Cómo fotografiar el Gran Cúmulo de Hércules M13

Cómo fotografiar el Gran Cúmulo de Hércules M13

El Gran Cúmulo de Hércules, o M13 en el catálogo Messier, es un objeto visible a simple vista con un cielo oscuro, dado el brillo que le otorgan los varios cientos de miles de estrellas que lo componen.

Con prismáticos podrás apreciarlo como una bola borrosa similar a la coma de un cometa, aunque para resolver sus estrellas necesitarás utilizar un telescopio. Con tubos de apertura limitada, por debajo de 100-120 mm, podrás distinguir unas pocas estrellas en el cúmulo, que comenzarán a multiplicarse conforme aumentes la apertura del equipo.

Por último, fotografiar el cúmulo te permitirá captar fácilmente estrellas de brillo muy inferior al observable visualmente y mostrar esta impresionante aglomeración de estrellas en todo su esplendor.

Entre las curiosidades relacionadas con M13, en 1974 se emitió un mensaje desde el observatorio de Arecibo en dirección al Cúmulo de Hércules, como parte de un experimento realizado para establecer contacto con posibles civilizaciones extraterrestres. Contenía información codificada sobre el ADN humano, números atómicos o la posición de la Tierra entre otras informaciones. Sin embargo, dado que este cúmulo se encuentra a unos 25,100 años luz, me temo que tendremos que esperar unos cuantos milenios antes de recibir cualquier respuesta de posibles alienígenas.

¿Dónde localizar el cúmulo de Hércules?

Como su nombre indica, el cúmulo se encuentra en la constelación de Hércules, ubicado en el recuadro mostrado en la siguiente carta celeste. Con el buscador del telescopio puedes partir de la estrella Eta Herculis, y dirigirte hacia el Sur o bien partir de Zeta Herculis y dirigirte hacia el Norte. El cúmulo se encuentra a medio camino entre estas dos estrellas fácilmente localizables.

Fuente: Stellarium

¿Qué es un cúmulo globular?

Un cúmulo globular es básicamente una acumulación de estrellas unidas por fuerza gravitatoria y con forma aproximadamente esférica. En nuestra vía láctea se conocen unos 150 objetos similares, distribuidos en el halo esférico que rodea el disco de la galaxia y orbitando su núcleo. También se han identificado cúmulos globulares en los halos de otras galaxias observadas.

Las estrellas que componen estos cúmulos son viejas, algunas casi tanto como el Universo, lo que les otorga un color amarillento o rojizo dada la carencia de jóvenes estrellas azules. Estos astros disponen de una baja concentración de metales, más frecuentes en estrellas formadas posteriormente y que incorporarían los materiales metálicos cocinados en los hornos termonucleares de sus predecesoras.

El origen de estos enjambres de estrellas sigue siendo debatido: podrían ser resultado de la aglomeración gravitatoria de nubes de gas ancestral  de nuestra propia galaxia o podrían ser antiguos núcleos de galaxias menores fagocitadas posteriormente por nuestra Vía Láctea.

¿Qué interés tienen los cúmulos para la astronomía?

Los cúmulos han tenido relevancia para la astronomía por varios motivos.

En primer lugar, su distribución no uniforme en el cielo nocturno permitió sospechar que nuestro Sol se encuentra en las afueras de la Vía Láctea y no en su centro, como se confirmó posteriormente. Los cúmulos parecen distribuirse alrededor de un punto en la constelación de Sagitario, donde se ubica actualmente el centro de nuestra galaxia.

Por otro lado, los cúmulos ofrecen una muestra de estrellas situadas aproximadamente a la misma distancia de la Tierra. Esto permite comparar sus propiedades sin los inconvenientes que tiene estudiar astros situados a distancias distintas y parcialmente inciertas. Si una estrella brilla más que otra en el cielo puede deberse a que emite más luz o a que se encuentra más cerca, pero en un cúmulo la distancia a la Tierra es aproximadamente la misma para todas las estrellas, lo que permite comparar el brillo observado con otras propiedades de los astros, por ejemplo su color, e inferir relaciones útiles que pueden posteriormente extrapolarse al resto de astros.

Finalmente, el enjambre de estrellas que compone cada cúmulo sigue una misma trayectoria respecto a la Tierra, lo que también permite realizar calibraciones de diferentes medidas. Por ejemplo, midiendo las velocidades transversales y radiales de sus componentes, estas pueden proyectarse sobre lo que sería un punto de fuga. A partir de ahí, un poco de abracadabra trigonométrico permite calcular la distancia a la que se encuentra el cúmulo y cada uno de sus componentes. Y esto es importante para lograr medir distancias dentro de nuestra galaxia y también fuera de ella.

Cómo fotografiar el cúmulo de Hércules M13

  • Tamaño aparente y resolución: Con unos 20 minutos de arco en el cielo, unos dos tercios del diámetro que tiene la luna llena, M13 es un objeto relativamente grande que no requiere focales excesivas. Puedes hacerte una idea del resultado consultando las distancias focales aplicadas a la luna.  Sin embargo, incrementar la resolución te permitirá resolver un mayor número de estrellas individuales. La resolución está limitada por la apertura del tubo que utilices, pero para un mismo tubo es crítico realizar una alineación polar y enfoque correctos y tener en cuenta las limitaciones que impone el seeing atmosférico.
  • Brillo: su magnitud 5.8 también lo hace sencillo de capturar, aunque las exposiciones largas te permitirán captar un número mayor de estrellas. Ten cuidado de no sobreexponer el núcleo del cúmulo en tus subexposiciones.
  • Color: todas las estrellas del cúmulo nacieron en una misma etapa y su color viene determinado por la velocidad a la que evolucionaron en función de su masa inicial. Procura que tu fotografía capte los diferentes matices de color con las gigantes rojas y azules que salpican el cúmulo de diferentes tonalidades.
  • Exposición: es preferible evitar realizar subexposiciones muy largas para evitar los efectos indeseados de la alineación polar y seguimiento o del seeing atmosférico. Una apertura elevada te permitirá captar suficiente luz para mantener subexposiciones relativamente breves y esto te permitirá lograr estrellas más puntuales y pequeñas para resolverlas como objetos individuales. Debes evitar también subexposiciones largas que saturen las estrellas, con lo que se perderían los matices de color. Subexposiciones de 30 segundos o 1 minuto serían suficientes para realizar posteriormente un apilado, aunque puedes extenderlas más allá siempre que evites sobre-exponer las estrellas.
  • Enfoque: como en cualquier fotografía, un enfoque preciso es vital para contribuir al resultado, tanto en la capacidad de captar estrellas como en la capacidad de resolverlas individualmente.
  • Procesado: para lograr resaltar las tonalidades de las estrellas  necesitarás realizar un procesado cuidadoso que ponga de manifiesto las tonalidades de las estrellas que salpican este cúmulo.

Análisis de la fotografía

En la fotografía destacan objetos diversos a distancias muy diferentes:

  • M13: el cúmulo globular de Hércules con magnitud 5.9 y situado a 25,100 años luz de distancia.
  • HD 150679: la estrella brillante de color azul, con magnitud 7.3 y situada a unos 385 años luz.
  • HD 150998: la estrella brillante de color anaranjado,  con magnitud 6.8 y situada a 1,832 años luz.
  • NGC 6207: en el lado derecho correspondiente al Norte celeste, aparece la forma alargada de una galaxia espiral que abarca unos 3×1 minutos de arco, con magnitud 11.7. Lo que parece ser un núcleo brillante es en realidad una estrella de nuestra propia galaxia situada casualmente en ese punto. Esta galaxia está situada a unos 30 millones de años luz de nosotros. 
  • IC 4617: El mayor reto en el marco de la fotografía del encabezado, apenas visible como un pequeño segmento de luz. Se trata de una distante galaxia situada a unos 500 millones de años luz de nosotros y magnitud 15.

La resolución de la fotografía es mejorable, probablemente debido a deficiencias en la alineación polar o errores de seguimiento combinados con efectos de seeing atmosférico y quizás ligeras desviaciones en el enfoque o colimación. El FWHM de la fotografía es de unos 3 píxeles que con la escala de píxel utilizada equivalen a unos 4.5 segundos de arco.  El equipo utilizado debería permitirme mejorar estos resultados con una alineación y enfoque más cuidadosos. Otra opción es seleccionar las mejores tomas para reducir el aunque sea a costa de incrementar el ruido en la fotografía, aunque ya me vi obligado a desechar la mitad de las tomas de la sesión por ráfagas de viento o por el error periódico de la montura.

El color de la fotografía ha requerido un procesado sencillo aunque cuidadoso, utilizando en primer lugar Deep Sky Stacker y posteriormente Photoshop CS3. Resaltar el delicado color anaranjado de algunas de las estrellas del cúmulo evitando quemar su núcleo requiere equilibrar adecuadamente el color, sobre todo partiendo de tomas con alta contaminación lumínica como las de esta fotografía realizada en entorno urbano, donde los colores del cielo aparecen muy desplazados hacia el rojo.

Utilicé un corrector de coma para evitar los defectos asociados al diseño de reflectores rápidos, sin embargo la ampliación muestra estrellas ligeramente alargadas debido a un alineación deficiente quizás magnificada por el proceso de apilado. 

Detalles técnicos de la fotografía

M13 Cúmulo de Hércules                         Sant Vicent del Rapeig (Alacant), 9 Julio 2016

SW150/750 EQ3.2                                          Lights    26 x 90s ISO 200

Canon 400D sin modificar                           Darks    20 x 90s

Foco primario, corrector coma                   Flats      25, cielo crepuscular

Procesado DSS, PS CS3                                 Bias        20

Seeing 8/10                                                          Temperatura 20ºC

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