En junio de 1889, aproximadamente un año antes de su prematura muerte, el brillante postimpresionista holandés, Vincent Van Gogh, completó furiosamente La noche estrellada durante su estancia en el Monasterio Saint-Paul de Mausole, un manicomio ubicado en el sur de Francia. La pintura representa un pueblo humilde ubicado entre la tranquilidad azul de las colinas ondulantes y un cielo mágico lleno de nubes en forma de cometa y estrellas que giran en carretas del tamaño de ruedas de la fortuna. Aunque Van Gogh solo vendió una pintura durante su vida, esta valiosa obra de arte se ha convertido en un ícono. En él capturó una maravilla infantil que los adultos pueden reconocer por quienes no se han parado afuera y han sido influenciados por estrellas centelleantes que celebran en lo alto. Las bellas imágenes del espacio profundo pueden provocar una emoción similar entre los entusiastas de la astronomía. Sin embargo, los fotógrafos que los producen están más interesados en las estrellas cuando están en paz.
La noche estrellada (1889) no fue la única pintura que creó Van Gogh que representa el firmamento nocturno. De hecho, este lienzo no era su favorito porque no era tan realista como lo había imaginado originalmente. Por ejemplo, un año antes produjo La noche estrellada sobre el Ródano (1888) y Terraza de café por la noche (1888) Ambos tienen elementos comunes, pero también son únicos: las versiones anteriores incluyen personas y las estrellas tienen un papel disminuido, por ejemplo. Sin embargo, estas tres obras han cautivado a millones y cada día cientos de amantes del arte se amontonan a su alrededor, en sus respectivos museos, haciendo interpretaciones personales a sí mismos y a otros que escucharán.
Curiosamente, lo que hace que el arte sea memorable también puede conducir a imágenes astronómicas olvidables. Más específicamente, los deslumbrantes fuegos artificiales en cada una de las pinturas de Van Gogh representan estrellas que brillan y parpadean.
Vivimos en el fondo de un océano de gases compuestos principalmente de nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y argón (1%) más una serie de otros componentes que incluyen agua (0 - 7%), gases "de efecto invernadero" o ozono (0 - 0.01%) y dióxido de carbono (0.01-0.1%). Se extiende hacia arriba desde la superficie de la Tierra hasta una altura de aproximadamente 560 millas. Vista desde la órbita de la Tierra, nuestra atmósfera aparece como un suave resplandor azul justo por encima del horizonte de nuestro planeta. Todo lo que observamos que existe más allá de nuestro planeta: el Sol, la Luna, los planetas cercanos, las estrellas y todo lo demás, se ve a través de este medio intermedio que llamamos la atmósfera.
Está constantemente en movimiento, cambiando la densidad y la composición. La densidad de la atmósfera aumenta a medida que se acerca a la superficie de la Tierra, aunque esto no es del todo uniforme. También actúa como un prisma cuando la luz atraviesa. Por ejemplo, los rayos de luz se curvan cuando pasan a través de regiones de diferente temperatura, inclinándose hacia el aire más frío porque es más denso. Como el aire caliente sube y el aire frío desciende, el aire permanece turbulento y, por lo tanto, los rayos de luz del espacio cambian de dirección constantemente. Vemos estos cambios como un centelleo de estrellas.
Más cerca del suelo, los vientos más fríos o más cálidos que soplan horizontalmente también pueden crear cambios rápidos en la densidad del aire que alteran aleatoriamente el camino que toma la luz. Por lo tanto, los vientos que soplan desde las cuatro esquinas también contribuyen a la sacudida de las estrellas. Pero, el aire también puede hacer que las estrellas cambien rápidamente el foco, lo que hace que se atenúen, se iluminen o cambien de color de repente. Este efecto se llama centelleo.
Curiosamente, el aire puede estar en movimiento, aunque no podemos sentir su brisa: las fuerzas del viento por encima de nuestras cabezas también pueden hacer que las estrellas tiemblen. Por ejemplo, la corriente en chorro, una banda de corrientes de globo relativamente estrechas ubicadas entre seis y nueve millas arriba, cambia constantemente su ubicación. Generalmente sopla de oeste a este, pero su posición relativa de norte a sur permanece en un estado de revisión constante. Esto puede dar como resultado condiciones atmosféricas altamente inestables que no se pueden sentir en el suelo, ¡pero la corriente en chorro producirá un cielo lleno de centelleos si fluye sobre su ubicación!
Debido a que los planetas están más cerca que las estrellas, su tamaño puede verse como un disco que es más grande que el desplazamiento de refracción causado por la turbulencia del viento. Por lo tanto, rara vez parpadean o lo hacen solo en condiciones extremas. Por ejemplo, tanto las estrellas como los planetas se ven a través de capas de atmósfera mucho más gruesas cuando están cerca del horizonte que cuando están por encima. Por lo tanto, ambos brillarán y bailarán a medida que se elevan o se ponen porque su luz atraviesa cantidades de aire mucho más densas. Un efecto similar ocurre al ver las luces de la ciudad distante.
El centelleo que vemos en las noches llenas de estrellas es aumentado cientos de veces por un telescopio. De hecho, el parpadeo puede reducir drásticamente la efectividad de estos instrumentos, ya que todo lo que se puede observar está fuera de foco, moviendo al azar gotas de luz. Tenga en cuenta que la mayoría de las fotografías astronómicas se crean manteniendo abierto el obturador de la cámara durante minutos u horas. Del mismo modo que necesita recordarle al sujeto que se quede quieto mientras toma su fotografía, los astrónomos quieren que las estrellas permanezcan inmóviles, de lo contrario, sus fotografías también se verán borrosas. Una razón por la cual los observatorios están ubicados en las cimas de las montañas es para reducir la cantidad de aire a través del cual sus telescopios deben mirar.
Los astrónomos se refieren al efecto de la turbulencia atmosférica como viendo. Pueden medir su efecto en su visión del espacio calculando el diámetro de las estrellas fotográficas. Por ejemplo, si la imagen de una estrella se pudiera tomar con una exposición instantánea, la estrella, en teoría, aparecería como un único punto de luz ya que ningún telescopio, hasta la fecha, puede resolver el disco real de una estrella. Pero, tomar imágenes estelares requiere una larga exposición y mientras el obturador de la cámara está abierto, el parpadeo y el centelleo harán que la estrella baile y se mueva dentro y fuera de foco. Dado que sus giros son aleatorios, la estrella tenderá a crear un patrón redondo que sea simétrico en todos los lados de su verdadera ubicación en el medio.
Puede demostrarlo usted mismo si tiene un momento y siente curiosidad. Por ejemplo, si toma un lápiz o marcador mágico atado con una cuerda corta a un alfiler que está pegado en un trozo de cartón o papel muy pesado, luego mueva el instrumento de escritura sin quitar el alfiler, con el tiempo crearía algo que se ve más o menos como un círculo. Su doodle circular resultará porque la cadena limita su distancia máxima desde el pin central. Cuanto más larga es la cuerda, más grande es el círculo. Las estrellas se comportan así, ya que su luz se registra en una fotografía de larga exposición. La buena visión crea una cadena óptica corta (la mala visión alarga la cadena), la ubicación real de la estrella se convierte en un alfiler central y la estrella se comporta como un instrumento de escritura cuya luz deja una marca en el chip de imagen de la cámara. Por lo tanto, cuanto más pobre es la vista y más baile se produce durante la exposición, más grande es el disco que aparece en la imagen final.
Por lo tanto, la mala visión hará que el tamaño de las estrellas parezca más grande en las fotografías que las tomadas durante la buena visión. Ver las medidas se llaman Ancho completo, medio máximo o FWHM. Es una referencia a la mejor resolución angular posible que puede lograr un instrumento óptico en una imagen de larga exposición y corresponde al diámetro del tamaño de la estrella. La mejor vista proporcionará un diámetro FWHM de aproximadamente cuatro segundos de arco (.4). Pero necesitaría estar ubicado en un observatorio de gran altitud o en una pequeña isla, como Hawai o La Palma, para obtener esto. Incluso estos lugares rara vez tienen este tipo de visión de muy alta calidad.
Los astrónomos aficionados también están preocupados por ver. Por lo general, los aficionados deben tolerar ver condiciones que son cientos de veces peores que las mejor observadas desde instalaciones astronómicas remotas. Es como comparar un guisante con una pelota de béisbol en los casos más extremos. Esta es la razón por la cual las fotografías de aficionados de los cielos tienen estrellas que tienen un diámetro mucho mayor que las de los observatorios profesionales, especialmente cuando los astrónomos de patio usan telescopios con distancias focales largas. También se puede reconocer en campo amplio, distancia focal corta, imágenes no profesionales cuando se amplían o se estudian con una lupa.
Los aficionados pueden tomar medidas para mejorar su visión al eliminar la diferencia de temperatura entre las fuentes locales de calor y el aire sobre sus telescopios. Por ejemplo, los aficionados a menudo preparan sus instrumentos afuera justo después de la puesta del sol y dejan que el vidrio, el plástico y el metal que contengan tengan la misma temperatura que el aire circundante. Estudios recientes también han demostrado que muchos problemas de visión comienzan justo por encima del espejo primario del telescopio. Se ha demostrado que una corriente constante y suave de aire que pasa sobre el espejo primario mejora significativamente la visión telescópica. Evitar que el calor del cuerpo se eleve frente al telescopio también ayuda y ubicar el instrumento en un lugar térmicamente amigable, como un campo abierto de hierba, puede producir resultados sorprendentes. Los telescopios de lados abiertos también son superiores a aquellos con espejos primarios en la parte inferior de un tubo.
Los astrónomos profesionales también han visto estrategias de mejora. Pero sus soluciones tienden a ser extremadamente caras y empujan el sobre de la tecnología moderna. Por ejemplo, dado que la atmósfera inevitablemente produce una visión deficiente, ya no es descabellado considerar colocar un telescopio sobre ella en la órbita de la Tierra. Es por eso que el telescopio espacial Hubble fue construido y lanzado desde Cabo Cañaveral a bordo del transbordador espacial Desafiador en abril de 1990. Aunque su espejo primario tiene solo unas cien pulgadas de diámetro, produce imágenes más nítidas que cualquier telescopio ubicado en la Tierra, independientemente de su tamaño. De hecho, las imágenes del telescopio espacial Hubble son el punto de referencia contra el cual se miden todas las demás imágenes telescópicas. ¿Por qué son tan afilados? Las imágenes del Hubble no se ven afectadas por la vista.
La tecnología ha mejorado significativamente desde que se puso en servicio el telescopio espacial Hubble. Durante los años transcurridos desde su lanzamiento, el gobierno de los Estados Unidos ha desclasificado su método para agudizar la visión de los satélites espías que vigilan la Tierra. Se llama óptica adaptativa y ha creado una revolución en las imágenes astronómicas.
Esencialmente, los efectos de ver se pueden negar si empujas el telescopio o cambias su enfoque en la dirección exactamente opuesta a la de las enfermedades causadas por la atmósfera. Esto requiere computadoras de alta velocidad, servomotores sutiles y ópticas que sean flexibles. Todo esto se hizo posible durante la década de 1990. Hay dos estrategias profesionales básicas para reducir los efectos de la visión deficiente. Uno altera la curva del espejo primario y el otro mueve la trayectoria de la luz que llega a la cámara. Ambos confían en monitorear una estrella de referencia cerca de la posición que observa el astrónomo y al notar cómo la referencia se ve afectada al ver, las computadoras rápidas y los servomotores pueden introducir cambios ópticos en el telescopio principal. Se está diseñando o construyendo una nueva generación de telescopios grandes que permitirán a los instrumentos terrestres tomar fotografías espaciales que rivalizan con el telescopio Hubble.
Un método presenta cientos de pequeños pistones mecánicos colocados debajo y extendidos por la parte trasera de un espejo primario relativamente delgado. Cada vástago empuja la parte posterior del espejo muy ligeramente para que su forma cambie lo suficiente como para que la estrella observada vuelva al punto muerto y se enfoque perfectamente. El otro enfoque utilizado con los telescopios profesionales es un poco menos complicado. Introduce un pequeño espejo flexible o lente ubicado cerca de la cámara donde el cono de luz es relativamente pequeño y concentrado. Al inclinar o inclinar el pequeño espejo o lente al unísono opuesto con el parpadeo de la estrella de referencia, se pueden eliminar los problemas de visión. Los ajustes ópticos que inicia cualquiera de las soluciones se realizan constantemente durante la sesión de observación y cada alteración se produce en una fracción de segundo. Debido al éxito de estas tecnologías, ahora se consideran posibles enormes telescopios terrestres. ¡Los astrónomos e ingenieros están imaginando telescopios con superficies de recolección de luz tan grandes como campos de fútbol!
Curiosamente, los astrónomos aficionados también tienen acceso a una óptica adaptativa simple. Una compañía, con sede en Santa Bárbara, California, fue pionera en el desarrollo de una unidad que puede reducir los efectos de la mala visión o los soportes de telescopio mal alineados. Los dispositivos de óptica adaptativa de la empresa funcionan en conjunto con sus cámaras astronómicas y usan un pequeño espejo o lente para cambiar la luz que llega al chip de imagen.
El astrónomo Frank Barnes III también estaba preocupado por ver cuándo produjo esta sorprendente imagen de un cúmulo estelar y una nebulosa ubicada en la constelación de Casiopea. Es una pequeña porción de la Nebulosa del Alma, que fue designada como IC 1848 en J.L.E. El segundo Catálogo del Índice (IC) de Dreyer (publicado en 1908 como complemento de sus compilaciones originales del Nuevo General y el primer Índice).
Frank informó que su visión fue favorable y produjo tamaños de estrellas con un FWHM de entre 1.7 a 2.3 ″ sobre cada una de sus exposiciones de treinta y un, treinta minutos. Tenga en cuenta el tamaño de las estrellas en esta imagen, son muy pequeñas y apretadas. ¡Esto es una confirmación de una buena vista razonable!
Por cierto, los colores en esta imagen son artificiales. Al igual que muchos astrónomos plagados de contaminación lumínica nocturna local, Frank expuso sus imágenes a través de filtros especiales que solo permiten que la luz emitida por ciertos elementos llegue al detector de su cámara. En este ejemplo, el rojo representa sodio, el verde identifica hidrógeno y el azul revela la presencia de oxígeno. En resumen, esta imagen no solo muestra cómo se ve esta región en el espacio, sino de qué está hecha.
También es digno de mención que Frank produjo esta notable imagen usando una cámara astronómica de 6,3 megapíxeles y un telescopio Ritchey-Chretien de 16 pulgadas entre el 2 y el 4 de octubre de 2006.
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Escrito por R. Jay GaBany
