Fotografiar cúmulos globulares en la Galaxia de Andrómeda M31

Fotografiar cúmulos globulares en la Galaxia de Andrómeda M31

La galaxia de Andrómeda es un blanco frecuente de la astrofotografía amateur. Sin embargo, el enjambre de cúmulos globulares que orbitan esta galaxia a menudo pasan desapercibidos en muchas fotografías, aunque un buen número de estos objetos sean fácilmente capturados por equipos modestos.

Los cúmulos globulares que orbitan nuestra propia galaxia, como el Gran Cúmulo de Hércules M13, se nos muestran en todo su esplendor debido a su relativa cercanía. Sin embargo, los cúmulos que orbitan alrededor de otras galaxias, salvo excepciones, tienen apariencia estelar para los equipos de aficionados, debido a la enorme distancia que nos separa de ellos. Las excepciones con apariencia no estelar se vuelven por ese motivo doblemente interesantes y la cantidad de ellas que puedas capturar con tu equipo dependerá de sus límites de resolución y de la visibilidad atmosférica a la que estés sujeto.

¿Cómo localizar los cúmulos globulares que orbitan Andrómeda en tu fotografía?

Se desconoce el número total de estos cúmulos y la lista sigue creciendo conforme se van detectando y confirmando nuevos candidatos sometidos a técnicas cada vez más sofisticadas de observación.

Como punto de partida puedes hacerte una idea examinando las fotografías de Robert Gendler (Andrómeda y su Núcleo) y para mayor detalle consultar el Catálogo de Bolonia RBC (a través de la Universidad de Bolonia o en la base de datos Heasarc de la NASA). También es muy sencillo emplear el atlas celeste Aladin para localizar cúmulos concretos.

El RBC asigna a cada cúmulo uno o varios códigos de identificación consistentes en un prefijo de letras, que hacen referencia a una publicación científica concreta, seguido de un número que identifica el cúmulo dentro de esa publicación.

Por ejemplo, arriba Rob Gendler emplea en el prefijo G que hace referencia a la publicación de 1977 realizada por Sargent y otros, pero un mismo cúmulo puede recibir otros nombres: G279 es también B224 (en la publicación de Battistini y otros) o V112 (en Vetesnik, 1962).

Para localizar este cúmulo en Aladin basta con entrar su nombre en la barra de búsqueda, aunque en lugar de emplear el prefijo del catálogo RBC debes emplear un prefijo propio de Aladin. En el ejemplo puedes buscar en Aladin  «SKHB 279», «Bol 224» o «V62 112». Las tres denominaciones te llevarán al mismo cúmulo globular.

A continuación puedes ver la tabla de prefijos empleados por RBC y Aladin y sus publicaciones científicas de referencia:

Prefijo                  Prefijo

RBC                        Aladin                  Publicación                                       Vínculo

AU                         ACH                      Auriere et al. (1992)                       1992A&A…256…95A

B                             Bol                         Battistini et al. (1980)                     1980A&AS…42..357B

B                             Bol                         Battistini et al. (1987)                     1987A&AS…67..447B

B                             Bol                         Battistini et al. (1993)                     1993A&A…272…77B

BA                          BA                          Baade & Arp (1964)                        1964ApJ…139.1027B

BH                          [BHB2000]       Barmby & Huchra (2001)              2001AJ….122.2458B

C                                                              Kang et al. (2012)                            2012ApJS..199…37K

DA(O)                   [CCS85]                  Crampton et al. (1985)                  1985ApJ…288..494C

G                            [SKHB]                 Sargent et al. (1977)                      1977AJ…..82..947S

M                           [MKK98]M 31  Mochejska et al. (1998)                    1998AcA….48..455M

NB                         NBol                      Battistini et al. (1993)                    1993A&A…272…77B

SH                          [S73]                    Sharov (1973)                                  1973SvA….17..174S

                                                                 Sharov & Lyutyi (1983)                  1983Ap&SS. 90..371S

                                [S73]                     Sharov & Lyutyi (1985)                  1985AstL…11..248S

SK                          [KLG2007]         Kim et al. (2007)                              2007AJ….134..706K

V                            [V62}                    Vetesnik (1962)                                   1962BAICz..13..180V

Cómo diferenciar los cúmulos estelares de las estrellas en fotografía amateur

Los cúmulos globulares extragalácticos resultan indistinguibles de estrellas salvo excepciones. Con las herramientas de localización comentadas en el apartado anterior puedes lograr ubicarlos en el marco de tu fotografía para realizar composiciones como las de esta fotografía de M110 o el ejemplo anterior de Gendler.

No obstante, dependiendo del equipo y condiciones atmosféricas que manejes puedes plantearte lograr una fotografía en que la apariencia de estos objetos no sea estelar, es decir, lograr que se aprecie su naturaleza de objeto extenso. Los mejores candidatos para tener éxito son los cúmulos más extensos y de mayor brillo.

Para conocer la magnitud de los cúmulos puedes utilizar por ejemplo estos datos de Hearsac. Y para conocer su tamaño puedes apoyarte en el FWQM  ofrecido por Crampton et al 1985. El Full Width Quarter Maximum (FWQM), de forma análoga al FWHM, mide el tamaño aparente del cúmulo en segundos de arco desde su punto de máximo brillo hasta que el brillo desciende a una cuarta parte de su valor máximo.

A mi modo de ver, algunos de los cúmulos más asequibles serían los siguientes (FWQM>3)

Cúmulo               AR                          Dec                      Magnitud           FWQM

B023-G078          00 41 01.187       +41 13 45.79       14.220                  3.2

B338-G076          00 40 58.870       +40 35 47.79       14.250                  3.6

B218-G272          00 44 14.327       +41 19 19.32       14.790                  3.4

VDB0-B195D      00 40 29.407       +40 36 14.92       14.816                  5.7

B206-G257          00 43 58.618       +41 30 17.97       15.060                  3.2

B171-G222          00 43 25.605       +41 15 37.13       15.217                  3.2

B224-G279          00 44 27.070       +41 28 49.71       15.450                  4.9

B201-G250          00 43 52.843       +41 09 57.88       15.900                  3.4     

Fotografía de cúmulos estelares en M31

En todas las fotografías que siguen utilicé las capturas descritas al final de artículo. Puedes consultar los pasos básicos en la sección dedicada a La Sesión Fotográfica en Tutoriales. Las tomas de calibración distan de ser ideales (sin flats y únicamente 2 darks), aunque la visibilidad atmosférica fue propicia. Con Deep Sky Stacker utilicé un Rectágulo a Medida con Drizzle 3x sobre la zona resaltada en la imagen con el objetivo de ganar resolución en la medida de lo posible.

Respecto al procesado posterior, me limité a corregir el color con ajustes lineales en Fitswork para posteriormente estirar el histograma en Photoshop. No he utilizado ninguna otra técnica de procesado (ni limpieza del ruido, ni wavelets, ni deconvoluciones ni sharpening…) para evitar introducir artefactos en la medida de lo posible. Las fotografías de los cúmulos son recortes en las zonas señaladas a continuación dentro del Rectangulo a Medida.

Las curvas de brillo se han calculado con IRIS directamente sobre el fichero de salida de Deep Sky Stacker.

Cúmulo Globular VDB0 o B195D

Con el mayor FWQM entre los cúmulos de brillo elevado, parece el candidato ideal para este tipo de fotografía. Me quedó fuera del campo de las capturas aunque no descarto dedicarle una sesión más adelante.

Cúmulo Globular B224 o G279

Con el segundo mayor FWQM del listado, este cúmulo es sencillo de localizar en la fotografía como parte de un asterismo al noreste del núcleo galáctico. En la fotografía, G279 tiene una apariencia difuminada que lo distingue de las estrellas con bordes nítidos.

Como esto no deja de ser una apreciación subjetiva, a continuación puedes ver la curva de brillo de G279 comparada con la de algunas estrellas cercanas. El brillo de los objetos estelares cae más rápidamente que en el cúmulo, confirmando la apreciación visual de objeto difuminado.

Cúmulo Globular B338 o G076

El tercero en la lista por FWQM también me quedó fuera de campo, en la misma región de Andrómeda que el anterior cúmulo.

Cúmulo Globular B201 o G250

Este cúmulo forma parte de las capturas pero no del Rectángulo a Medida seleccionado, así que he preferido no incluirlo por el momento en los resultados. Tengo pendiente realizar un segundo procesado con un Rectángulo a Medida que lo contenga. En otro procesado previo sin Rectángulo a Medida el cúmulo parece mantener una apariencia difuminada, aunque se encuentra próximo a una estrella que me dificulta el cálculo de la curva de brillo en IRIS para confirmar su comportamiento.

Cúmulo Globular B218 o G272

Para mi sorpresa G272 muestra también, aunque muy débilmente, una apariencia más difusa que el de las estrellas próximas, como confirman también las curvas de brillo comparadas. Este cúmulo también es sencillo de localizar al Este del núcleo galáctico.

Cúmulo Globular B206 o G257   

Este cúmulo es próximo a G279. Su apariencia no muestra las características difuminadas de los dos casos anteriores en la inspección visual, aunque la comparación de curvas de brillo sigue mostrando algunas diferencias con los objetos estelares. Asumo que empezamos a entrar en un terreno límite para las posibilidades de las capturas realizadas.

Cúmulo Globular B023 o G078  

Este rectángulo no forma parte del Rectángulo a Medida, aunque no ofrece grandes expectativas en mi caso, dado que su FWQM es igual al caso anterior G257.

Cúmulo Globular B171 o G222  

Este rectángulo no forma parte del Rectángulo a Medida, aunque no ofrece grandes expectativas en mi caso, dado que su FWQM es igual al caso anterior G257.

Detalles técnicos de la fotografía

Port de la Carrasqueta (Alacant) – España

29 Octubre 2016

Skywatcher150/750 sobre NEQ3-2 con motor AR

Canon 400D foco primario, corrector de coma

Lights 36x90s ISO 800

Darks 2x90s ISO800

Flats N/A

Bias 20 x 1/4000s

Procesado Deep Sky Stacker (Drizzle 3x), Photoshop CS3, Fitswork

Temperatura 15ºC

Seeing 9

Transparencia 9

Viento 2 km/h