sobre la magnitud límite en astrofotografía: factores influyentes, desafíos, ejemplos concretos. ¿Qué determina la captura de objetos celestes débiles ? .

Hola,

Después de varias semanas leyendo el foro diariamente, me he animado a participar. A lo mejor tenía que haber escrito algún mensajillo primero en el subforo de presentaciones y bienvenidas, pero me dan pereza esos trámites, jaja. Espero no pareceros un maleducado

La pregunta que hago viene a cuento de que, después de 20 añitos ya como aficionado visual, va picando el gusanillo de la astrofoto. No es algo de todas formas en lo que vaya a meterme de lleno a corto plazo, antes (ya en breve) voy a mejorar mi equipo visual, que en todo este tiempo mi pequeño acromático y mis prismáticos de 7x35 se me han quedado algo obsoletos. Pero no está de más ir resolviendo algunas curiosidades, y la pregunta del hilo es una de ellas.

Es muy fácil encontrar por ahí las magnitudes límite en visual, pero no tanto en astrofoto. En parte es normal, porque depende de muchos más factores y no puede darse una respuesta exacta. Pero creo que sí pueden facilitarse datos orientativos. La cuestión es que (llamadme rarito si queréis) una de las cosas que más me llama de la astrofoto es la captación de objetos débiles del sistema solar: asteroides, planetas enanos... Y para ello se necesitaría llegar al menos a la magnitud 18 o 19. Viendo fotos tengo claro que muchos aficionados habéis llegado a eso sin demasiada dificultad, e incluso me consta que unos zumbados (y no hablo de profesionales) han pasado de la magnitud 24 a base de meter horas y horas de integración

Me estoy yendo por las ramas cuando la pregunta principal es la siguiente: ¿la apertura y la relación focal afectan a la magnitud límite en astrofoto o no tanto? Quiero decir que si, por ejemplo, se puede llegar más lejos con, digamos, un Newton 200 mm f/5 que con un ED80 f/7,5 o al final, con tiempo, llegan igual. Aunque no tengo ninguna prisa ya que, como digo, no voy a comprar ningún tubo para astrofoto de cielo profundo ahora, no me gustaría pillar algo y que luego, en la práctica, no me pase de la magnitud 16 (por ejemplo).

Todo esto considerando unos cielos decentes sin mucha contaminación lumínica, como es el caso de los que yo disfruto (cielos rurales). ¿La sensibilidad de la cámara tendría también su palabra en todo esto?

temas relacionados de interés

elección de cámara: astrometría, fotometría, asteroides y cometas

calculadora de magnitud conjunta: la "suma" de magnitudes

Magnitud Estelar: Aparente vs. Absoluta, Pársec y Año-Luz

definición Escala Bortle; medir Oscuridad del Cielo y Magnitud Límite MALE

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Aquí tienes la corrección:

"A mayor luminosidad del telescopio, más fotones. A mayor sensibilidad de la CCD, también más fotones. Así de simple. Cuantos más fotones, menos tiempo de exposición se necesita para obtener buenos resultados. Luego está la distancia focal: a mayor distancia, verás objetos más pequeños y distantes.

Otra consideración es lo que tus cielos permitan en términos de seeing y contaminación lumínica para calcular la resolución aceptable del equipo. En cielos medianamente aceptables, donde se distingue la Vía Láctea a simple vista, puedes optar por un equipo que tenga entre 0.80 y 1.50 arc/seg por píxel. En cielos contaminados, donde apenas se distingue la Vía Láctea, tendrías que utilizar una configuración entre 1.5 y 2.5 para poder lograr un enfoque decente.

En esta página puedes calcular la resolución de distintos equipos:
 Simulador Virtual de Telescopio FOV – Oculares y Cámaras Online

y en ésta para "jugar" con magnitudes, distancias, magnitud integrada, ...
Calculadora de Magnitud integrada para Estrellas Dobles y Múltiples

Saludos,
Juan."

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[directorio de SOFTWARE]

en fondos contaminados, solo cabe alargar la focal (aumento)  esperando que el seeing acompañe,

así reduces el brillo de fondo,  mientras el objeto puntal (en teoría) no debería ampliarse, hasta que estés llegando al límite de resolución, ... de aquí la importancia de al menos tener estabilidad atmosférica

ahí en ese juego, aparte del diámetro del objetivo y sensibilidad del captador, el campo observado .. los filtros ! ... tendrás que meter las variables en la ecuación,  y no es fácil a priori,
¿cuánto tiempo quieres o puedes exponer?
queda el movimiento propio del objeto a observar, otro límite ...   y ya estamos otra vez que si telescopios rápidos de gran campo, versus telescopios mas profundos, ... donde la calidad del cielo será un árbitro
Han habido problemas, al respecto, incluso con diseños de observatorios semi-profesionales ... pues no solo es la detección marginal, sinó tener un cierto grado de señal sobre el ruido   (ahora no te sabría decir que valores y el porqué exactamente).

Luego ese movimiento de los cuerpos menores,  sobretodo si esperas encontrar "cercanos",  todos los surveys de objetos cercanos, necesitan de telescopios rápidos (focales cortas y diámetros grandes, combinados con cielos oscuros).
Otro tipo de objetos, cinturón principal, transneptunianos, incluso puedes llegar a "suponer" el movimiento que tendrían para poder apilar aumentando la detectabilidad.

Los grandes Surveys de hoy en dia, sin embargo, tienen bastante escudriñadas las posibilidades,  y quizás se basaría mas en saber que regiones "no tocan" o "no han tocado" para intentar buscar ahí.   Incluso el LSSS  https://www.lasagraskysurvey.es/   aún cuando estaban en 3ª posición o 4ª  se han visto obligados a rediseñar su programa y enfocar objetos en órbita terrestre  (satélites y otros restos), en un sistema muy automatizado de búsqueda y seguimiento

Otra posibilidad, es la confirmación y refinado de órbitas de asteroides recién descubiertos o con datos imprecisos aún.


otros campos a los que puedes "virar", es hacia la clásica búsqueda y detección de supernovas,  seguimiento y observación de cometas,  ... "el mundo" de las estrellas variables que valga la redundancia y juego de palabras puede ser muy variado

en
·· directorio de SOFTWARE
Pequeñas Utilidades y ONLINE (softw.)**

tienes algunas ayudas numéricas para responderte,  pero ya ves que lo de la mag. límite en éste caso es solo una pequeña parte de lo que tienes que "mirarte" ...  incluso si utilizas filtros de banda estrecha, entonces aún pierde casi totalmente el sentido

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Hmmm... gracias, respuestas muy completas la verdad. Hay varios parámetros que aún no controlo (novato casi total en esto de la astrofoto, aunque ya incluso llegase a hacer mis pinitos astrofotográficos con réflex analógica, hace bastantes años, pero es que la cosa ha cambiado una barbaridad desde entonces y yo he pasado por una muy larga época de "solo visual"). Es cuestión de informarse y estudiar un poco más, aunque me he ido poniendo bastante al día durante estas últimas semanas (solo de forma teórica, claro).

En cuanto a cielos creo que me puedo considerar relativamente afortunado. El lugar principal de observación es un pueblo pequeño, en el que, a pesar de tener cerca algunas pocas farolas de lamentable diseño, la vía láctea resplandece sin problemas y ayer, por ejemplo, pude mostrar el Lovejoy a simple vista a gente sin ninguna experiencia, que no tuvo problemas para avistarlo. Quizá con un cielo decente tirando a bueno se puede tirar de telescopios rápidos de focal corta, ¿no?

En cualquier caso tampoco pretendo saber sin con tal equipo, tales condiciones y tanto tiempo puedo llegar a la magnitud 19,7 (por ejemplo), porque me parece muy aventurado al entrar tantos factores en juego. Quizá algo más práctico. Por ejemplo, si alguno tenéis alguna imagen en la que creáis que habéis llegado especialmente "lejos" estaría bien que la pusiéseis para poder compararla con el mismo campo en Stellarium (que llega hasta la magnitud 18) o alguna buen mapa.

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como ves, desde la teoría es difícil sinó imposible, diseñar un equipo ... y donde se han invertido mucho dinero, en trastos punteros, NO siempre han obtenido lo que querían

lo mejor, es que en la práctica, mires que te gustaría,  y entonces fijarte en las configuraciones de quienes "saben" y mejores resultados obtienen, siguiéndoles la estela de "que es lo que hacen"
además actualmente, hay muchos equipos, muchos captadores, y muchas pruebas y experiencias publicadas en Internet, para no tirar el dinero empezando de cero en plan "pionero"   [aunque en su momento, a mi, es lo que mas me gustó    ]


un telescopio muy rápido de gran campo, en una zona contaminada,  ... solo hará que llegues al límite mucho mas rápido, pero ¿para qué?   ( es un ejemplo, pero no se si ves la línea de "cómo pensar" )


a ver si aquí te ayuda:

Capturar asteroides y cometas? Ayuda con Cuerpos menores

Explicado: Cálculo resolución arcseg/pix chip, focal, difracción, seeing, Objeto

el Binning en astrofotografía: casos CCD y CMOS explicados

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[relación señal-ruido como mínimo de 6]

Simplificando bastante la cuestión y basándome en mi experiencia, te diría que para llegar a magnitudes 18-19 sin muchos problemas, buscaría un telescopio de unos 250 mm de diámetro, máximo 300 mm. Un Newton, por ejemplo. Hablo de un 250 mm porque las cosas se complican al pasar de los 300 mm de diámetro: todo se encarece y para sacarle partido, tu cielo ya debe estar a la altura.

En realidad, más que la relación focal, lo verdaderamente importante (salvo relaciones exageradas) es la resolución por píxel a la que pretendas trabajar. Entre 1 y 2 segundos de arco suele ser adecuado para nuestros cielos de aficionado.

Quiero decir que un Newton f/4 puede rendir igual que un Newton f/8 siempre que ambos trabajen a la misma resolución por píxel (harán falta píxeles el doble de grandes en el f/8 para que la resolución sea la misma, por lo que el mayor tamaño de estos compensará la menor luminosidad del tubo).

Por supuesto, cuanto más oscuro sea tu cielo, más fácil llegarás a la magnitud 19 y cuanto mejor sea tu FWHM, pues lo mismo. Hay una diferencia abismal entre trabajar con CCD y trabajar con cámara digital; para la magnitud 19 olvídate de cámaras digitales.

Como ejemplo, yo uso un S/C de 305 mm de diámetro trabajando a f/6 con una CCD ST8-XME (QE 85% en el rojo), a 1.03 segundos de arco por píxel (binning 1x1). No tengo problema en captar objetos de magnitud 19, aunque necesito integrar cerca de una hora. En binning 2x2 (2.06 segundos de arco por píxel) he llegado alguna vez a captar algún asteroide de magnitud 21, pero integrando hasta 3 o 4 horas.

Un amigo mío, con el mismo equipo que yo pero con un cielo una magnitud más oscura que el mío, alcanza la magnitud 19 en pocos minutos.

Mi fondo de cielo medido con el SQM es de 19.5 magnitudes por segundo de arco al cuadrado.
Mi fondo de cielo medido con fotometría en la banda R es de 18.4 magnitudes por segundo de arco al cuadrado.
Mi FWHM trabajando a 1.03 segundos de arco por píxel suele rondar los 3" de arco.

En resumen, yo buscaría un tubo Newton de unos 250 mm, una EQ6PRO y una buena CCD.

Resumiendo: la magnitud límite no es lo mínimo detectable[/hé]


Cuando hablo de alcanzar la magnitud 19 o 20, me refiero a conseguir una relación señal-ruido como mínimo de 6, lo suficiente como para hacer una medida astrométrica digna con un error por debajo del segundo de arco. Lo comento porque hay gente que dice llegar a cierta magnitud y una cosa es "ver" y otra medir con garantías eso que dices ver.

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algunos ejemplos.

Satélite de saturno Siarnaq mag 20.1

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Brutales esas capturas de Sedna, llegando a la magnitud 21, ufff. Y la animación de Siarnaq ¿Sabes cuál es el otro satélite (o lo que sea) mucho más brillante que aparece en el gif?

Gracias cometas por comentar tu experiencia práctica y por las fotos, muy ilustrativas. Respecto a la medición de 19,5 con el SQM que dices que tienes, utilizando un convertidor online a MALE me sale una magnitud de 5,14. Yo desde luego creo tener cielos más oscuros. Nunca me he parado a medirlo (entre otras cosas porque no dispongo de medios técnicos) pero sin ir más lejos recuerdo que hace un par de días había cerca del Lovejoy una estrella de magnitud 5,3 que se distinguía relativamente fácil.

Lo de la CCD lo tenía asumido; aunque tenga una buena DSLR, ésta es para otras cosas  (básicamente uso diurno). Voy tomando nota de todo mientras sigo aprendiendo, que, como no voy a adquirir el equipo necesario en breve, no hay prisas. Gracias a todos por las aportaciones.

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No recuerdo que satelite era , en su dia alguien me lo preguntó  y como era reciente lo supe buscar pero ya no lo recuerdo.

En mi cielo la via lactea no se ve , sin embargo creo que has comentado que en el tuyo si, por lo tanto tu cielo  es notablemente mas oscuro.  Ademas los datos que he indicado, son los de las mejores noches.

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Al hilo de lo que se comenta... Esta foto fué tomada con un equipo mucho mas modesto (SC8" y Atik 16).
Comentar que el cometa no tenía la RSR suficiente como para hacer una astrometría fiable, pero ya me podía hacer una idea de su magnitud, en cambio el NEO si llegó a tener suficiente RSR.
En mi cielo la mitad de las noches despejadas consigo ver la via lactea, esa noche era de las buenas, y aun asi le tuve que meter 5000" de exposición.





Para esto el diámetro si importa.


Saludos
Luis

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con calculadora "embebida"
sensibilidad y calidad de imagen, relación señal/ruido, ganancia

Explicado: Cálculo resolución arcseg/pix chip, focal, difracción, seeing, Objeto
( en que hay un resumen de comentarios del mismo "Cometas" que te ha respondido  - Ramon - )

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la RSR mínima para medir se considera "6"
la mínima para detectar ¿es de "3" por ejemplo? ( o considerar detectado ?)

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Me alegro de haber abierto este tema porque ya voy aclarando bastantes cosas.

Por cierto, aquí hay más sobre el asunto (en inglés). Precisamente comentan lo de esos aficionados (con pepinos de telescopios, eso sí) que llegaron a la magnitud 24,8: https://starizona.com/acb/ccd/projectsfaint.aspx

« Últ. modif.: Mar, 13 Ene 2015, 16:58 UTC por Thonolan »