De la luz a la imagen – Parte I: Cómo los colores revelan la química del Universo

 Por Luis Romero Ventura (Astrotolva)

Cuando observamos una imagen espectacular de una nebulosa, llena de tonos rojos, verdes, azules o violetas, es natural preguntarse: ¿Son reales esos colores? ¿Qué significan? ¿O están puestos a propósito?

En Astronomía, los colores no solo embellecen las imágenes, sino que revelan la composición química y los procesos físicos que ocurren en el cosmos.

M42 Nebulosa de Orión. Imagen obtenida por Ángel García Borrella y Lluís Romero Ventura.

La astrofotografía es una ventana al cosmos que nos permite capturar la belleza y complejidad del Universo. Uno de los aspectos más fascinantes de esta disciplina es el uso de filtros astronómicos, que juegan un papel crucial en la obtención de imágenes detalladas y coloridas de galaxias, nebulosas y otros objetos celestes.

Esos hermosos colores que ves en las astrofotografías tienen un significado y nos ayudan a entender de qué está hecha esa nebulosa u otro objeto celeste y qué está ocurriendo en ella.

En Astronomía, los colores no solo embellecen las imágenes, sino que revelan la composición química y los procesos físicos que ocurren en el cosmos.

La luz nos cuenta una historia

En el espacio, los átomos de los distintos elementos químicos (como el hidrógeno o el oxígeno) pueden brillar cuando reciben energía, por ejemplo, de estrellas cercanas. Cada tipo de átomo emite luz en un color específico, como si tuviera su propio “color favorito”.  Este fenómeno se llama emisión espectral, y funciona como una especie de firma luminosa que nos permite saber qué gases hay en una nebulosa ¡sin tener que ir hasta allí!

¿Cómo se hacen estas fotos?

Los telescopios suelen usar cámaras en blanco y negro (llamadas sensores monocromáticos) porque son más sensibles y pueden captar detalles muy tenues.  Para obtener una imagen en color, se hace lo siguiente:

1. Se toman varias fotos del mismo objeto, cada una con un filtro diferente, por ejemplo, el rojo, el verde o el azul, también conocidos como filtros RGB (Red, Green, Blue).

2. Cada filtro deja pasar solo un tipo de luz, una longitud de onda (por ejemplo, la del hidrógeno o la del oxígeno).

3. A cada foto se le asigna un color que representa el tipo de luz que captó. Esta asignación se hace a través de un programa de tratamiento de imágenes específico para este fin.

4. Finalmente, se combinan todas las fotos para formar una imagen en color natural RGB (ver imagen de arriba).

Así, el color que vemos en la imagen final no es solo decorativo: nos dice qué elementos químicos hay en esa zona del objeto celeste.

La ciencia detrás de los filtros

¿Cómo influyen exactamente estos filtros en el resultado final de las fotos?

Cada filtro astronómico está diseñado para permitir el paso de ciertas longitudes de onda de luz mientras bloquea otras. Esto significa que diferentes filtros pueden resaltar distintas características de los objetos astronómicos. Por ejemplo, un filtro de hidrógeno alfa (Hα) permite observar las regiones ricas en hidrógeno (color rojo), que suelen aparecer en tonos rojos.  Por otro lado, un filtro de oxígeno III (OIII) destaca las áreas con oxígeno ionizado, mostrando tonos verdes o azules.

Identificación de elementos y estructuras

El uso de filtros específicos no solo añade color a las imágenes, sino que también ayuda a identificar la presencia de ciertos elementos químicos. Esto es esencial para la Astronomía, ya que permite estudiar la composición y las propiedades de los objetos celestes. Por ejemplo:

Filtro de Hidrógeno Alfa (Hα): Resalta las regiones de formación estelar, que suelen ser ricas en hidrógeno. Si ves una zona roja, probablemente hay hidrógeno (Hα), que es el gas más común en el espacio.

Filtro de Oxígeno III (OIII): Muestra las áreas con oxígeno ionizado, comúnmente encontradas en nebulosas planetarias y restos de supernovas. Si ves azul verdoso, puede ser oxígeno (OIII), que brilla en ese color cuando está muy caliente.

Filtro de Azufre II (SII): Destaca las regiones con azufre ionizado y proporciona información adicional sobre la composición química de las nebulosas. Si ves rojo oscuro, puede ser azufre (SII), que también emite luz, pero en una longitud de onda diferente.

En definitiva, los filtros astronómicos son herramientas poderosas que permiten a los astrónomos y astrofotógrafos explorar y comprender mejor el universo. Al seleccionar y combinar diferentes filtros, es posible revelar aspectos ocultos de los objetos celestes, proporcionando una visión más rica y detallada del cosmos. Así, cada imagen astronómica no solo es una obra de arte, sino también una fuente de valiosa información científica.

En la próxima entrada continuaremos descubriendo los secretos de la astrofotografía y estudiaremos algunos de los objetos celestes más llamativos.

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