando en el tema que corresponde, nos permiten captar la luz de la noche, que nos sumerge en un mundo distinto, complejo, casi irreal. Mirar al cielo en un lugar suficientemente oscuro, lejos de las urbes y las luces de las ciudades, nos transmite muchas sensaciones, algunas de ellas indescriptibles que tenemos que vivir cada uno de nosotros. Ojalá esos sitios sean cada vez más numerosos en vez de lanzar esa luz al espacio que no llega a ninguna

Sensor CCD

parte y oculta aún más lo que acontece sobre nuestras cabezas. Por suerte, en esta revolución tecnológica que estamos viviendo, existen alternativas a nuestros ojos que nos permitirán capturar incluso en lugares contaminados, imágenes de lugares recónditos del Universo. Me estoy refiriendo a las cámaras basadas en sensores CCD o CMOS.

Sin entrar en demasiados detalles técnicos, para darlo a conocer a quien no lo conozca todavía y hacernos una idea de lo que estamos hablando, se trata de unos sencillos aparatitos con forma de pastilla plana rectangular, brillante y colorida que captan luz y la convierten en señales eléctricas. Son efectivamente ojos artificiales, hoy por hoy bastante avanzados y con unas posibilidades impresionantes. Cualquier cámara digital, ya sea la más sencilla que podamos encontrar, la webcam que usamos en casa o las cámaras de fotografía que usamos

Uno de los primeros CMOS-APS, desarrollado por la NASA.

habitualmente, todas ellas tienen un chip de esos. La mayoría son chip CMOS, más baratos, con menor consumo y con unas posibilidades hoy en día similares a los chip CCD, también más caros pero algo más sensibles. Estos últimos han sido los más populares durante los últimos 30 años hasta que actualmente debido al nivel de integración y la mejora de los componentes, muchas de las cámaras integran un chip CMOS. En cualquier caso y para no perdernos en nomenclaturas y características debemos quedarnos con la idea de que nos permiten captar la luz y convertirla en imágenes mediante un proceso de conversión electrónica.

Descubrir el Universo

Aunque este apartado tiene un título que parece no incluirnos en el conjunto de personas capaces de realizarlo, el descubrimiento del Universo es labor de todos, si, de ti también. Quizá no sepas y en esto vamos a entrar en las próximas líneas, que una simple cámara de fotos nos permitirá también entrar de forma modesta en el mundo de la astrofotografía. Es verdad que estas cámaras compactas que usamos a menudo en nuestras vacaciones, deben cumplir quizá algún requisito para facilitar las cosas, pero por lo general casi todas ellas tienen algún modo que nos permiten obtener fotos en condiciones de baja iluminación y que por supuesto es el que vamos a usar. ¿Te habías planteado alguna vez que resulta relativamente sencillo hacer un atlas personal de constelaciones con tan solo 15 segundos de exposición?, por ejemplo, la gran mayoría de cámaras de la

Fotografía del sensor óptico de una webcam

marca Canon compactas, incluyen un modo que nos permite definir un tiempo de entre 0,5” hasta 15” con el objetivo abierto, de manera que la cámara capta luz durante ese tiempo. Esta posibilidad, importantísima en astrofotografía, es exclusiva de estos chips electrónicos. Nuestros ojos no están preparados para sumar durante mucho tiempo la luz que se concentra en un punto cuando lo miramos fijamente y por tanto captamos lo más básico del cielo, a pesar de que condiciones óptimas de observacón, podemos llegar muy lejos. Sin embargo, las cámaras nos superan ampliamente en ese aspecto, pudiendo sumar sensibilidad y mostrando las estrellas que vemos con nuestros ojos mucho más brillantes y lo más interesante y hasta mágico, nos permiten captar la luz de otras estrellas y objetos muy sensibles que ni siquiera aparecían ante nuestra mirada. Es una forma más de descubrir el Universo que a mi personalmente me fascina.

Personalmente me he pasado mucho tiempo intentando fotografiar con la única cámara que tenía, muy barata que funcionó perfectamente durante 4 años, miles de fotografías de todos los viajes y acontecimientos terrestres. En su momento, alguien me comentó la posibilidad de usarla para captar imágenes del cielo, tanto desde un trípode como a través del ocular del telescopio. De inmediato pasé a la práctica y fue asombroso el descubrimiento. Pruébalo cuando estés en una zona alejada de las ciudades, pon la cámara mirando al cielo, selecciona la opción adecuada para mantener abierto el obturador el máximo tiempo, activa el disparador automático y verás el resultado. ¿Todo eso existe ahí arriba? pues si, todo está ahí. Pero eso no es nada, incluso con las cámaras más potentes y los telescopios más avanzados aún no tenemos ni la menor idea del tamaño del Universo, así que, fíjate si nos queda por descubrir.

Como comentaba antes, estas cámaras compactas nos permiten realizar pequeños atlas personales de las constelaciones. Dado que muchas de las constelaciones se pueden distinguir en cielos semi-urbanos, quizá con tiempos de exposición de 2 o 3 segundos podamos obtener la forma imaginaria de las estrellas más brillantes y algo más de tiempo para las más débiles. Por supuesto, siempre es recomendable un cielo oscuro para no bloquear la luz que nos llega y nos interesa obtener. Piensa además que por encima de 15 segundos las estrellas dejarán de ser puntuales en la imagen, debido a la rotación de nuestro planeta, ¡nos movemos por el espacio!. Da casi vértigo pensarlo.

Os voy a poner varios ejemplos de constelaciones obtenidas con una cámara compacta digital que podemos obtener en cualquier tienda, hoy en día por precios bajísimos. Se encuentran reducidas para evitar cargas excesivas y un poco contrastadas para destacar el brillo de las estrellas.

Constelación de Can Mayor, con la brillante Sirio

Constelación del Centauro el cúmulo que contiene denominado "Omega Centauri"

Constelaciones de Géminis, Cochero y el planeta Marte, brillando en el centro

Constelaciones de Hydra, Cancer, Leo y Can Menor. Está señalado el cúmulo abierto conocido como "El Pesebre" o "M44"

La majestuosa constelación de Orión.

Constelación de Perseo, Triángulo y Casiopea. Señalado el cometa 17P/Holmes. También pueden verse las Pléyades (M45) en la esquina superior izquierda.

Todas estas imágenes se han obtenido en la isla de Tenerife hace un año, como habrás podido leer, desde una de las zonas más oscuras del lugar y por supuesto con ausencia total de Luna. Para capturar estrellas y objetos más débiles han de buscarse días donde nuestro precioso satélite esté escondido.
Pero nuestro satélite también puede ser fotografiado con una cámara compacta y un pequeño telescopio para hacer cosas muy curiosas. Durante el eclipse total de Luna que aconteció el día 3 de marzo de 2007, estuve varias horas realizando disparos de muy corta duración a la Luna, mientras la sobra de la tierra transcurría sobre su superficie.

Banner Eclipse de Luna 3 de marzo de 2007

El resultado, después de trabajar durante algún tiempo las múltiples fotografías, fue una composición muy curiosa que da una idea general del tiempo que dura un eclipse y lo maravilloso que es un evento de estas características. La historia completa la puedes leer en este enlace.

Son tan solo unos modestísimos ejemplos de lo que nos espera, piensa e inventa qué fotografías realizar y cómo hacerlo, las ideas deberían fluir.

Con estos ejemplos concluyo la primera entrada del año 2009, especial para todos los amantes de esta ciencia, donde me gustaría concluir haciendo una breve reflexión. Si hace 400 años Galileo consiguió todos esos logros con un tubo primitivo, con unas lentes imperfectas y una tecnología arcaica en comparación a nuestros días, imagina el potencial que tienes hoy al alcance de tu mano y la cantidad de cosas que podrás aprender y descubrir por ti mismo. ¡Vamos!, ¿te lo vas a perder?

Referencias a imágenes:

CCD: http://es.wikipedia.org/wiki/CCD_(sensor)
CMOS: http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_CMOS
Sensor webcam: http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_de_imagen

Fernando Fdez.
http://astrocosmos.es

La escala para medir el brillo de las estrellas recibe el nombre de magnitud y fue utilizada por primera vez por un astrónomo de la Antigua Grecia llamado Hiparco de Nicea. Catalogó las estrellas más visibles en el firmamento con la magnitud 1 y las menos visibles con la magnitud 6. Lógicamente, en esa época no tenían instrumentos de medida de la luminosidad de estas estrellas así que esta escala es simplemente una aproximación de lo que el ojo humano podía medir, es decir, es completamente subjetiva.

Fue a mediados del siglo XIX cuando un señor llamado Norman Pogson propuso que la intensidad de una estrella de magnitud uno era 100 veces superior a la intensidad de una estrella de magnitud 6. Esta teoría concordaba con lo que se observaba con los instrumentos de medida, de modo que la intensidad entre cada magnitud se convirtió en la manera científica de catalogar a las estrellas en la escala. Haciendo cálculos que tenéis perfectamente explicados en la Wikipedia, se puede comprobar que al pasar de una magnitud de la escala a otra se aumenta o disminuye la intensidad en un factor de aproximadamente 2,5. A partir de esto, se pudieron catalogar estrellas con magnitud mayor que 6 y con menor que 1, pero siempre manteniendo este factor 2,5 entre cada entero de magnitud.

Para aclarar un poco más las cosas, la magnitud se ha dividido en tres tipos. Simplemente os hago una pequeña descripción, sin entrar en más detalles.

• La magnitud aparente es la intensidad que nos llega de un objeto. Es la escala que se suele utilizar habitualmente, aunque no es una medida demasiado precisa ya que dependiendo de donde nos encontremos en nuestro universo, este valor va a cambiar. El motivo es que cuanto más cerca estemos de una estrella más magnitud aparente tendrá y viceversa.
• La magnitud visual es la magnitud de una estrella estimada con el ojo humano. Realmente es el mismo tipo que la anterior, pero la destaco por motivos históricos ya que fue la base de la escala realizada por Hiparco de Nicea.
• La magnitud absoluta es la magnitud aparente que tendría un objeto si éste estuviera situado a una distancia de 10 pársecs, es decir 32,6 años luz. Esta es la escala más fiable ya que es objetiva, es decir, cualquier objeto puede ser catalogado de una manera más general y se pueden realizar comparaciones.

Así pues ya podemos hacer una clasificación de las magnitudes aparentes de los principales objetos de nuestro firmamento. La estrella que nos da la vida, nuestro querido Sol tiene una magnitud de -26,8. Como veis un valor muy elevado en cuando a la intensidad que recibimos de él, lo cual es completamente lógico debido a su proximidad. El otro astro que tenemos más cerca es nuestra Luna, la cual tiene una magnitud que ronda los -12,6 cuando está en fase de Luna llena. Si recordáis el eclipse lunar que tuvo lugar el 21 de febrero del año pasado, la Luna fue eclipsada por la Tierra y su luminosidad, si no tuviéramos en cuenta el brillo de la Tierra, habría bajado hasta un valor de magnitud 10,19, que es aproximadamente la magnitud del tercer asteroide en ser descubierto, cuyo nombre es Juno y está en el cinturón de asteroides. Ahora bien, ¿por qué si tienen la misma magnitud, a Juno no lo vemos y a la Luna sí? Como bien podéis adivinar, es simplemente una cuestión de distancias y tamaños.

Si nos vamos a estrellas grandes como una gigante naranja como en el caso de Arturo, tenemos que posee una gran luminosidad ya que su magnitud es -0,04, pese a encontrarse a 36,7 años luz. Otro caso puede ser la supergigante azul Rigel cuya magnitud es 0,12 y está a la larga distancia de 773 años luz. Pero como extremo de estrellas gigantes está la más grande conocida, VY Canis Majoris, que al estar a 5000 años luz de distancia únicamente tiene una magnitud de brillo 9,5. Y si ahora nos vamos a estrellas pequeñas, tenemos Alpha Centauri A (recordar que el sistema Alpha Centauri es triple) que es ligeramente mayor que el Sol y tiene una magnitud de -0,01 debido a su gran proximidad a la Tierra, unos 4,4 años luz. Aunque la estrella más cercana del sistema Alpha Centauri, la famosa Próxima Centauri, al tratarse de una pequeña enana roja, tiene un brillo de magnitud 11. Y la estrella más brillante de nuestro cielo, Sirius, perteneciente al Can Mayor tiene un brillo de magnitud -1,5 y es casi el doble de grande que nuestro Sol. Es una estrella blanca de secuencia principal que se encuentra a 8,7 años luz.

En resumen. Tal y como podéis comprobar de este último párrafo el tamaño sí que importa en la magnitud aparente de brillo de los astros; pero no siempre, ya que la distancia a la que se encuentre la estrella o cualquier otro astro también es determinante. Hay otros factores que no he tenido en cuenta y que son importantes, como los motivos por los un astro tiene más o menos luminosidad o el tipo de radiación que emiten, pero como primera aproximación lo que os he contando es correcto.

Esto es todo por hoy. El mes que viene hablaremos de cómo medir la distancia a las estrellas que es otro tema muy interesante y que nos sirve de complemento para esta entrada.

Saludos

Sea como sea, la cuestión es que hoy un aficionado tiene a su alcance conseguir cosas que hace bien poco le podían sonar a ciencia-ficción. Quién nos iba a decir que podríamos tomar datos de exoplanetas, fotografiar nebulosas de emisión en color desde el centro de una ciudad, seguir la evolución de tormentas en Saturno y un largo etcétera de opciones fascinantes.

Además, las cosas de siempre ahora las hacemos mucho mejor, y la progresión es rápida. Por ejemplo una imagen astronómica que hace tres años pudiera resultar buena, hoy es con toda probabilidad digna sólo de pasar a la papelera de reciclaje, gracias a las mejoras en las cámaras, en las ópticas y en los programas de captura y tratamiento de imágenes. Incluso quien se dedique simplemente a la observación visual lo puede hacer en muchas mejores condiciones que antes.

Evolución en M31

A mí me gusta especialmente la fotografía astronómica “postalera”. Algo poco científico en cuanto a que se tratan los datos de forma no lineal, cierto, aunque resulta bastante técnico, y tiene la gran ventaja de que nos permite ver cuerpos de cielo profundo de manera diferente a una mancha blanca saturada. Arriba veis por ejemplo una serie con las imágenes de M31 que he ido consiguiendo de un año a otro. La primera hizo verdadera ilusión pero es una birria vergonzante sacada en película química, con un seguimiento manual horroroso. La siguiente, ya usando una cámara DSLR, y afinando mejor con el guiado mejora un poquito. En la tercera usaba la misma cámara, pero con autoguiado y un telescopio mucho mejor, y en la última por fin mi equipo actual y definitivo (el último siempre lo es ¿no?).

Contaminación lumínica en Alicante (España)

En fin, la situación es buena excepto por una cosa: la cada vez mayor dificultad en encontrar cielos oscuros por culpa de la contaminación lumínica. Podemos conseguir mucho, pero cada vez resulta más difícil encontrar a alguien acostumbrado a ver el cielo negro en vez de amarillento, y eso sí es una grandísima pérdida contra la que todos debemos poner nuestro granito de arena.