Galaxia del Triángulo (M33)

Tras la Andrómeda de diciembre, ahora le ha tocado el turno a su vecina M33.

La galaxia del Triángulo es la tercera en brillo y tamaño del Grupo Local y por su proximidad, una de las galaxias más estudiadas.
Los expertos destacan de M33 el ritmo de creación de estrellas de sus regiones de hidrógeno ionizado y en nuestra imagen se aprecia claramente el objeto más significativo de este tipo, NGC 604. Según los datos recogidos en la Wikipedia, se trata junto con NGC 2070 en la Gran Nube de Magallanes, de la mayor región de formación estelar del Grupo Local y una de las mayores conocidas.

Con un diámetro de 1500 años luz, NGC 604 es 40 veces mayor y 6300 veces más luminosa que M42. Si estuviera a la misma distancia que esta y centrada en la Osa menor, ocuparía el área de las constelaciones de Dragón, Osa menor y Cefeo juntas.
Sin duda, sería todo un espectáculo.

Tras varias noches capturando tomas de 30 minutos, este es el resultado final.

M33 al 100% de resolución.

NGC 604 al 100% de resolución.
Esta imagen es un recorte de la parte superior izquierda de la anterior.

En el siguiente diagrama se observa como se vería NGC604 si estuviera a la misma distancia que M42 y centrada en la Osa menor.

Tabla con datos de la captura

Nombre: Triángulo (M33)
Constelación: Triángulo
Tipo: Galaxia espiral
Mag: 6,27
Dimensión: 70,8’ x 41,7’
Distancia: 2,8 Mill ly (diámetro 50.000 ly)
Tiempo total de captura: 11h
Temperatura de la cámara: -20 ºC

M33 previas

En las siguientes imágenes se observan nuestras capturas anteriores de M33
Afortunadamente, parece que con el tiempo algo vamos mejorando ;-)

LXD75 SN8 f4 / Canon 400D (Dic 2008)
M33 – 9 x 300s (45 min) a ISO 1600

LXD75 SN8 f4 / Canon 400D (Ago 2008)
M33 – 13 x 180s (39 min) a ISO 800

VC200L VISAC f9 / Canon 400D Mod (Sept 2008)
M33 – 17 x 180s (51 min) a ISO 800

Aprovechando que el equipo era distinto al actual y que las tenemos todas a mano, podemos intentar sacar algunas conclusiones al compararlas.

En la de Sep 2008 (VISAC f9/Canon 400D Mod) destaca el campo APS C de la Canon a una fracción del precio de la QHY8 Pro. Ambas comparten el mismo formato APS.
El de la QHY es algo mayor en superficie pero la densidad de pixel de la Canon es mayor aunque en la imagen no se aprecie por no estar a resolución real.
La imagen está mal procesada y está claro que el nivel de ruido es importante.
Si se aumenta mucho la escala, se aprecia el efecto de estrellas triangulares (deformadas hacia arriba a la izquierda). De este problema hablaremos en un próximo Post.
También se observa un seguimiento poco preciso (la R.A. está alineada con al eje vertical de la imagen).

Con las dos imágenes del LXD75 SN8 lo que destaca por encima de todo es el ENORME nivel de señal que se obtiene con este tubo en tan sólo ¾ de hora.
La diferencia de ruido es notable a favor de la toma de 13 x 180s.
Obviamente en la imagen de 9 x 300s hay más señal, pero todo está muy sobreexpuesto y las estrellas tienen un diámetro mayor que en la de 13 x 180s. Esto último también pudo ser debido a un peor enfoque/seeing y no sólo a la sobreexposición.

No hemos vuelto a utilizar el LXD75 SN8 desde mediados de 2009, pero el día que lo recuperemos, está claro que será imprescindible hacer capturas a distintas exposiciones para poder trabajar en HDR, de lo contrario, las zonas brillantes siempre saldrán sobreexpuestas.

Seeing y sus efectos a 1800mm de longitud focal

A pesar de que para nuestra posición meteoblue normalmente indica valores de seeing entre 0,9 – 1,5 arcsecs y 7timer da algo más, 1,5 – 2 arcsecs, la realidad observada es bien diferente.
No dudamos sobre el buen funcionamiento de los modelos de estimación del seeing, pero se entiende que se trata de la tasa base sin alteraciones locales.

Nosotros, en el casco urbano, junto a una riera profunda que linda con el observatorio, dentro de unas instalaciones de hormigón y a tan solo 1,5 metros sobre el suelo, añadimos entre 2 y 3 segundos de arco más a sus estimaciones.
Rara vez conseguimos enfocar por debajo de los 4″.
Todo esto hace que al trabajar con el VISAC a f9, con un tamaño de pixel de 7,8 micras que representan 0,89″ por pixel, los problemas en la imagen se magnifiquen.

Para ilustrar mejor la situación, imaginemos una noche promedio con seeing de 4″.
Eso significa que el detalle más pequeño que podríamos resolver sería de 16″ cuadrados. Esto implicaría que en nuestra imagen no encontraríamos estructuras con detalle inferior a 20 pixeles cuadrados.

(4″ / 0,89″ x pixel)^2 = 20,19 pixeles2

Como se puede ver en el siguiente par de series de imágenes, eso es exactamente lo que ocurre. Las estrellas más pequeñas tienen un detalle de entre 4 x 4 y 5 x 5 píxeles.

Esta primera serie muestra un área con estrellas brillantes y pequeñas junto a una zona oscura del centro de la galaxia.

Resoluciones: 50%, 200% y 1200%

En la siguiente serie se observa el detalle de estrellas muy pequeñas situadas en el exterior de uno de los brazos de la galaxia.
Resoluciones: 50%, 200% y 1200%

Que las estructuras más pequeñas estén representadas por 4 x 4 ó 5 x 5 píxeles no significa que esos 16 – 25 píxeles tengan el mismo valor de color y de luminosidad.
Lo que significa es que lo que hubiera sido (en condiciones perfectas) un único pixel aislado, debido a la difracción que provoca el seeing y a la resolución por pixel a la que se trabaja, termina “contaminando” todo su entorno y diluyendo cualquier tipo de información (con menor señal) que estuviera junto a este.
De ahí que hablemos de “mínima estructura distinguible/representable” para un valor de seeing y resolución por pixel dados.
Todo esto genera el efecto global de desenfoque que se aprecia en la imagen, aunque de hecho, el enfoque era el mejor posible para nuestra configuración óptica concreta y las condiciones climáticas del momento.

Con un pixel más pequeño como el del KAF8300 (5,4 micras) este efecto aún sería mayor. A f9 tendríamos una resolución por pixel de tan sólo 0,62″.
Por tanto, en la misma noche hipotética con un seeing promedio de 4″ no encontraríamos ninguna estructura con un detalle inferior a 41 píxeles cuadrados.
¡Todo un desperdicio de tecnología por culpa del seeing! :-(

¿Enfoque o seeing?… tal vez ambos

Otro tema a destacar son las variaciones de enfoque debido a los cambios de temperatura a lo largo de la noche.
Normalmente los enfocadores de cierto nivel tienen un control para compensar cambios de temperatura, pero en nuestro caso no lo podemos utilizar debido a que si no apretamos bien el freno del enfocador, la flexión provocada por el peso de la AO y la QHY8 Pro sería enorme. Lo hemos comprobado y de ahí que no lo usemos.

En cualquier caso y como tras enfocar fijamos el enfocador con el freno, nunca sabremos si los cambios son debidos a la variación de temperatura durante la noche, a cambios prolongados del seeing o a la combinación de ambas cosas. Lo que sí sabemos, es que se dan y su efecto es apreciable.

En la siguiente secuencia se ve como a pesar de que al principio de la noche enfocamos lo mejor que pudimos, fue a mitad de la misma cuando las imágenes salieron mejor definidas, tal vez se dio una ventana de buen seeing durante ese período y luego volvió a su pésimo nivel habitual.

Además, a todo esto hay que añadir que trabajamos con una QHY8 Pro y que la matriz de Bayer hace que perdamos resolución. Esa interpolación posterior unida a una resolución por pixel muy inferior a nuestro seeing habitual, producen un efecto general de desenfoque.

Por eso y con nuestra configuración actual, el mejor “feeling” lo obtenemos al observar la imagen a una fracción de su resolución real. A escalas bajas, los problemas se hacen menos evidentes y conseguimos más detalle por unidad de superficie.

Imagen de M33 al 50% de resolución.

En resumen, si se trabaja con una configuración (resolución por pixel) muy por debajo del seeing habitual, obtendremos imágenes con una relación pobre en detalle por unidad de superficie y el efecto general al 100% será de desenfoque.

La moraleja sería: si no quieres desaprovechar píxeles y que tus imágenes siempre se vean algo desenfocadas, no trabajes a resoluciones por pixel muy inferiores a tu seeing habitual.

Pero ya se sabe” en casa de herrero” :-) y ahí estamos nosotros trabajando a 0,89″ por pixel para un seeing habitual de 4-5″

Como justificación hay que añadir que esto lo sabemos ahora, tras cientos de horas analizando los problemas que nos vamos encontrando y haciendo cálculos para cuantificarlos e interpretarlos. Si hubiésemos sabido todo esto hace 4 ó 5 años, nos hubiéramos ahorrado mucho tiempo y dinero.

Datos sobre M33 y NGC 604
http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia_del_Triángulo
http://es.wikipedia.org/wiki/NGC_604

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