1. Tiempo de exposición largo por imagen (captura de detalles débiles):
* ¿Por qué la exposición larga? Los objetos astronómicos débiles (nebulosas, galaxias, etc.) emiten muy poca luz. Las exposiciones más largas permiten que el sensor de la cámara recolecte más fotones, revelando estos débiles detalles que serían invisibles en exposiciones cortas. La idea general es "más luz =más detalle y una mejor relación señal / ruido".
* Desafíos:
* Rotación de la Tierra: La tierra está girando constantemente. Sin compensación, las estrellas aparecerán como rayas en lugar de puntos. Esto es un arrastre estrella.
* ruido: El ruido electrónico del sensor de la cámara se acumula con el tiempo. Esto se manifiesta como artefactos no deseados en la imagen.
* Contaminación lumínica: La luz artificial de las ciudades (contaminación de la luz) limita significativamente el tiempo de exposición máximo utilizable, ya que puede abrumar rápidamente la ligera luz del sujeto.
* Turbulencia atmosférica (viendo): La atmósfera se mueve constantemente, lo que hace que las estrellas se brinde (y se difuminan en largas exposiciones).
* Técnicas para superar los desafíos (para exposiciones largas únicas):
* Montes ecuatoriales: Estas monturas motorizadas son la pieza de equipo más crucial. Contrarrestan la rotación de la Tierra moviendo la cámara al mismo ritmo, manteniendo el objetivo centrado y las estrellas identifican. La alineación polar (alineando con precisión el soporte con el eje rotacional de la Tierra) es esencial para un buen seguimiento.
* guía: Incluso con un buen soporte ecuatorial, el seguimiento perfecto es casi imposible. Autoguiders usan un alcance de guía y una cámara separados para monitorear una estrella de guía. El software de AutoGuider analiza la posición de la estrella de la guía y envía correcciones al soporte para mantenerlo perfectamente en el objetivo. Esto es esencial para exposiciones individuales muy largas.
* enfriamiento: Muchas cámaras de astrofotografía tienen sistemas de enfriamiento incorporados. Bajar la temperatura del sensor reduce el ruido térmico, lo que permite exposiciones más largas con menos ruido.
* marcos oscuros: Estas son imágenes tomadas con la tapa de la lente, al mismo tiempo de exposición, ISO y temperatura que los marcos de luz. Capturan el patrón de ruido inherente del sensor. Se restan de los marcos de luz durante el procesamiento para eliminar el ruido.
* Filtros de contaminación lumínica: Estos filtros bloquean selectivamente ciertas longitudes de onda de luz comúnmente emitidas por fuentes de luz artificiales (lámparas de vapor de sodio y mercurio), mejorando el contraste de los objetos de cielo profundo. Los filtros de banda estrecha pasan solo longitudes de onda muy específicas de luz emitidas por ciertos elementos (hidrógeno-alfa, oxígeno-III, azufre-II), lo que permite a los astrofotógrafos imaginar incluso en áreas muy coladas con luz.
* Sitios oscuros: Viajar a lugares oscuros lejos de las luces de la ciudad reduce en gran medida la contaminación de la luz, lo que permite exposiciones más largas y un mejor contraste.
* Imagen de suerte (rara vez usado para un cielo muy profundo pero relevante): Tomando muchas exposiciones muy cortas (milisegundos a segundos) y luego apilando solo las más agudas, para minimizar los efectos de la turbulencia atmosférica. Más común para las imágenes planetarias que para el cielo profundo.
2. Tiempo de integración total largo (apilando muchas imágenes):
* ¿Por qué apilar? Incluso con largas exposiciones individuales, la señal (luz del objetivo) aún puede ser muy débil en comparación con el ruido. El apilamiento (promedio) muchas imágenes mejora significativamente la relación señal / ruido. La señal se suma linealmente con el número de imágenes, mientras que el ruido aumenta con la raíz cuadrada del número de imágenes. Entonces, más imágenes significa una imagen final más limpia y detallada.
* Proceso:
1. Adquisición: Capture muchas exposiciones individuales (marcos de luz) del objetivo, utilizando un soporte ecuatorial y guía (si es necesario). El tiempo de exposición de cada marco individual se elige en función de las condiciones de ver, la precisión del montaje y los niveles de contaminación de la luz. Un rango común es de 30 segundos a 10 minutos por cuadro. Algunos astrofotógrafos toman cientos o incluso miles de exposiciones individuales.
2. Calibración: Capture los marcos de calibración (oscuros, pisos, marcos de sesgo).
* marcos oscuros: Imágenes tomadas con la tapa de la lente, al mismo tiempo de exposición, ISO y temperatura que los marcos de luz. Se usa para eliminar el ruido térmico.
* marcos planos: Imágenes tomadas de una superficie uniformemente iluminada (por ejemplo, una camiseta blanca iluminada por una pantalla iluminada). Se usa para corregir el viñeta (oscurecimiento hacia los bordes de la imagen) y las manchas de polvo en el sensor.
* marcos de sesgo: Exposiciones muy cortas (velocidad de obturación más rápida) con la tapa de la lente encendida. Utilizado para capturar el ruido de lectura (ruido introducido por la electrónica de la cámara).
3. Registro (alineación): Use un software de astrofotografía especializado (por ejemplo, PixInsight, Deepskystacker, Siril) para alinear todos los marcos de luz entre sí, compensando por ligeras variaciones en el punto. Esto es crucial para el apilamiento, ya que las imágenes desalineadas darían como resultado un desenfoque.
4. Integración (apilamiento): El software luego apila los marcos de luz alineados, después de calibrarlos con los oscuros, los pisos y los marcos de sesgo. El software promedia los valores de píxeles en todos los cuadros. Los algoritmos de rechazo atípico a menudo se usan para eliminar los píxeles que son significativamente diferentes del promedio (por ejemplo, debido a los rayos cósmicos o los senderos satelitales).
5. Postprocesamiento: La imagen apilada se procesa más para mejorar los detalles, ajustar el equilibrio de color y eliminar el ruido. Esto puede implicar técnicas como estirar el histograma (para revelar detalles débiles), desconvolución (para agudizar la imagen) y la reducción de ruido.
* Ejemplos de tiempo de integración:
* Una imagen básica de una nebulosa brillante podría usar un tiempo de integración total de 1-2 horas.
* Las galaxias o nebulosas más débiles pueden requerir 10-20 horas de tiempo de integración total o más.
* Los objetivos muy débiles y desafiantes pueden requerir cientos de horas de tiempo total de integración, a veces repartidos en varias noches o incluso varios años.
Consideraciones de equipo clave:
* Montaje ecuatorial: La base de la astrofotografía de larga exposición. La precisión y la estabilidad son críticas.
* Cámara: A menudo se usan cámaras de astrofotografía dedicadas (DSLR o cámaras CCD/CMOS dedicadas), ya que ofrecen un mejor rendimiento de ruido y capacidades de enfriamiento que las cámaras estándar.
* Telescopio o lente: La elección depende del objetivo. Las lentes de campo ancho son adecuados para nebulosas grandes, mientras que se necesitan telescopios con distancias focales más largas para galaxias y objetos más pequeños. La calidad óptica es crucial.
* Guider: Un alcance y cámara de guía separados, junto con el software de autogüenza, para un seguimiento preciso.
* Filtros: Para combatir la contaminación de la luz y mejorar las longitudes de onda específicas de la luz.
* Software: Para adquisición de imágenes, calibración, registro, apilamiento y postprocesamiento.
* computadora: Se necesita una computadora poderosa para procesar grandes cantidades de datos de imágenes.
En resumen, "disparar muy largo" en astrofotografía implica tanto tiempos de exposición largos por imagen (logrados a través de un seguimiento cuidadoso, enfriamiento y filtrado) y tiempos de integración totales largos (logrados a través de apilamiento de muchas imágenes). Es un proceso desafiante pero gratificante que puede revelar la belleza del universo con un detalle sorprendente.