Cometa C/2021 A1 Leonard junto al cúmulo M3

Publicado hace 11 meses

Hace unos días planteé un pequeño experimento en twitter con el vídeo que hice del cometa Leonard pasando por delante del cúmulo globular M3, que puedes ver aquí arriba. Se trataba de motivar a la gente para que me dieran su opinión sobre lo que veían en el vídeo y para que me formularan las preguntas que consideraran de interés.

Las preguntas recibidas se podrían clasificar en tres grandes grupos:

  • Preguntas astronómicas sobre qué es un cúmulo o un cometa, o porqué éste se ve azul, y cómo se puede observar en el cielo.
  • Preguntas circunstanciales sobre elementos que ocurren en el vídeo, como cambios de luces, alguna traza de satélite o cuánto tiempo real duró la grabación.
  • Preguntas sobre aspectos técnicos respecto a la grabación y el procesado de las imágenes del vídeo.

En general se nota que el público que respondió a la petición era muy heterogéneo con conocimientos, experiencias y expectativas muy diferentes.

Tras esta pequeña introducción vamos a ir dando respuesta a las cuestiones planteadas sin entrar en mucha profundidad para no hacerlo excesivamente largo.

CUESTIONES ASTRONÓMICAS

Sobre los protagonistas del vídeo podemos decir que los cúmulos globulares son agrupaciones de estrellas, generalmente situados a las afueras de nuestra galaxia. Pueden contener cientos de miles de estrellas (o incluso millones) con una apariencia muy compacta; habría que distinguirlos pues de los cúmulos abiertos, otras agrupaciones compuestas por menos estrellas y aparentemente más dispersas en el cielo. Sobre la abundancia de cúmulos globulares, hay unos 150 aproximadamente en nuestra galaxia.

El del vídeo es M3, descubierto por Charles Messier en 1764 y que pasó a ser el número 3 de su famoso catálogo, de ahí su denominación de Messier 3. Está compuesto por unas 500.000 estrellas y se encuentra a 34.000 años luz de nosotros. A la velocidad de la luz podríamos dar 7 vueltas y media a la Tierra en un segundo. Pues a esa velocidad tardaríamos 34.000 años en llegar hasta M3.

Comparación de distancias
Comparación de distancias
En el vídeo no salía por el recorte de la imagen, pero en las fotos originales aparece además la galaxia NGC5263, situada a unos 220 millones de años luz.

El cometa en cambio se encontraba muchísimo más cerca en el momento del vídeo, a unos 67 millones de kilómetros, que a la velocidad de la luz nos llevaría algo menos de 4 minutos alcanzarlo.

Los cometas son cuerpos rocosos del sistema solar con una gran parte de su composición formada por hielo de agua junto con otros compuestos congelados como dióxido de carbono, metano o amoníaco. Al acercarse al Sol estos compuestos se subliman y son expulsados al espacio junto con polvo y pequeñas piedras del núcleo cometario que acabaran formando la cola del cometa. El color verdoso de la coma de algunos cometas revela la presencia de algunos tipos de gases (derivados del cianógeno o del carbono diatómico) que el Sol hace brillar con ese tono.

Trayectoria del cometa
Trayectoria del cometa
Trayectoria del cometa Leonard respecto a los planetas interiores.
By Phoenix7777 - Own workData source: HORIZONS System, JPL, NASA, CC BY-SA 4.0

El cometa C/2021 A1 Leonard fue detectado a principios de 2021 por G. J. Leonard. Una vez descubierto y calculada su órbita es fácilmente predecible por dónde va a pasar, cuánto se va a acercar al Sol, etc. De hecho una vez conocidos sus datos orbitales se pueden descargar en un programa tipo planetario como Stellarium y automaticamente aparecera en el programa. No todos los cometas que se descubren sobreviven al paso cercano al Sol, pues su calor puede acabar por destruir el cometa en su totalidad. En el caso de Leonard, pasará por su punto más cercano al Sol, el perihelio, el 3 de enero de 2022, a una distancia de unos 92 millones de kilómetros. El 12 de diciembre de 2021 será el momento más cercano del cometa a la Tierra, a unos 35 millones de kilómetros, y será también el momento en que pasará de verse mejor de madrugada a verse al anochecer, aunque no en tan buenas condiciones como se habrá estado viendo antes de la salida del Sol.

Aunque previsiblemente será visible a simple vista, no será fácil encontrarlo si no se tiene cierta experiencia en la observación del cielo, estando muy por debajo en cuanto a brillo y espectacularidad del C/2020 F3 (NEOWISE) del año 2020. En cualquier caso es importante matizar que en astronomía casi nunca se ven las cosas como en las fotografías, sobre todo cuando hablamos del color, que prácticamente es indetectable a simple vista.

Vídeo que hice el año pasado sobre el cometa C/2020 F3 (NEOWISE), bastante más brillante que el Leonard.

CUESTIONES CIRCUNSTANCIALES

Respecto a las circunstancias del vídeo y lo que en él aparece, destacan los cambios de brillo de fondo. Fundamentalmente son debidos a la aparición de nubes que tornan la imagen de un tono anaranjado debido a la contaminación lumínica y, ya al final, se vuelve de un tono azul brillante por la llegada del amanecer.

También aparecen en determinadas imágenes unas trazas brillantes que son debidas a satélites artificiales que cruzan la imagen mientras se hace la fotografía.

Quizá el detalle que más puede despistar es pensar que la velocidad del vídeo era la real del cometa en el cielo, aunque tampoco hay una escala clara del tamaño del campo de visión de la imagen. Comparándolo con la Luna podemos decir que la imagen cubre en vertical un tamaño del cielo equivalente a una luna llena, recorriendo el cometa en el vídeo una distancia aproximada del 80% del diámetro lunar aparente.

Comparación de tamaño aparente
Comparación de tamaño aparente
Comparación del campo de la imagen en el vídeo con el tamaño aparente de la Luna (circulo gris).

Un punto interesante a tener en cuenta es que el movimiento del cometa registrado respecto a las estrellas del fondo es en realidad la composición de dos movimientos: el propio del cometa más el de la Tierra alrededor del Sol. Y, si nos ponemos muy puristas, también el de la rotación de la Tierra que hace que cambie ligeramente mi posición durante toda la grabación.

¿Y durante cuanto tiempo real estuve grabando esos pocos segundos de vídeo? Pues en realidad el vídeo son 3 horas y 48 minutos, a razón de hacer una foto cada 40 segundos. Es decir, que cada segundo del vídeo son aproximadamente 21 minutos reales. Así que no, los cometas no pasan a toda velocidad como hacen las estrellas fugaces.

CUESTIONES TÉCNICAS

Como una parte importante de mis seguidores en twitter son del mundo de la fotografía, muchas cuestiones planteadas eran relativas a la técnica empleada para hacer un trabajo así.

Telescopio del Centro Astronómico de Tiedra
Telescopio del Centro Astronómico de Tiedra
Telescopio del Centro Astronómico de Tiedra con el que se hicieron las fotos que componen el vídeo.

El equipo empleado fue el telescopio refractor apocromático de 175mm de apertura y 1400mm de focal (f/8) del Centro Astronómico de Tiedra, junto con una cámara Sony A7SII a foco primario. Empecé haciendo fotos a las 03:56 GMT+1 a razón de una foto cada 40 segundos, pero con 30 segundos de exposición. Tenía pues 10 segundos entre foto y foto para confirmar de vez en cuando que todo iba bien. Terminé de hacer fotos cuando llevaba 343 a las 07:44 GMT+1, sin incidentes durante todo el proceso. La sensibilidad de la cámara era de ISO8000. Es una sensibilidad alta, pero la calidad de la cámara empleada y las bajas temperaturas de esa noche (-1ºC aproximadamente) contribuyeron a mantener el ruido muy contenido.

El telescopio principal tenía un pequeño telescopio de 400mm de focal en paralelo para hacer autoguiado, es una técnica mediante la cual una cámara acoplada a ese pequeño telescopio va dando instrucciones a la montura que sostiene todo el sistema para que corrija su movimiento de seguimiento del cielo. Aunque la baja exposición de las fotos no necesitaría muchas correcciones del movimiento de la montura lo cierto es que se agradece que todas las fotos del timelapse vengan ya con prácticamente el mismo encuadre sin ningún desplazamiento. Aun así, en el procesado final se hizo una pequeña estabilización de imagen mediante el software After Effects.

Las imágenes en si no tienen mucho procesado, y es que cuando el material es bueno mejor no tocarlo mucho. Un filtro de reducción de ruido, ajuste de niveles y contraste, un poco más de saturación y ya. Finalmente las 343 imágenes obtenidas fueron recortadas para formar el video final que, eso sí, tiene una ligera fusión de fotogramas para hacer el movimiento más suave.

Con todo esto creo haber dado respuesta a las preguntas que se me plantearon. Si surgiera alguna más la iré añadiendo a este documento.

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