Resolución óptima para astrofotografía planetaria

Imagen de Marte después del apilado en Registax.
Mi equipo de astrofotografía planetaria altamente accesible y ultraportátil: C90 Mak, NexStar, Celestron NexImage.

Cuando intentamos tomar imágenes planetarias, es importante tomar en cuenta la capacidad que tiene la cámara para capturar todo el detalle que el telescopio es capaz de ofrecer. Para obtener toda la información de la imagen que uno espera que el telescopio obtenga, la cámara debe tener una frecuencia de captación (sampling frequency) de al menos el doble de la mayor frecuencia en la imagen (Teorema de Shannon).

Esto significa que el tamaño del pixel debe ser menor que la mitad del tamaño del disco de Airy en el plano focal del equipo. Visto de otra manera, tu equipo debe tener una relación focal (focal ratio, f/D) mayor que 3.44*p, donde p es el tamaño del pixel en tu sensor. Por ejemplo, en una NexImage de primera generación, el tamaño del pixel es de 5.6 μm, y en una Canon EOS Rebel T2i el tamaño del pixel es 4.3 μm. Para ambos casos, la resolución óptima para astrofotografía planetaria se obtendría teóricamente usando las siguientes relaciones focales o focal ratios:

NexImage: 3.44*5.6=19.3

Canon Rebel T2i: 3.44*4.3=14.8

En otras palabras, con la NexImage, deberías usar una relación focal de por lo menos f19, y con la Canon el mínimo debería ser f14. Cómo obtengo estas relaciones focales? Bueno, si tu telescopio es por ejemplo un C8 f10, con un barlow de 2x lo llevas a f20, y cumples con las condiciones para usar tanto la NexImage (>f19) y la Canon (>f14). Si tu telescopio es un dobsonian f5, pues necesitas por lo menos un barlow de 3x (f15) para cumplir con los requisitos con la Canon, y un barlow 4x (o unir dos barlows de 2x) para cumplir con los requisitos con la NexImage.

Obviamente esto es variando la relación focal del telescopio, pero también es posible obtener los mismos resultados variando el tamaño de los pixeles. Sin embargo, obviamente es más fácil cambiar de barlow que de cámara. Otra alternativa es intentar la astrofotografía afocal.

Es importante hacer notar que no quiero decir que no se pueden obtener imágenes «bonitas» sin tomar en cuenta estas reglas, además que hay otros factores, especialmente el seeing, que afectan la calidad de la imagen. Pero si de verdad quieres captar hasta el último detalle en tus imágenes y aprovechar tu equipo al máximo, es esencial considerarlas.

Referencia: Lynkeos

«Sampling» o resolución de equipos de astrofotografía

Gráfica para obtener la resolución de un equipo de astrofotografía (telescopio y cámara). Dibuje una línea comenzando en el tamaño del pixel de su cámara y que cruce el largo focal de su telescopio, hasta llegar a la resolución de su equipo.

El «sampling» o la resolución del equipo de astronomía que se utilice depende del tamaño del sensor y del largo focal de telescopio. Esta resolución es la cantidad de cielo que es cubierta por cada pixel, y se mide en segundos de arco por pixel. Para calcular la resolución, se puede utilizar la siguiente fórmula:

 

Resolución (segundos de arco/pixel) = (206.265 x [tamaño del pixel en micrones]) / [largo focal del telescopio en milímetros]

 

En adición, también se puede utilizar la siguiente gráfica, con la cual puedes buscar el tamaño de los pixeles de tu cámara y el largo focal del telescopio y, cruzando una línea, puedes obtener una aproximación de la resolución de tu equipo. La gráfica muestra el rango recomendado de resolución para astrofotografía de espacio profundo, el cual es aproximadamente de 1.5 a 2.5 segundos de arco por pixel. Mayor que esto, es astrofotografía de campo ancho y menor resolución («undersampling»). En la gráfica, incluyo algunos ejemplos de combinaciones de cámara y telescopio con su respectiva resolución:

 

Gráfica para obtener la resolución de un equipo de astrofotografía (telescopio y cámara). Dibuje una línea comenzando en el tamaño del pixel de su cámara y que cruce el largo focal de su telescopio, hasta llegar a la resolución de su equipo.
Gráfica para obtener la resolución de un equipo de astrofotografía (telescopio y cámara). Dibuje una línea comenzando en el tamaño del pixel de su cámara y que cruce el largo focal de su telescopio, hasta llegar a la resolución de su equipo.