Estaba mirando esta foto:
y me pregunté por qué no se ve Corona ni rastro de las pequeñas explosiones en la superficie del Sol ...
¿Cómo debería fotografiarse el Sol para ver esos detalles en su superficie?
¿Por qué las imágenes habituales del Sol no muestran ninguna protuberancia o explosión?
Respuestas:
Es porque esa imagen solo captura el espectro visible. La mayoría de las imágenes que ves del sol capturan el espectro ultravioleta, donde ves algunas explosiones realmente impresionantes y eyecciones coronales:
(fuente: caltech.edu )
Esa imagen fue tomada desde el espacio con una cámara científica altamente especializada, pero puede capturar algunos detalles, incluidas las prominencias usando una DSLR junto con un filtro apropiado:
imagen (c) Kevin Lewis, fuente: http://www.photosbykev.com/wordpress/photography/pst-solar-imaging/
El filtro utilizado en este caso era un filtro Hα, diseñado para dejar pasar la frecuencia de la luz producida cuando un electrón en un átomo de hidrógeno cambia de estado de energía (sería un eufemismo decir que hay muchos átomos de hidrógeno en el sol) . Tenga en cuenta que esta es una imagen de exposición múltiple con una exposición para el disco principal y una exposición más larga por separado para las prominencias (destellos que salen del sol).
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Esto es incorrecto. Las imágenes de arriba son imágenes de espectro visible tomadas con filtros de banda estrecha. El hidrógeno alfa está dentro del espectro visible, no en los rayos UV. El espectro UV son longitudes de onda más cortas que 400 nm (donde comienza el espectro casi UV). El hidrógeno alfa está en el lado opuesto del espectro visible, no cerca de las longitudes de onda UV.
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Tim Campbell
Este es un problema de exposición simple y tiene algunas facetas.
Las imágenes dramáticas que muestran prominencias solares y filamentos se toman con telescopios especiales de banda estrecha (o filtros) que solo permiten que pase la luz en la longitud de onda alfa de hidrógeno. El hidrógeno alfa es una longitud de onda dominante en la serie Ballmer ( https://en.wikipedia.org/wiki/Balmer_series ) con una longitud de onda de 656,28 nanómetros. La luz visible son las longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm. 656nm está bien dentro del espectro visible.
Si 656nm está dentro del espectro visible, entonces ¿por qué no aparecería en imágenes tomadas a través de lentes de cámara sin filtrar o telescopios usando una cámara tradicional?
Resulta que sí ... bajo las condiciones adecuadas:
La imagen de arriba es una de las muchas que fotografié durante el eclipse solar total del 21 de agosto de 2017 en los Estados Unidos. Utilicé una Canon 5D Mk III conectada a un refractor apocromático TeleVue NP101is. En este punto durante el eclipse, el telescopio no está filtrado. Esta no es una imagen editada o modificada (que no sea un recorte). Esto es ISO 200 @ 1 / 500th sec a través de un telescopio f / 5.4 con un 2x TeleVue PowerMate (la relación focal efectiva es f / 11 con el 2x PowerMate conectado (un PowerMate es un multiplicador de distancia focal telecéntrica).
La razón por la que ves las prominencias aquí, pero normalmente no ves las prominencias, tiene que ver con la exposición.
El sol es una fuente de radiación de cuerpo negro ( https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation ) que emite longitudes de onda en todo el espectro visible, y más allá. Pero las prominencias son el hidrógeno alfa ... solo una longitud de onda particular. Si la totalidad del sol es visible y se permite el paso de todas las longitudes de onda, hay tanta luz en el espectro visible que la exposición necesaria simplemente no es lo suficientemente larga como para que las características alfa del hidrógeno sean visibles. Cuando la exposición es lo suficientemente larga, el resto de las longitudes de onda en el espectro visible abrumarían por completo al sensor y simplemente obtendría una imagen apagada.
Otro matiz es que las cámaras tradicionales se filtran dentro del espectro visible para imitar la sensibilidad del ojo humano. A la longitud de onda de 656, el ojo no es particularmente sensible. Las cámaras tradicionales generalmente solo permiten que pase alrededor del 20-25% de la luz a esta longitud de onda. Los filtros Ha utilizados en los telescopios solares permiten que pase la mayor parte de la longitud de onda de 656nm.
Puede obtener este tipo de imágenes durante un eclipse solar total ... pero como los eclipses no ocurren con la frecuencia suficiente para ser conveniente, se necesitan otros métodos para fotografiar estas características.
Las prominencias y los filamentos son características de la cromosfera del sol. Esta es una capa superior de la atmósfera solar sobre la fotosfera. La fotosfera es la parte del sol que tradicionalmente pensamos como la "superficie", aunque como el Sol es una bola de gas caliente, no es una superficie sólida. Puede fotografiar la fotosfera si tiene un filtro de "luz blanca" solar seguro conectado al frente de una lente o telescopio.
Para visualizar estas características visibles en la luz alfa de hidrógeno, necesita un filtro de banda estrecha.
Precaución: la energía del Sol puede destruir fácilmente equipos como cámaras, lentes o telescopios. No aconsejo hacer esto sin un poco de investigación para asegurarme de que está utilizando equipos y técnicas que no dañarán su equipo.
Las imágenes de la corona tomadas por astrofotógrafos solares aficionados suelen utilizar telescopios solares dedicados al hidrógeno de hidrógeno, como los fabricados por Lunt Solar Systems, Coronado (una división de Meade), o en ocasiones utilizan telescopios no solares equipados con filtros solares de hidrógeno alfa fabricados por Quark o Daystar. Los telescopios solares dedicados Ha son seguros: los telescopios se diseñaron completamente para ese propósito.
Este engranaje bloquea todo el espectro visible a excepción de la banda estrecha cerca de la frecuencia Ha. Incluso esto se vuelve un poco complicado porque los filtros permitirán un paso de banda específico en el que un paso de banda más estrecho proporcionará mayor detalle y contraste en la superficie, pero las características de prominencia en la extremidad parecerán más débiles. Los pasos de banda ligeramente más anchos capturarán más detalles en la extremidad, pero menos contraste de superficie. En astrofotografía solar, es común tomar datos de imagen para la superficie y para la extremidad por separado y luego combinar los dos.
Las cámaras tradicionales generalmente no se usan. En cambio, una cámara CMOS de alta velocidad con un obturador global electrónico (un obturador global puede leer todo el sensor en paralelo ... la mayoría de las cámaras tienen un obturador electrónico que significa que el sensor lee fila por fila). Esto permite imágenes de alta velocidad para capturar unos segundos de cuadros de video sin comprimir que se combinarán y procesarán en la imagen completa. (Si bien los modelos de cámara favoritos cambian con el tiempo, el favorito actual para este tipo de trabajo es la cámara ZWO ASI174MM).
Si está interesado en este tipo de fotografía, le recomendaría que tome el libro Lecciones de los Maestros editado por Robert Geller y lea el capítulo titulado Atrapando la luz del sol de Alan Friedman.
Martin Wise produce muchas imágenes solares y tiene videos de YouTube que detallan su proceso. Puede encontrar uno aquí: https://www.youtube.com/watch?v=G-41RMTCdTE
Nota: El sol se encuentra actualmente en un período tranquilo (mínimo solar) en su ciclo de actividad de aproximadamente 11 años. Las características que le interesan son poco frecuentes (pueden pasar días o incluso meses sin mucha actividad). La actividad comenzará a recuperarse en un par de años y probablemente será muy activa en unos cinco años.