Galáctica-S

GALÁCTICA

De esta manera disponemos de una espléndida visión panorámica de nuestra galaxia y al mismo tiempo la posibilidad de observar su entorno y otras galaxias más lejanas.

Con tan solo una cámara comercial (DSLR modificada, transmitancia total en el espectro visible) acoplada a un teleobjetivo de alta calidad sobre una montura ecuatorial, se realizará un mosaico de la zona del cielo abarcada por la Vía Láctea para posteriormente crear una imagen única -gigapan- que mostrará con detalle extremo nuestra galaxia tal como la vemos desde nuestro planeta.

La obtención de dicha gigapan proporcionará una enorme cantidad de información que dará lugar a numerosos recursos y productos de carácter divulgativo y educativo.

Figura 1.- Panorámica de la Vía Láctea de invierno obtenida desde el Parque Nacional del Teide. Esta imagen fue APOD (Astronomy Picture Of the Day) de la NASA (créditos J.C. Casado  / starryearth.com).

GALÁCTICA es un proyecto para la realización de la mayor gigapan o mosaicing de nuestra galaxia, la Vía Láctea, con medios convencionales y sin pertenecer a los surveys del cielo de los grandes observatorios profesionales (POSS, 2MASS).  GALÁCTICA constituirá una obra de referencia y guía inestimable por su interpretación directa (rango del visible, semejante a visión humana), límite de detección (tanto estrellas como otros objetos galácticos) e información contenida. Con tan solo una cámara comercial (DSLR modificada, transmitancia total en el espectro visible) acoplada a un teleobjetivo de alta calidad sobre una montura ecuatorial, se realizará un mosaico de la zona del cielo abarcada por la Vía Láctea para posteriormente crear una imagen única -gigapan- que mostrará con detalle extremo nuestra galaxia tal como la vemos desde nuestro planeta. La obtención de dicha gigapan proporcionará una enorme cantidad de información que dará lugar a numerosos recursos y productos de carácter divulgativo y educativo. El campo de cielo cubierto será de 360º x 60º (30º a cada lado del ecuador galáctico, ver figura 2). En total el área cubierta por GALACTICA será el 33% del total del firmamento.  Para llevar a cabo GALÁCTICA son necesarias observaciones desde el hemisferio Norte GALÁCTICA-N (70%) y Sur GALÁCTICA-S (30%). Durante la convocatoria de ayudas de la FECYT del año 2016 el IAC obtuvo financiación para realizar GALÁCTICA-N (FCT-16-10954). Se pueden ver los progresos del proyecto en el portal http://galactica.astroaula.net  (ver figura 3).

Figura 2.- Mosaico de imágenes de B33 Horsehead Nebula obtenido en GALÁCTICA-N. B33 Es una nube de gas fría y oscura, situada a unos 1500 años luz de la Tierra, al sur del extremo izquierdo del cinturón de Orión. Forma parte del Complejo de Nubes Moleculares de Orión, y mide aproximadamente 3,5 años luz de ancho. Esta nebulosa oscura es visible por contraste, ya que aparece por delante de la nebulosa de emisión IC 434

Realización

La primera parte y más importante, es la captación de todas las imágenes necesarias para obtener la gigapan de la Vía Láctea.  Para GALÁCTICA-S se utilizará el mismo equipo de GALÁCTICA-N que es el siguiente:

  • Cámara Canon 6D modificada acoplada a teleobjetivo 200 mm f/1.8 de alta luminosidad y gran calidad óptica. El campo cubre un área del cielo aproximada de 4×6 grados con magnitud límite 17 y una escala de 7” por píxel.
  • Cámara Sony alpha7S modificada acoplada a un teleobjetivo 400 mm f/2.8 de alta luminosidad y gran calidad óptica. El campo cubrirá un área de cielo aproximada de 3×4 grados con magnitud límite 17 y una escala de algo más de 3” por píxel. Este sistema se está usando para obtener las imágenes de alta calidad de los objetos que formarán parte de la colección de fauna galáctica (ver entregables).

Cada campo se fotografiará 4 veces con exposiciones largas (60s) y otras tantas veces con exposiciones cortas (10s) para obtener imágenes HDR de zonas con amplio rango de luminosidades (como nebulosas brillantes de emisión) y asimismo aumentar la relación señal-ruido. Se efectuarán tomas de calibración (darks, bias, flats) para mejorar la calidad de cada imagen final. Todo el conjunto -las dos cámaras-objetivos- está acoplado a una montura ecuatorial que permitirá compensar el movimiento de rotación de la Tierra y apuntar con precisión a la zona del cielo requerida. La cámara y la montura se controlan mediante software tanto sobre el terreno como remotamente, facilitando la obtención de las tomas. Para cubrir esta superficie con el objetivo y el área mínima de superposición (necesaria para la posterior fase de ensamblado de mosaicos) serán necesarios unos 1.640 campos. Con las diferentes tomas (4 largas y 4 cortas) serán en total 13.120 exposiciones, además de las imágenes de calibración. El tiempo total estimado es:

Exposiciones largas: 4*1.640 campos * (60s/campo + 15 s/lectura&escritura) = 137h

Exposiciones cortas: 4*1.640 campos * (10s/campo + 15 s/lectura&escritura) = 46h

Imágenes calibración y apuntado telescopio: 1640 campos * 300s  = 137h

El tiempo total necesario son de 320h que suponiendo una media 4h de observación por noche (debe tenerse en cuenta que la zona observable debe situarse 20º por encima del horizonte) son 80 noches. Sólo se está observando en las noches oscuras (sin Luna o con una Luna con superficie iluminada por debajo del 15%) lo que supone un total de 10 noches por mes que con un aprovechamiento del 80% (pérdidas de noches por problemas instrumentales y/o mal tiempo) son 8 noches por mes, es decir 10 meses.</p

 

Con 7 meses naturales de observación GALÁCTICA-N ha cubierto el 70% del proyecto (o unas 8.746 exposiciones). Por tanto  GALÁCTICA-S necesitará de un mínimo de 3 meses para finalizar el proyecto.

Para ejecutar las observaciones de GALÁCTICA-S serán necesarias dos estancias en el hemisferio sur para montar/desmontar toda la instrumentación y serán en los meses de agosto y noviembre, respectivamente.  Las observaciones de  GALÁCTICA-S cubrirán aproximadamente el 33 % del total de GALACTICA, unas 4.730 exposiciones, incluyendo las zonas de intersección necesarias para realizar el solapamiento adecuado con los campos de GALÁCTICA-N (figura 3).

Figura 3.- Mapa del cielo en coordenadas galácticas mostrando las zonas cubiertas por GALACTICA-S de verano (color rojo),  GALACTICA-S de invierno (color amarillo) y GALACTICA-N (color azul).

Las imágenes de GALÁCTICA-N abarcarán, además, regiones y objetos interesantes adyacentes al plano galáctico como la constelación de Orión, la galaxia Andrómeda o el cúmulo estelar Las Pléyades.

Las imágenes de GALÁCTICA-S abarcarán, además, regiones y objetos interesantes adyacentes al plano galáctico como la constelación de la Cruz del Sur y el Saco de Carbón, la nebulosa eta Carinae, el cúmulo globular omega Centauri y las Nubes de Magallanes.  La planificación de GALÁCTICA-S por meses será la siguiente:

→ Agosto-septiembre: longitudes galácticas 300º a 0º (constelaciones de Scorpius, Corona Australis, Telescopium, Ara, Norma, Lupus, Triangulum Australis, Circinus, Centaurus, Apus, Musca, Crux y Octans).

→ Octubre-noviembre: longitudes galácticas 300º a 220º (constelaciones de Vela, Carina, Volans, Pyxis, Puppis, Columba, Lepus y Canis Major ).

Lugar de Observación

Mientras que las imágenes de GALÁCTICA-N desde el hemisferio Norte se está realizando desde el Observatorio del Teide (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife), la obtención de las tomas de GALÁCTICA-S desde el hemisferio Sur (zona del cielo con la Vía Láctea visible a una altura sobre el horizonte mínima de 20º) se realizarán desde Namibia, país del suroeste de África, situado a una latitud media austral de 23º. La zona central de Namibia es un altiplano desértico sin ningún tipo de contaminación lumínica y baja nubosidad, lo que proporcionará la calidad de cielo requerida. En Namibia existen diversas granjas turísticas con observatorios astronómicos accesibles al público dotados de infraestructuras e instrumental astronómico especializado que se puede alquilar, desde los cuales será posible realizar las observaciones. Al mismo tiempo disponen de los servicios para realizar la necesaria estancia, cubriendo las necesidades de alojamiento y comidas para el personal.

Figura 4.- Observatorio con techo deslizante de una astrogranja en Namibia. A la derecha se puede ver una montura ecuatorial sobre la que se podría colocar la instrumentación óptica y cámaras de GALACTICA-S.

La instrumentación se colocará sobre una montura ecuatorial controlada por software, de manera que se podrán realizar tanto las búsquedas de los campos celestes como las programaciones de los mosaicos (figura 4). Hemos seleccionado tres astrogranjas candidatas que disponen del instrumental necesario y las infraestructuras requeridas para cubrir las necesidades técnicas y logísticas de GALÁCTICA-S (figura 5):

 

-Hakos Guest Farm (http://www.hakos-astrofarm.com).

-Guestfarm Kiripotib (http://www.astro-namibia.com/htm_e/e_index.html).

-Tivoli Astro Farm (http://www.tivoli-astrofarm.de/htm_e/e_guestfarm/e_farmgeschichte.php).

Figura 5.- Localización en Namibia de las tres astrogranjas indicadas en el texto. En el recuadro, la situación de Namibia en el continente africano.