24 de septiembre de 2014

El color del espacio exterior

¿Cómo el telescopio Hubble capta el color del espacio exterior?

El Hubble sólo puede tomar imágenes en blanco y negro. ¿Significa esto que sus magníficas fotografías a todo color son falsas?

Cuando un telescopio toma una imagen del espacio profundo lo hace mediante sensores que constan de píxeles en escala de grises, no en color. Esto lleva a muchos a creer que las imágenes de colores que vemos hechas desde telescopios como el Hubble no son reales.

Esto, sin embargo, no es realmente así. Tampoco es cierto que las imágenes del telescopio tengan un valor puramente estético para los astrónomos. En realidad, hay muy buenas razones para exagerar el color o incluso colorear objetos cósmicos con matices que serían invisibles a simple vista, y por supuesto, algunas imágenes se colorean con sus colores reales.

¿Qué es una imagen?

Una imagen es una matriz o una matriz, de píxeles cuadrados (elementos de imagen) dispuestos en columnas y filas.

En la imagen en escala de grises a (8 bits) cada elemento de imagen tiene una intensidad asignada que va de 0 a 255 Una imagen en escala de grises es lo que la gente normalmente llaman a una imagen en blanco y negro, pero el nombre hace hincapié en que dicha imagen también incluirá muchos tonos de gris.

Una imagen en escala de grises normal tiene 8 bits de color de profundidad = 256 escalas de grises. Una imagen de color verdadero tiene 24 bits de color de profundidad = 8 x 8 x 8 bits = 256 x 256 x 256 colores = ~ 16 millones de colores.

Algunas imágenes en escala de grises tienen más escalas de grises, por ejemplo, los 16 bits = 65.536 tonos de gris. En principio tres imágenes en escala de grises se pueden combinar para formar una imagen con 281.474.976.710.656 escalas de grises.

Composición de una imagen en color a partir otras tomadas con diferentes filtros
Un ejemplo de una imagen construida a partir de 7 de banda ancha filtra todo el camino
desde el ultravioleta (izquierda) hasta el infrarrojo (derecha).

¿Porqué se colorean estas imágenes y cómo lo hacen?

Las imágenes capturadas están formadas por escala de grises. Pero eso no significa que el telescopio no tenga manera de saber de qué color es en realidad. El telescopio Hubble, por ejemplo, tiene diferentes filtros, cada uno de los cuales permiten registrar la luz en determinadas longitudes de onda específicas. Un filtro de banda estrecha, por ejemplo, sólo le permitirá "ver" a través de una porción muy pequeña del espectro, mientras que un filtro de banda ancha deja pasar gran parte, por ejemplo, de las áreas rojas y verdes del espectro.

Así, el telescopio puede tomar una serie de imágenes del mismo objeto usando una gran variedad de filtros. Una imagen puede mostrar sólo la luz en la zona azul del espectro, mientras que otra muestra la de color amarillo, y así sucesivamente. Estas imágenes resultantes se pueden combinar para componer una imagen a todo color.

Imagen construida a partir de las exposiciones de banda estrecha
Ejemplo de una imagen construida a partir de las exposiciones de banda estrecha.
Desde las exposiciones de banda estrecha se sondean transiciones atómicas individuales
siendo el resultado una imagen que tiene características muy "afinadas".


Si bien es cierto que esto da lugar a algunas imágenes impresionantes, existe un propósito práctico:
  • Un tinte rojizo en una nebulosa podría indicar la presencia de azufre.
  • Un tinte azul podría indicar la presencia de oxígeno.
  • Uno verde podría indicar la presencia de hidrógeno.
Sin embargo, sin la mejora del color, los tres gases se corresponden con diferentes tonos de rojo, lo que hace que la composición de una nebulosa sea más difícil de determinar.
Algunas imágenes son tomadas puramente en los espectros invisibles para el ojo humano como la porción infrarroja y ultravioleta. Estos espectros permiten a los investigadores no sólo para ver a través de obstáculos densos, como nebulosas oscuras, sino que también permiten analizan diversos comportamientos, tales como firmas de calor. Sin embargo, debido a que estos espectros son invisibles, los investigadores asignan tonos visibles a varias longitudes de onda con el fin de ver con claridad.

Estas imágenes se llaman "color falso", pero en realidad sólo significa que estas capturas son de diferentes colores del espectro de la luz visible.

Coloreando una galaxia





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Fuentes

http://www.spacetelescope.org/projects/fits_liberator/improc/
http://hubblesite.org/gallery/behind_the_pictures/
15:00

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