Observar y fotografiar el cielo

Observar y fotografiar el cielo
www.ramon-astronomia.es
radelfer@hotmail.com
http://ramondelgadotac.blogspot.com.es/
Observar y fotografiar el cielo
Un posible itinerario (recomendable):
1. Orientarse en el cielo nocturno
2. Observación a simple vista
3. Observación con prismáticos
4. Observación con telescopios
5. Especialización:
- Astrofotografía
- Astrometría
- Fotometría
- Estrellas dobles
- Estrellas variables
- Heliofísica
- Cometografía...
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Orientarse en el cielo
Coordenadas Azimutales
Es un sistema de coordenadas celestes
referidas al horizonte del observador y a
su vertical.
Esta determinada por la altura (h) que es
la distancia angular desde el horizonte
hasta la estrella y por el ángulo que forma
la estrella con una dirección que se toma
como origen, generalmente el Sur. Dicho
ángulo se llama azimut (A).
Dependen del observador.
Coordenadas Ecuatoriales
Es un sistema de coordenadas celestes que
determinan la posición de un objeto en la
esfera celeste respecto al ecuador celeste y
al equinoccio vernal.
Se denominan declinación (DEC) y
ascensión recta (AR) y son equivalentes a la
latitud y longitud geográficas.
SON COORDENADAS ABSOLUTAS. El
objeto se mueve con el sistema coordenado.
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Coordenadas Ecuatoriales
Al tratarse de un sistema
de coordenadas absoluto,
que no depende del
observador, cada objeto
tendrá unas coordinadas
fijas e invariables
:
Las monturas ecuatoriales
reproducen este sistema
coordenado en los
telescopios
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El polo celeste apunta hacia la Estrella Polar, en la
constelación de la Osa Menor
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Uso del planisferio celeste
Es un sencillo instrumento que muestra el cielo
que podrá verse desde nuestro lugar en la fecha y
la hora que observamos. Para ello únicamente
hay que hacer coincidir la hora con la fecha. La
hora deberá estar en tiempo universal (-1 en
invierno y -2 en verano).
En este ejemplo la marca roja
mostrará el cielo un 25 de julio
a las 19:30, y la verde para un
14 de junio a las 22:15.
El planisferio deberá estar diseñado para la
latitud desde la que estamos observando
(Madrid 40 º, Gran Canaria 29º)
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Planisferios informáticos
Hay muchos y algunos gratuitos y muy buenos. En función
de las prestaciones, recomiendo dos de ellos (gratuitos)
STELLARIUM
Bueno, bonito y barato (gratis), aunque
quizás algo corto para usuarios avanzados.
http://www.stellarium.org/es/
CARTES DU CIEL
Menos visual que Stellarium pero más
completo para usuarios más exigentes
http://www.ap-i.net/skychart/es/start
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Características de unos prismáticos
(Celestron Sky Master 15x70)
15x70:
Apertura de la lente 70 mm
Aumentos 15
FOV: 4.4º
(field of vision)
¿Que puede verse con un campo
abarcado de 4.4º?
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(Peso: 1400 g)
Es el paso siguiente a la
observación sin equipos.
Tienen la ventaja de la visión
estereoscópica, que no tienen
los telescopios
INCONVENIENTES
- Menos aumentos
- Difícil para objetos en el cenit
- Requiere de un buen trípode
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(Fujinon 25 x 150
FOV 2,2º
7.650 euros)
(Vixen HF2-BT125-A
5.500 euros)
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Reflectores
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Refractores
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Catadióptricos
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Pros
Contras
Reflectores
- Precio más bajo
- Muy bueno para cielo
profundo
-Sin aberraciones
cromáticas
- Degradación del espejo
- Más frágiles
- Mantenimiento
(colimación)
- Defecto de “coma”
Refractores
- No requiere mantenimiento
- Excelente para
astrofotografía (APO)
- Bueno para planetaria
- Más caro
- Más pesado
- Peor para cielo profundo
- Aberraciones
cromáticas
Catadióptricos
- Focales muy largas
- Excelentes para cielo
profundo
- Buenos para
astrofotografía con CCD
- No requiere mantenimiento
- Son caros
- Pesados
- Requieren un reductor
de focal para fotografía
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Monturas
Azimutales
Ecuatoriales
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Otras opciones
De horquilla (ecuatorial)
Tipo Dobson (azimutal)
Los telescopios tipo Dobson son
reflectores muy grandes y con una
excelente relación calidad/precio. Un
fantástica forma de iniciarse en la
observación. No sirven para fotografía
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Oculares
Transforman los rayos de luz
concentrados en imágenes visibles para
el ojo humano.
Conjuntamente con la focal del telescopio
determinan los aumentos a los que
estamos observando:
Aumentos = Lft / Lfo
Siendo Lft la longitud focal del telescopio
y Lfo la longitud focal del ocular
Ejemplo: Telescopio de 750 mm de focal y un ocular de 20 mm
Aumentos = 750 mm / 20 mm = 37,5
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¿Que se puede observar / fotografiar?
Luna
Sol
Planetas
Cometas
Cúmulos
abiertos
Cúmulos
Globulares
Nebulosas
Novas
y
Supernova
Galaxias
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Fotografiar
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El gran reto: La fotografía astronómica
Dos grandes dificultades
Objetos muy débiles...
...que además se mueven
¿Qué hacer?
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Equipos para fotografiar el cielo
Cámaras réflex
Cámaras CCD astronómicas
WebCam
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Algunos consejos muy básicos
1 - Si es posible, fotografiar siempre los objetos en el cenit
* Se mueven más despacio
* Hay menos contaminación lumínica
* Hay menos atmósfera
2 - Disparar siempre en modo RAW (réflex)
3 - Utilizar un disparador remoto para disparar en modo B
(réflex)
4 - Enfocar en manual
(Live-View)
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Campo abarcado en un afotografía (FOV)
Grados en la vertical:
FOV_V = (53,3/F) x L1
Grados en la horizontal:
FOV_H = (53,3/F) x L2
siendo:
F la focal en mm y L1 y L2 el tamaño del sensor en mm en la
vertical y en la horizontal
Un ejemplo práctico con Stellarium:
Canon 350D con un objetivo de 30 mm de focal (F)
(para Canon 350D L1=14,8 mm y L2=22,2 mm) (APS)
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Técnicas en astrofotografía
Trípode
Proyección
de ocular
Piggyback
Afocal
Primer foco
Defecto de “coma” (reflectores)
A medida que nos alejamos del centro las
estrellas se van deformando y toman el
aspecto de pequeños cometas, o letras
"V", cuyo vértice apunta siempre al centro
del campo (forma de cometa).
Es típico de reflectores con una relación
focal por debajo de f/5.
Soluciones para el defecto de “coma” (reflectores)
Se resuelven bien con el uso de un corrector de coma
Aberraciones cromáticas (refractores)
Cada vidrio tiene un indice de refracción
diferente para cada color/longitud de onda. Es
muy acusada en el azul (el foco es
lineal con la longitud de onda)
Soluciones para las aberraciones cromáticas
(refractores)
Se resuelven parcialmente con el uso de sistemas acromáticos
y casi totalmente con el uso de sistemas apocromáticos (APO)
ACROMÁTICO
La colocación de dos elementos
de distintos indices de refracción
mitiga la dispersión de los
colores.
APOCROMÁTICO (APO)
Sistema formado por dobletes o
tripletes en el objetivo formados
por lentes de material de baja
dispersion(ED, extra-low
dispersion) como por ejemplo la
fluorita.
Reductores de focal (catadióptricos)
Va roscado en el portaoculares y reduce la relación focal de estos
telescopios de f/10 a f/6,3 haciéndolos más aptos para astrofotografía
El telescopio se vuelve más “luminoso”
La Luna
Único satélite de la Tierra, es el quinto más grande del Sistema Solar
hasta el extremo de considerarse casi como un sistema doble.
Carece de atmósfera, y las teorías más modernas consideran que se
formó por el impacto con la Tierra de un objeto del tamaño de Marte.
El Sol
Con una edad de unos 4.500 millones de años, el Sol es una estrella
de clase espectral G que está aproximadamente en la mitad de su
vida. Este horno nuclear genera su energía mediante reacciones de
fisión, hasta que por agotamiento finalice su vida tras una explosión
en forma de nova después de convertirse en una gigante roja.
Requiere de un filtro para su observación.
Los Planetas
El Sol concentra el 99,8% de la masa del Sistema Solar,
representando los otros nueve planetas restantes el 0,14%, y el
resto, aproximadamente el 0,07%, formado por cometas y asteroides.
Júpiter, el más grande tiene una masa de aproximadamente 318
veces la de la Tierra. Para conocer aproximadamente la distancia de
cada uno de los planetas al Sol puede utilizarse la Ley de TitiusBode, válida hasta Urano.
Cometas
Planetesimales helados compuestos de hielo y polvo, restos de la
formación de los planetas exteriores. Se piensa que proceden de la
denominada Nube de Oort y del Cinturón de Kuiper, ambas más allá
de Plutón. Desde ahí su órbita puede modificarse por su interacción
con otros cuerpos, precipitándose hacia el Sistema Solar.
Cúmulos abiertos
Grupo de estrellas formadas al mismo tiempo en los brazos de
nuestra galaxia. Tiene normalmente formas irregulares y contienen
desde unas pocas decenas hasta varios centenares de estrellas
relativamente jóvenes en un volumen de hasta 50 años-luz. Se
conocen más de 1.000 cúmulos abiertos, todos en el disco galáctico.
Cúmulos globulares
Grupo aproximadamente esferoidal de estrellas viejas en el halo de
la Vía Láctea. Contiene entre decenas y miles de millones de
estrellas, y tienen diámetros entre 100 y 300 años-luz. Se conocen
en nuestra galaxia alrededor de 140 cúmulos globulares. Son muy
viejos, habiéndose formado en las etapas tempranas de la historia de
la galaxia.
Nebulosas
Nubes de gas y polvo situadas en el espacio. Existen tres tipos: de
emisión, de reflexión y oscuras o de absorción.
Las nebulosas de emisión se caracterizan por su color rojo, mientras
que las de reflexión, de color azul, brillan porque reflejan o difunden
la luz estelar. Las nebulosas oscuras o de absorción se caracterizan
por absorber la luz que incide sobre ellas, de manera que parecen
negras frente a un fondo más brillante.
Novas y Supernovas
Nebulosa planetaria: Brillante nube de gas y polvo luminoso que
rodea a una estrella muy evolucionada. Se forma cuando una gigante
roja eyecta sus capas exteriores a gran velocidad y el gas eyectado
es entonces ionizado por la luz ultravioleta procedente del núcleo
caliente de la estrella. El Sol morirá como una nebulosa planetaria.
Remanente de supernova: Nebulosa difusa consistente en los restos
de las capas externas de una estrella que han sido expulsados hacia
el espacio por una explosión de supernova.
Galaxias
Sistema de estrellas acompañadas a menudo con gas y polvo
interestelar, unidas por la gravedad. Son las principales estructuras
visibles del Universo, y varían desde las enanas, con menos de un
millón de estrellas, a las supergigantes con más de un billón.Sus
diámetros van desde uno pocos cientos hasta más de 600.000 añosluz. Aparecen en dos formas principales: espirales (con brazos) y
elípticas (sin brazos), aunque también existen las denominadas
galaxias irregulares.
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Fotografía sobre trípode
Hay un tiempo máximo de exposición que
está limitado por el movimiento de la
esfera celeste.
Ese tiempo máximo depende de la focal
del instrumento Fe y de la altura h del
objeto sobre el horizonte. Cuanto más
cerca del cenit, mas lento se mueve.
¿Cuál es el tiempo máximo?
t max (s) = 440 / (Fe x cosh)
siendo:
Fe la focal efectiva
h la altitud del objeto en grados sobre el horizonte
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Un ejemplo práctico: La constelación de Orion
Día: 12/12/2009
Hora: 22:00
Lugar: Hueva, GU (40º 25´ N – 02º 57´ W)
Canon 350D + objetivo de 30 mm de focal
h: 34º
Fe = 30 mm x 1.6 = 48 mm
tmax (s) = 440 / (Fe x cosh)
tmax (s) = 440 / (48 x cos34)
tmax = 11 s
¡11 s puede dar para muchas estrellas!
(4 x 120s a 200 ASA)
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Algunas fotografías sin seguimiento
Constelación de Escorpio a F35 mm, 13 segundos a 1250 ISO y f/1.8
Máximo Bustamante
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Algunas fotografías sin seguimiento
Máximo Bustamante
h:10º
F35 mm
Canon 350D
tmax = 8 s
FOV(º)=24x37
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Algunas fotografías sin seguimiento
Canon 600D F18 mm, 20 segundos a 800 ISO y f/2.8
Pedro Arranz
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Algunas fotografías sin seguimiento
¿? Canon 7D F300 mm, 1 segundo a 800 ISO y f/2.8
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Piggyback
En este caso, la cámara fotográfica se
dispone en paralelo sobre el telescopio, con
lo que podemos aprovechar el seguimiento
de la montura ecuatorial.
Esto permite aumentar los tiempos de
exposición.
¿Ser requiere un telescopio con montura ecuatorial
motorizada para hacer fotos en piggyback?
¡NO!
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Monturas ecuatoriales para trípode
Olympus OM-D – 304 segundos –
f/5.6 – ISO 400 – F24mm
Se trata de una montura
ecuatorial ultracompacta
con ajuste a la Polar.
Funciona con 4 baterías AA
(24 h).
(470 euros con IVA)
Puede cargar hasta 3 kg de
peso.
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Algunas fotografías en piggyback
Constelación del Cisne a a F33 mm, 500 segundos a 800 ISO y f/5
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Algunas fotografías en piggyback
Constelación de Andromeda a F24 mm, 540 segundos a 500 ISO y f/5.6
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Primer Foco
El propio tubo del telescopio se utiliza como
teleobjetivo para la cámara, lo que permite
disponer de focales largas.
Se obtiene grandes aumentos, lo que limita
el tiempo de exposición a un par de minutos
incluso con un buen estacionamiento del
telescopio.
Se requieren tres
adaptadores para
acoplar la cámara
al tubo del
telescopio
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Algunas fotografías a primer foco
Nebulosa de la Rosetta en Monoceros – 30 minutos a 400 ISO y f/5
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Algunas fotografías a primer foco
Nebulosa de la Cabeza de Caballo en Orion – 9 minutos a 400 ISO y f/5
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Primer Foco: Vídeos AVI
La fotografía del Sistema Solar se ha
revolucionado recientemente con la técnica de la
grabación de vídeos AVI y su procesado.
Consiste en grabar un vídeo AVI de un minuto
con la CCD o la webcam y descomponer
posteriormente los fotogramas individuales del
vídeo, para finalmente apilarlos y sumarlos en un
sola toma en formato TIF.
Se utiliza para fotografía del Sistema Solar
y los resultados son espectaculares gracias
a la gran cantidad de aumentos que se
consiguen. Ha desplazado a la fotografía
en proyección de ocular y en afocal.
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Algunas fotografías a primer foco con la técnica AVI
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Algunas fotografías a primer foco con la técnica AVI
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Proyección de ocular
Con esta técnica, la cámara recoge la
proyección de la imagen generada en el
ocular de telescopio, de ahí su nombre. Se
consiguen así aumentos que son,
aproximadamente, el doble que con la
técnica de proyección de ocular,
dependiendo, lógicamente, del ocular
empleado.
Se utiliza para fotografiar
objetos del Sistema Solar.
Ya casi no se usa,
sustituida por la fotografía
en afocal y por las tomas
AVI con CCD y Webcam.
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Fotografía en afocal
La fotografía en afocal consiste en alinear
los ejes ópticos del telescopio con su ocular
y de la cámara fotográfica con sus objetivos,
por lo que los aumentos que se consiguen
son enormes.
Se emplea para fotografías de objetos del
Sistema Solar,
Se usa más que la proyección de
ocular, aunque ha sido muy
desplazada por la técnica de
fotografiado en video AVI con CCD y
Webcam.
Es una técnica fotográfica
relativamente sencilla.
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Algunas fotografías en afocal
1/62 segundos 100 ISO y f/3.5 con ocular de 20 mm y F13mm
Observar y fotografiar el cielo
Algunas fotografías en afocal
1/5 segundos 100 ISO y f/4.9 con ocular de 20 mm y F62 mm
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¡Muchas gracias a todos!