Astrofotografía

La astrofotografía , también conocida como imagen astronómica , es la fotografía o obtención de imágenes de objetos astronómicos , eventos celestes o áreas del cielo nocturno . La primera fotografía de un objeto astronómico (la Luna ) se tomó en 1840, pero no fue hasta finales del siglo XIX que los avances en la tecnología permitieron la fotografía estelar detallada. Además de poder registrar los detalles de objetos extensos como la Luna , el Sol y los planetas , la astrofotografía moderna tiene la capacidad de obtener imágenes de objetos fuera del espectro visible del ojo humano, como estrellas tenues , nebulosas y galaxias . Esto se logra a través de una exposición prolongada , ya que tanto las cámaras de película como las digitales pueden acumular y sumar fotones durante largos períodos de tiempo o utilizando filtros ópticos especializados que limitan los fotones a una determinada longitud de onda.

La fotografía con tiempos de exposición prolongados revolucionó el campo de la investigación astronómica profesional, ya que permitió registrar cientos de miles de nuevas estrellas y nebulosas invisibles para el ojo humano. Se construyeron telescopios ópticos especializados y cada vez más grandes, que en esencia eran grandes cámaras para registrar imágenes en placas fotográficas . La astrofotografía tuvo un papel temprano en los estudios del cielo y la clasificación de estrellas, pero con el tiempo se han utilizado sensores de imagen cada vez más sofisticados y otros equipos y técnicas diseñados para campos específicos.

Dado que hoy en día casi toda la astronomía observacional utiliza la fotografía, el término "astrofotografía" suele referirse a su uso en la astronomía amateur , que busca imágenes estéticamente agradables en lugar de datos científicos. Los aficionados utilizan una amplia gama de equipos y técnicas especiales.

Con algunas excepciones, la fotografía astronómica emplea exposiciones prolongadas , ya que tanto los dispositivos de imagen digital como los de película pueden acumular fotones de luz durante largos períodos de tiempo. La cantidad de luz que llega a la película o al detector también aumenta al aumentar el diámetro de la óptica primaria (el objetivo ) que se utiliza. Las áreas urbanas producen contaminación lumínica , por lo que los equipos y observatorios que realizan imágenes astronómicas a menudo se ubican en lugares remotos para permitir exposiciones prolongadas sin que la película o los detectores se vean inundados de luz difusa.

Como la Tierra está en constante rotación, los telescopios y el equipo giran en la dirección opuesta para seguir el movimiento aparente de las estrellas en lo alto (llamado movimiento diurno ). Esto se logra utilizando monturas de telescopio ecuatoriales o altacimutales controladas por computadora para mantener los objetos celestes centrados mientras la Tierra gira. Todos los sistemas de montura de telescopio sufren errores de seguimiento inducidos debido a los motores imperfectos, la curvatura mecánica del telescopio y la refracción atmosférica. Los errores de seguimiento se corrigen manteniendo un punto de mira seleccionado, generalmente una estrella guía , centrado durante toda la exposición. A veces (como en el caso de los cometas ) el objeto que se va a fotografiar se está moviendo, por lo que el telescopio debe mantenerse constantemente centrado en ese objeto. Esta guía se realiza a través de un segundo telescopio co-montado llamado " telescopio guía " o mediante algún tipo de " guía fuera del eje ", un dispositivo con un prisma o divisor de haz óptico que permite al observador ver la misma imagen en el telescopio que está tomando la fotografía. Antes, el guiado se hacía manualmente durante toda la exposición, con un observador de pie (o dentro del telescopio) que hacía correcciones para mantener la cruz en la estrella guía. Desde la aparición de los sistemas controlados por ordenador, esto se lleva a cabo mediante un sistema automatizado en equipos profesionales e incluso de aficionados.

La fotografía astronómica fue uno de los primeros tipos de fotografía científica ^[1] y casi desde su inicio se diversificó en subdisciplinas, cada una con un objetivo específico, que incluyen cartografía estelar , astrometría , clasificación estelar , fotometría , espectroscopia , polarimetría y el descubrimiento de objetos astronómicos como asteroides , meteoros , cometas , estrellas variables , novas e incluso planetas desconocidos . Estos a menudo requieren equipo especializado, como telescopios diseñados para obtener imágenes precisas, para un campo de visión amplio (como las cámaras Schmidt ) o para trabajar en longitudes de onda de luz específicas. Las cámaras CCD astronómicas pueden enfriar el sensor para reducir el ruido térmico y permitir que el detector registre imágenes en otros espectros, como en la astronomía infrarroja . También se utilizan filtros especializados para registrar imágenes en longitudes de onda específicas.

El desarrollo de la astrofotografía como herramienta científica fue iniciado a mediados del siglo XIX en su mayor parte por experimentadores y astrónomos aficionados , o los llamados " científicos caballerosos " (aunque, como en otros campos científicos, no siempre fueron hombres). Debido a las exposiciones muy largas necesarias para capturar objetos astronómicos relativamente débiles, se tuvieron que superar muchos problemas tecnológicos. Estos incluyeron hacer telescopios lo suficientemente rígidos para que no se desenfocaran durante la exposición, construir controladores de reloj que pudieran girar la montura del telescopio a una velocidad constante y desarrollar formas de mantener un telescopio apuntado con precisión a un punto fijo durante un largo período de tiempo. Los primeros procesos fotográficos también tenían limitaciones. El proceso del daguerrotipo era demasiado lento para registrar cualquier cosa que no fueran los objetos más brillantes, y el proceso del colodión húmedo limitaba las exposiciones al tiempo que la placa podía permanecer húmeda. ^[3]

El primer intento conocido de fotografía astronómica fue realizado por Louis Jacques Mandé Daguerre , inventor del proceso del daguerrotipo que lleva su nombre, quien intentó fotografiar la Luna en 1839. Los errores de seguimiento al guiar el telescopio durante la exposición prolongada hicieron que la fotografía saliera como una mancha borrosa indistinta. John William Draper , profesor de química de la Universidad de Nueva York, médico y experimentador científico logró hacer la primera fotografía exitosa de la Luna un año después, el 23 de marzo de 1840, tomando una imagen de daguerrotipo de 20 minutos de duración utilizando un telescopio reflector de 5 pulgadas (13 cm) . ^[4]

El Sol pudo haber sido fotografiado por primera vez en un daguerrotipo en 1845 por los físicos franceses Léon Foucault e Hippolyte Fizeau . Un intento fallido de obtener una fotografía de un eclipse total de Sol fue realizado por el físico italiano Gian Alessandro Majocchi durante un eclipse de Sol que tuvo lugar en su ciudad natal de Milán, el 8 de julio de 1842. Más tarde dio cuenta de su intento y de las fotografías del daguerrotipo que obtuvo, en las que escribió:

Unos minutos antes y después de la totalidad, se expuso una placa yodada en una cámara a la luz de la medialuna delgada y se obtuvo una imagen nítida, pero otra placa expuesta a la luz de la corona durante dos minutos durante la totalidad no mostró el menor rastro de acción fotográfica. No se produjo ninguna alteración fotográfica por la luz de la corona condensada por una lente durante dos minutos, durante la totalidad, sobre una hoja de papel preparada con bromuro de plata. ^[5]

La corona solar del Sol fue fotografiada con éxito por primera vez durante el eclipse solar del 28 de julio de 1851. El Dr. August Ludwig Busch, director del Observatorio de Königsberg, dio instrucciones a un daguerrotipista local llamado Johann Julius Friedrich Berkowski para que fotografiara el eclipse. El propio Busch no estaba presente en Königsberg (ahora Kaliningrado , Rusia), pero prefirió observar el eclipse desde el cercano Rixhoft. El telescopio utilizado por Berkowski estaba conectado a 6+El heliómetro Königsberg de 1 ⁄ 2 pulgada (17 cm)tenía una apertura de solo 2,4 pulgadas (6,1 cm) y una longitud focal de 32 pulgadas (81 cm). Berkowski expuso una placa de daguerrotipo durante 84 segundos en el foco del telescopio inmediatamente después del comienzo de la totalidad y, al revelarla, obtuvo una imagen de la corona. También expuso una segunda placa durante unos 40 a 45 segundos, pero se estropeó cuando el Sol apareció detrás de la Luna. ^{[6] El astrónomo británico} Warren De la Rue realizó estudios fotográficos más detallados del Sola partir de 1861. ^[7]

La primera fotografía de una estrella distinta del Sol fue un daguerrotipo de la estrella Vega realizado por el astrónomo William Cranch Bond y el fotógrafo de daguerrotipos y experimentador John Adams Whipple , el 16 y 17 de julio de 1850 con el Gran Refractor de 15 pulgadas del Observatorio de la Universidad de Harvard . ^[8] En 1863, el químico inglés William Allen Miller y el astrónomo aficionado inglés Sir William Huggins utilizaron el proceso de placa de colodión húmedo para obtener el primer espectrograma fotográfico de una estrella, Sirio y Capella . ^[9] En 1872, el médico estadounidense Henry Draper , hijo de John William Draper, registró el primer espectrograma de una estrella (Vega) que mostraba líneas de absorción . ^[9]

La fotografía astronómica no se convirtió en una herramienta de investigación seria hasta finales del siglo XIX, con la introducción de la fotografía de placa seca . ^[10] Fue utilizada por primera vez por Sir William Huggins y su esposa Margaret Lindsay Huggins , en 1876, en su trabajo para registrar los espectros de los objetos astronómicos. En 1880, Henry Draper utilizó el nuevo proceso de placa seca con un telescopio refractor de 11 pulgadas (28 cm) corregido fotográficamente fabricado por Alvan Clark ^[11] para hacer una exposición de 51 minutos de la Nebulosa de Orión , la primera fotografía de una nebulosa jamás realizada. Un gran avance en la fotografía astronómica llegó en 1883, cuando el astrónomo aficionado Andrew Ainslie Common utilizó el proceso de placa seca para registrar varias imágenes de la misma nebulosa en exposiciones de hasta 60 minutos con un telescopio reflector de 36 pulgadas (91 cm) que construyó en el patio trasero de su casa en Ealing, en las afueras de Londres. Estas imágenes mostraron por primera vez estrellas demasiado débiles para ser vistas por el ojo humano. ^{[12] [13]}

El primer proyecto de astrometría fotográfica de todo el cielo , el Catálogo Astrográfico y la Carte du Ciel , se inició en 1887. Lo llevaron a cabo 20 observatorios, todos ellos utilizando telescopios fotográficos especiales con un diseño uniforme llamados astrógrafos normales , todos con una apertura de alrededor de 13 pulgadas (330 mm) y una longitud focal de 11 pies (3,4 m), diseñados para crear imágenes con una escala uniforme en la placa fotográfica de aproximadamente 60 arcsecs /mm mientras cubrían un campo de visión de 2° × 2°. El intento era mapear con precisión el cielo hasta la magnitud 14, pero nunca se completó.

A principios del siglo XX se empezaron a construir en todo el mundo telescopios refractores y sofisticados telescopios reflectores de gran tamaño diseñados específicamente para la fotografía. Hacia mediados de siglo, telescopios gigantes como el telescopio Hale de 5,1 m (200 pulgadas) y el telescopio Samuel Oschin de 120 cm (48 pulgadas) del Observatorio Palomar estaban ampliando los límites de la fotografía con película.

Se lograron algunos avances en el campo de las emulsiones fotográficas y en las técnicas de hipersensibilización de gases formadores , enfriamiento criogénico ^[14] y amplificación de la luz, pero a partir de la década de 1970, después de la invención del CCD, las placas fotográficas fueron reemplazadas gradualmente por imágenes electrónicas en observatorios profesionales y amateurs. Los CCD son mucho más sensibles a la luz, no pierden sensibilidad con exposiciones prolongadas como lo hace la película (" fallo de reciprocidad "), tienen la capacidad de grabar en un rango espectral mucho más amplio y simplifican el almacenamiento de información. Los telescopios ahora utilizan muchas configuraciones de sensores CCD, incluyendo matrices lineales y grandes mosaicos de elementos CCD equivalentes a 100 millones de píxeles, diseñados para cubrir el plano focal de los telescopios que anteriormente usaban placas fotográficas de 10 a 14 pulgadas (25 a 36 cm). ^{[ cita requerida ]}

A finales del siglo XX se produjeron avances en la obtención de imágenes astronómicas en forma de nuevo hardware, con la construcción de telescopios gigantes de espejos múltiples y de espejos segmentados . También se vería la introducción de telescopios espaciales, como el telescopio espacial Hubble . Al operar fuera de la turbulencia de la atmósfera, la luz ambiental dispersa y los caprichos del clima, el telescopio espacial Hubble, con un diámetro de espejo de 2,4 metros (94 pulgadas), puede registrar estrellas de hasta magnitud 30, unas 100 veces más tenues que las que podía registrar el telescopio Mount Palomar Hale de 5 metros en 1949.

La astrofotografía es un pasatiempo popular entre fotógrafos y astrónomos aficionados. Las técnicas varían desde cámaras de película y digitales básicas sobre trípodes hasta métodos y equipos orientados a la toma de imágenes avanzadas. Los astrónomos aficionados y los fabricantes de telescopios aficionados también utilizan equipos caseros y dispositivos modificados.

Las imágenes se graban en muchos tipos de medios y dispositivos de imágenes, incluidas cámaras réflex de lente única , películas de 35 mm , películas de 120, cámaras réflex digitales de lente única , cámaras CCD y CMOS astronómicas fabricadas comercialmente de nivel amateur y de nivel profesional, cámaras de video e incluso cámaras web listas para usar que se utilizan para imágenes Lucky .

La película convencional que se vende sin receta se ha utilizado durante mucho tiempo para la astrofotografía. Las exposiciones en película varían de segundos a más de una hora. La película de color disponible comercialmente está sujeta a fallos de reciprocidad en exposiciones prolongadas, en las que la sensibilidad a la luz de diferentes longitudes de onda parece disminuir a diferentes velocidades a medida que aumenta el tiempo de exposición, lo que produce un cambio de color en la imagen y una reducción de la sensibilidad en general en función del tiempo. Esto se compensa, o al menos se reduce, enfriando la película (consulte Fotografía con cámara fría ). Esto también se puede compensar utilizando la misma técnica que se utiliza en la astronomía profesional de tomar fotografías en diferentes longitudes de onda que luego se combinan para crear una imagen en color correcta. Dado que la película es mucho más lenta que los sensores digitales, se pueden corregir pequeños errores en el seguimiento sin un efecto muy notable en la imagen final. La astrofotografía con película se está volviendo menos popular debido a los menores costos continuos, la mayor sensibilidad y la conveniencia de la fotografía digital .

Desde finales de los años 90, los aficionados han seguido el ejemplo de los observatorios profesionales en el cambio de la película a los CCD digitales para la obtención de imágenes astronómicas. Los CCD son más sensibles que la película, lo que permite tiempos de exposición mucho más cortos y tienen una respuesta lineal a la luz. Las imágenes se pueden capturar en muchas exposiciones cortas para crear una exposición larga sintética. Las cámaras digitales también tienen un mínimo o ningún componente móvil y la capacidad de ser operadas de forma remota mediante un control remoto infrarrojo o una conexión a un ordenador, lo que limita la vibración. Los dispositivos digitales sencillos, como las cámaras web, se pueden modificar para permitir el acceso al plano focal e incluso (después de cortar algunos cables), para realizar fotografías de larga exposición . También se utilizan cámaras de vídeo digitales. Existen muchas técnicas y equipos fabricados comercialmente para conectar cámaras réflex digitales de un solo objetivo (DSLR) e incluso cámaras básicas de apuntar y disparar a los telescopios. Las cámaras digitales de consumo sufren ruido de imagen durante exposiciones prolongadas, por lo que existen muchas técnicas para enfriar la cámara, incluida la refrigeración criogénica . Las empresas de equipos astronómicos también ofrecen ahora una amplia gama de cámaras CCD astronómicas diseñadas específicamente para este fin, completas con hardware y software de procesamiento. Muchas cámaras DSLR disponibles comercialmente tienen la capacidad de tomar exposiciones prolongadas combinadas con imágenes secuenciales ( time-lapse ), lo que permite al fotógrafo crear una imagen en movimiento del cielo nocturno. Las cámaras CMOS están reemplazando cada vez más a las cámaras CCD en el sector amateur. ^[15]

Tanto las imágenes de cámaras digitales como las imágenes de películas escaneadas suelen ajustarse en un software de procesamiento de imágenes para mejorar la imagen de alguna manera. Las imágenes se pueden iluminar y manipular en una computadora para ajustar el color y aumentar el contraste. Las técnicas más sofisticadas implican capturar múltiples imágenes (a veces miles) para componerlas juntas en un proceso aditivo para agudizar las imágenes y superar la visibilidad atmosférica , anular los problemas de seguimiento, resaltar los objetos débiles con una mala relación señal-ruido y filtrar la contaminación lumínica.

Las imágenes de cámaras digitales también pueden necesitar un procesamiento adicional para reducir el ruido de la imagen de las exposiciones prolongadas, incluida la eliminación de un "marco oscuro" y un procesamiento llamado apilamiento de imágenes o " Shift-and-add ". Existen paquetes comerciales, de software libre y de software gratuito específicamente para la manipulación de imágenes fotográficas astronómicas. ^[16]

La técnica de “ imágenes afortunadas ” consiste en tomar un video de un objeto en lugar de tomar fotografías estándar de larga exposición. El software puede seleccionar las imágenes de mayor calidad que luego se pueden apilar. ^[17]

Las imágenes astronómicas, al igual que la astronomía observacional y la fotografía de la exploración espacial , muestran objetos y fenómenos astronómicos en diferentes colores y brillos, y a menudo como imágenes compuestas. Esto se hace para resaltar diferentes características o reflejar diferentes condiciones, y hace que sea necesario tomar nota de estas condiciones.

Las imágenes que intentan reproducir el color y la apariencia reales de un objeto o fenómeno astronómico deben tener en cuenta muchos factores, incluido el funcionamiento del ojo humano. En particular, en diferentes condiciones atmosféricas, las imágenes deben evaluar varios factores para producir imágenes analizables o representativas, como las imágenes de misiones espaciales desde la superficie de Marte ^[18] , Venus ^{[19] [20] [21]} o Titán .

El equipo astrofotográfico que utilizan los astrónomos no profesionales varía mucho, ya que los fotógrafos van desde fotógrafos generales que toman algún tipo de imágenes estéticamente agradables hasta astrónomos aficionados muy serios que recopilan datos para la investigación científica. Como pasatiempo, la astrofotografía tiene muchos desafíos que superar que difieren de la fotografía convencional y de lo que normalmente se encuentra en la astronomía profesional.

Dado que la mayoría de las personas viven en áreas urbanas , el equipo a menudo debe ser portátil para poder llevarlo lejos de las luces de las grandes ciudades o pueblos para evitar la contaminación lumínica urbana . Los astrofotógrafos urbanos pueden usar filtros especiales de contaminación lumínica o de banda estrecha y técnicas avanzadas de procesamiento informático para reducir la luz urbana ambiental en el fondo de sus imágenes. También pueden limitarse a fotografiar objetos brillantes como el Sol, la Luna y los planetas. Otro método utilizado por los aficionados para evitar la contaminación lumínica es instalar, o alquilar tiempo, en un telescopio operado a distancia en un lugar de cielo oscuro. Otros desafíos incluyen la instalación y alineación de telescopios portátiles para un seguimiento preciso, trabajar dentro de las limitaciones de los equipos "listos para usar", la resistencia del equipo de monitoreo y, a veces, el seguimiento manual de objetos astronómicos durante exposiciones prolongadas en una amplia gama de condiciones climáticas.

Algunos fabricantes de cámaras modifican sus productos para ser utilizados como cámaras de astrofotografía, como la EOS 60Da de Canon , basada en la EOS 60D pero con un filtro infrarrojo modificado y un sensor de bajo ruido con mayor sensibilidad al hidrógeno alfa para una mejor captura de nebulosas de emisión de hidrógeno rojo. ^[22]

También existen cámaras diseñadas específicamente para la astrofotografía amateur basadas en sensores de imágenes disponibles comercialmente. También pueden permitir que el sensor se enfríe para reducir el ruido térmico en exposiciones prolongadas, proporcionar una lectura de imágenes en bruto y ser controladas desde una computadora para la toma de imágenes automatizada. La lectura de imágenes en bruto permite un mejor procesamiento posterior de las imágenes al conservar todos los datos de la imagen original que, junto con el apilamiento, puede ayudar a obtener imágenes de objetos tenues del cielo profundo.

Con una capacidad de luz muy baja, algunos modelos específicos de cámaras web son populares para la obtención de imágenes solares, lunares y planetarias. En su mayoría, se trata de cámaras enfocadas manualmente que contienen un sensor CCD en lugar del CMOS más común. Las lentes de estas cámaras se quitan y luego se conectan a telescopios para grabar imágenes, videos o ambos. En las técnicas más nuevas, se toman videos de objetos muy débiles y los fotogramas más nítidos del video se "apilan" para obtener una imagen fija de contraste respetable. Las Philips PCVC 740K y SPC 900 se encuentran entre las pocas cámaras web que gustan a los astrofotógrafos. Cualquier teléfono inteligente que permita exposiciones prolongadas se puede utilizar para este propósito, pero algunos teléfonos tienen un modo específico para astrofotografía que unirá múltiples exposiciones.

Fijo o trípode

Los tipos más básicos de fotografías astronómicas se realizan con cámaras estándar y lentes fotográficas montadas en una posición fija o en un trípode. A veces, los objetos en primer plano o los paisajes se componen en la toma. Los objetos fotografiados son constelaciones , configuraciones planetarias interesantes, meteoros y cometas brillantes. Los tiempos de exposición deben ser cortos (menos de un minuto) para evitar que la imagen puntual de las estrellas se convierta en una línea alargada debido a la rotación de la Tierra. Las distancias focales de las lentes de las cámaras suelen ser cortas, ya que las lentes más largas mostrarán la estela de la imagen en cuestión de segundos. Una regla general llamada regla de los 500 establece que, para mantener las estrellas como puntos,

Tiempo máximo de exposición en segundos = ⁠500/Distancia focal en mm × Factor de recorte⁠

independientemente de la apertura o la configuración ISO . ^[23] Por ejemplo, con una lente de 35 mm en un sensor APS-C , el tiempo máximo es ⁠500/35 × 1,5⁠ ≈ 9,5 s. Un cálculo más preciso tiene en cuenta el paso de píxeles y la declinación . ^[24]

Dejar que las estrellas se conviertan intencionadamente en líneas alargadas en exposiciones que duran varios minutos o incluso horas, llamadas “ estelas de estrellas ”, es una técnica artística que se utiliza a veces.

Monturas de seguimiento

Las monturas de telescopio que compensan la rotación de la Tierra se utilizan para exposiciones más prolongadas sin que los objetos se vean borrosos. Incluyen monturas ecuatoriales comerciales y dispositivos ecuatoriales caseros como los rastreadores de puertas de granero y las plataformas ecuatoriales . Las monturas pueden sufrir imprecisiones debido al juego en los engranajes, el viento y un equilibrio imperfecto, por lo que se utiliza una técnica llamada autoguiado como un sistema de retroalimentación cerrado para corregir estas imprecisiones. ^[25]

Las monturas de seguimiento pueden presentarse en dos formas: de un solo eje y de dos ejes. Las monturas de un solo eje se conocen a menudo como rastreadores de estrellas. Los rastreadores de estrellas tienen un solo motor que impulsa el eje de ascensión recta . Esto permite que la montura compense la rotación de la Tierra. Los rastreadores de estrellas dependen de que el usuario se asegure de que la montura esté alineada polarmente con alta precisión, ya que no es posible corregirla en el eje de declinación secundario, lo que limita los tiempos de exposición.

Las monturas de doble eje utilizan dos motores para impulsar tanto el eje de ascensión recta como el de declinación a la vez. Esta montura compensará la rotación de la Tierra impulsando el eje de ascensión recta, de forma similar a un rastreador de estrellas. Sin embargo, utilizando un sistema de guía automática, también se puede impulsar el eje de declinación secundario, compensando los errores en la alineación polar, lo que permite tiempos de exposición significativamente más largos. ^[26]

Fotografía "a cuestas"

La fotografía astronómica piggyback es un método en el que se monta una cámara/lente en un telescopio astronómico montado ecuatorialmente. El telescopio se utiliza como telescopio guía para mantener el campo de visión centrado durante la exposición. Esto permite que la cámara utilice una exposición más prolongada o una lente de mayor distancia focal o incluso que se la conecte a algún tipo de telescopio fotográfico coaxial con el telescopio principal.

Fotografía con telescopio en el plano focal

En este tipo de fotografía, el telescopio en sí se utiliza como "lente" que recoge la luz para la película o el CCD de la cámara. Aunque esto permite utilizar el aumento y el poder de captación de luz del telescopio, es uno de los métodos de astrofotografía más difíciles. ^[27] Esto se debe a las dificultades para centrar y enfocar objetos a veces muy tenues en el estrecho campo de visión, a la lucha contra la vibración aumentada y los errores de seguimiento, y al gasto adicional del equipo (como monturas de telescopio suficientemente resistentes, monturas de cámara, acopladores de cámara, guías fuera de eje, telescopios guía, retículas iluminadas o guías automáticas montadas en el telescopio principal o en el telescopio guía). Hay varias formas diferentes de conectar cámaras (con lentes extraíbles) a los telescopios astronómicos amateur, entre ellas: ^{[28] [29]}

• Enfoque principal : en este método, la imagen producida por el telescopio cae directamente sobre la película o el CCD sin ninguna óptica intermedia ni ocular del telescopio.
• Proyección positiva : método en el que se utiliza el ocular del telescopio ( proyección ocular ) o una lente positiva (colocada después del plano focal del objetivo del telescopio) para proyectar una imagen mucho más ampliada directamente sobre la película o el CCD. Dado que la imagen se amplía con un campo de visión estrecho, este método se utiliza generalmente para la fotografía lunar y planetaria.
• Proyección negativa : este método, al igual que la proyección positiva, produce una imagen ampliada. Se coloca una lente negativa, normalmente una Barlow o un teleconvertidor fotográfico , en el cono de luz, antes del plano focal del objetivo del telescopio.
• Compresión : la compresión utiliza una lente positiva (también llamada reductor focal ), colocada en el cono convergente de luz antes del plano focal del objetivo del telescopio, para reducir la ampliación general de la imagen. Se utiliza en telescopios de distancia focal muy larga, como Maksutovs y Schmidt-Cassegrain , para obtener un campo de visión más amplio o para reducir la relación focal de la configuración, aumentando así la velocidad del sistema . ^[30]

Cuando no se quita la lente de la cámara (o no se puede quitar), un método común utilizado es la fotografía afocal , también llamada proyección afocal . En este método, tanto la lente de la cámara como el ocular del telescopio están unidos. Cuando ambos están enfocados al infinito, la trayectoria de la luz entre ellos es paralela ( afocal ), lo que permite que la cámara fotografíe básicamente cualquier cosa que el observador pueda ver. Este método funciona bien para capturar imágenes de la luna y planetas más brillantes, así como imágenes de campo estrecho de estrellas y nebulosas. La fotografía afocal era común en las cámaras de nivel de consumidor de principios del siglo XX, ya que muchos modelos tenían lentes no extraíbles. Ha crecido en popularidad con la introducción de las cámaras digitales de apuntar y disparar , ya que la mayoría de los modelos también tienen lentes no extraíbles.

Los filtros se pueden clasificar en dos clases: de banda ancha y de banda estrecha. Los filtros de banda ancha permiten el paso de una amplia gama de longitudes de onda, eliminando pequeñas cantidades de contaminación lumínica. Los filtros de banda estrecha solo permiten el paso de luz de longitudes de onda muy específicas, bloqueando la gran mayoría del espectro.

Los filtros astronómicos suelen venir en juegos y se fabrican según estándares específicos para permitir que distintos observatorios realicen observaciones con el mismo estándar. Un estándar de filtro común en la comunidad astronómica es el Johnson Morgan UVB, diseñado para que la respuesta de color de un CCD coincida con la de la película fotográfica. Sin embargo, hay más de 200 estándares disponibles. ^[31]

Telescopio remoto

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El rápido acceso a Internet en la última parte del siglo XX y los avances en monturas de telescopios controladas por computadora y cámaras CCD permiten el uso de "telescopios remotos" para que los astrónomos aficionados que no están alineados con las principales instalaciones de telescopios participen en investigaciones y en la toma de imágenes del cielo profundo. Esto permite al fotógrafo controlar un telescopio que se encuentra lejos en un lugar oscuro. Los observadores pueden tomar imágenes a través de los telescopios utilizando cámaras CCD.

La obtención de imágenes se puede realizar independientemente de la ubicación del usuario o de los telescopios que desee utilizar. Los datos digitales recopilados por el telescopio se transmiten y muestran al usuario a través de Internet. Un ejemplo de operación remota de un telescopio digital para uso público a través de Internet es el Observatorio Bareket .

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  Fotografía con exposición de 20 segundos tomada con una cámara DSLR montada en un trípode y una lente de 18-55 mm
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  Cámara fija montada en trípode que captura " rastros de estrellas "
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  Estelas de estrellas fotografiadas en órbita terrestre desde la Estación Espacial Internacional
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  Imagen de un eclipse solar tomada con un trípode fijo utilizando una cámara réflex digital con un objetivo de 500 mm
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  Exposición de 1 minuto con película ISO 800, lente gran angular, colocada sobre un telescopio ecuatorial
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  Cometa Hale-Bopp , cámara con un objetivo de 300 mm acoplado
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  Imagen en película de la galaxia de Andrómeda tomada con el foco principal de un telescopio Schmidt-Newton de 8" f/4
• 
  Nebulosas de la Laguna y Trífida en un montaje de dos exposiciones de película con un telescopio Schmidt-Newton de 8", guiado manualmente
• 
  Imagen de la luna tomada con una cámara digital Nikon Coolpix P5000 mediante proyección afocal a través de un telescopio Schmidt-Cassegrain de 8 pulgadas
• 
  La Luna fotografiada utilizando la técnica Afocal , utilizando 10 segundos de vídeo apilados para crear una imagen final.
• 
  Una composición de varias fotografías digitales SLR compiladas en Photoshop tomadas mediante proyección ocular desde un telescopio Schmidt Cassegrain de 8 pulgadas.
• 
  Imagen de Saturno obtenida mediante proyección negativa ( lente Barlow ) con una cámara web acoplada a un telescopio newtoniano de 250 mm . Se trata de una imagen compuesta a partir del 10 % de las mejores exposiciones de 1200 imágenes.
• 
  Júpiter fotografiado utilizando la técnica Afocal , utilizando 10 segundos de vídeo apilados para crear una imagen final.

Astrofotógrafos

• Bakich, Michael E. (2003). La enciclopedia de Cambridge de astronomía amateur. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-81298-4.OCLC 50511043  .
• Michael R. Peres (2007). Enciclopedia focal de fotografía: imágenes digitales, teoría y aplicaciones, historia y ciencia. Taylor & Francis. pág. 508. ISBN 978-0-240-80740-9.
• WikiHOW - Cómo fotografiar el cielo nocturno (astrofotografía)

• "Fotografía celestial"  . Encyclopædia Britannica . Vol. 21 (11.ª ed.). 1911. págs. 523–525.
• Gran colección de fotografías astronómicas tomadas desde el Observatorio Lick del Archivo Digital de Registros del Observatorio Lick, Colecciones Digitales de la Biblioteca de la UC Santa Cruz
• Cronología de la historia de la astrofotografía: 1800–1860, 1861–1900
• Una de las primeras fotografías del Sol (tomada en 1845)
• Peter Abrahams: La historia temprana de la astrofotografía
• Ricky Leon Murphy: CCD versus película de placa profesional (astronomyonline.org)
• La historia de la astrofotografía (astrosurf.com)
• Técnicas de astrofotografía – Astropix.com
• Descripción de los tipos de imágenes utilizadas en astrofotografía.
• La belleza del espacio Documental fotográfico producido por Off Book (serie web)
• Guía para principiantes de astrofotografía (cielos y telescopios)
• ¿Qué es la astrofotografía?