21 de noviembre de 2012

¿Por qué al telescopio aparece todo blanco y negro y no en color?

Buenos días lectores; ¿cuántos de ustedes se lo han preguntado esto alguna vez? ¿Por qué en mi telescopio aparece todo en blanco y negro? ¿Por qué no es tan colorido como se nos muestra? ¿Decepción o realidad? Ahora van a encontrar una respuesta a su pregunta, explicación incluida.



Lo primero. La afirmación no es cierta. Determinados objetos sí que pueden ser atisbados con color, como planetas y ciertas estrellas, como Venus, Saturno, Marte y Júpiter, que aparecen con sus respectivos colores. Venus aparece como una bola cegadora de color blanco amarillento, Saturno como una bola anaranjada, Júpiter como un objeto cremoso y Marte como un objeto oxidado, de un naranja muy notorio. Sólo dos objetos de cielo profundo pueden ser atisbados a color, y necesitaríamos telescopios superiores a 200 milímetros, como son la Nebulosa de Orión (M42), ciertas nebulosas planetarias y la Galaxia de Andrómeda (M31).

Explicación:

Bien, aclarado queda esto. Dado que es algo difícil de entender, pero sencillo en su explicación, os pondré un ejemplo. Imaginaos una habitación, pensad en cualquier cosa que sea de un color vivo. Ahora, probad a apagar las luces. ¿Qué véis? Nada. El ser humano es poco sensible a la luz, así que, en condiciones de oscuridad o penumbra pierde todos los colores. Ahora imaginemos que hemos apagado las luces de la habitación, pero nos llega la luz de la Luna. Veremos los objetos que ante hemos visto, pero seremos incapaces de observar color alguno, lo veremos todo gris y negro.


Este mismo ejemplo es extrapolable al telescopio. Cuando hay un cuerpo que los ilumina, -el Sol-, los planetas y otros cuerpos, son visibles a color, porque la luz que emite el Sol es tan intensa que refleja los colores de todos sus astros, dándoles brillo, y al situarse éstos astros a escasa distancia de nosotros, esta intensa luz llega a nosotros sin debilitarse. Es como si ahora nos girásemos y viéramos edificios iluminados por el Sol, son objetos iluminados por un cuerpo brillante y cercano a nosotros cuya luz llega instantáneamente a nuestros ojos.


El problema es que,  con objetos lejanos, como galaxias, cúmulos y nebulosas (cielo profundo en general), la dificultad es mucho mayor. Son objetos muy distantes (se encuentran a una distancia millones de veces mayor que la de la Tierra al Sol), que no están iluminados por ningún cuerpo cercano al observador, por ello la luz que emiten los cuerpos es tan débil que hace imposible distinguir color alguno, sobre todo en el fondo negro del cielo.

Es lo mismo que si nosotros apagáramos la luz de nuestra habitación: el fondo sería negro, como en este caso el cielo, pero un cuerpo lejano, (como la Luna), iluminaría lo suficiente la habitación como para que pudiéramos ver los objetos circundantes pero sin color, como objetos grises, (penumbra).


En el telescopio ocurre lo mismo: los objetos de cielo profundo distan millones de años luz de la Tierra, son objetos por tanto que su luz tarda en llegar millones de años a nosotros, es por eso por lo que ésta llega muy debilitada a nosotros durante su viaje. Al carecer los objetos de cualquier cuerpo que los ilumine directamente, su luz es débil y llega debilitada a nosotros, así que, el objeto apenas se ve iluminado, sin la afluencia de luz necesaria para apreciar colores, y tenemos suerte de ver los cuerpos astronómicos gracias a que el fondo celeste es negro, y por ello las luces débiles de los objetos, siempre blancas, contrastan con el fondo, dando lugar a una penumbra. Si el fondo celeste fuera de otro color distinto al negro, no podríamos distinguir ningún objeto de cielo profundo.


Los conos, parte de la visión encargada de distinguir los colores simples (blanco - gris - negro), se activa cuando la cantidad de luz existente es muy baja, por ello los humanos, en la noche no podemos distinguir colores, salvo en blanco y negro. Mientras que, otra parte de la visión, los bastones, comienzan a funcionar cuando la afluencia de luz es tal que se activan, y son  los encargados de captar colores. Dado que los humanos poseemos una proporción aplastante de conos en contra de bastones, somos mucho más sensibles al blanco y negro que a los colores en sí, y por ello nuestros ojos captan poca luz, de ahí a que, en condiciones como la observación telescópica, no podamos captar colores, ya que nos llega poca luz y el fondo celeste es negro, siendo imposible la estimulación de los pocos bastones que poseemos. Los gatos pueden ver en la penumbra porque tienen una proporción aplastante de bastones sobre conos, al contrario que nosotros. Por ello, distinguen muy bien los colores, y ven colores en una relativa oscuridad. Un gato mirando al telescopio distinguiría más colores y detalles que nosotros con total seguridad.


Ahora bien, ¿por qué con mi telescopio no y con otros más grandes sí? Hemos mencionado que es vital la existencia de luz a la hora de captar los colores; cuanta más luz más se reflejan éstos. Un telescopio de 150 milímetros puede captar mucha menos luz que uno de 250 milímetros, ya que este último al tener más abertura, tiene una mayor superficie por la que captar luz, y de ahí a que estos telescopios sean considerados como "tragaluces". Dado que estos telescopios captan más luz, son capaces de captar mayor parte de esa débil luz que emiten los objetos de cielo profundo, y por ello, los cuerpos aparecen mucho más brillantes, contrastados y luminosos, por ello, en ocasiones en que el objeto es amplio o se encuentra cercano a nosotros, podemos, gracias a esta captación extra de luminosidad, distinguir colores en los objetos.

Los telescopios de 150 milímetros tendrán muy difícil distinguir color alguno en cielo profundo, quizá con suerte y con técnicas de visión, puedan observar alguna nebulosa planetaria. Los telescopios de 200 milímetros llegan a mostrar algún color débil en ciertos objetos. Los telescopios de tamaño superior a 250 milímetros pueden llegar a mostrar la Galaxia de Andrómeda, la Nebulosa de Orión y una decena de nebulosas planetarias a color.


¿Por qué casi todos los objetos observables a color son nebulosas planetarias?

Las nebulosas planetarias son objetos distantes (de 800 a 800.000 años luz), generadas por la rápida expansión de gases, iluminados por una estrella, cuya luz excita los gases. Estos objetos son objetos lejanos, pero que poseen una fuente de iluminación propia y luz propia. Así pues, las nebulosas planetarias, muy coloridas gracias a la luz que su estrellas reflejan, son los objetos idóneos para mostrarnos colores.


Como es obvio, sólo las nebulosas planetarias cercanas podrán motrarnos colores. Su luz tarda menos en llegar y por tanto, llega menos debilitada, por ello el objeto se ve más grande y más brillante, y la cantidad de luz que nos llega es mayor, por lo tanto la cantidad de luz que captamos y el contraste con el fondo del cielo que existe, es suficiente como para poder captar color.

Pero esto no lo explica todo. ¿Por qué los colores que se observan en un telescopio son normalmente azules y verdes? ¿Por qué las nebulosas rojas no tienen color? ¿Por qué nebulosas de color amarillento no poseen color? ¿Por qué objetos enormes como M31 y M42 aparecen de color verde,o amarillo pálido? 

Muy bien, esto depende de nuestra visión. Los seres humanos como hemos dicho, tenemos poca fotorrecepción, y en ocasiones de penumbra captamos poca luz, (los gatos por ejemplo, no ven "ni papa" en la oscuridad, pero ven a la perfección en la penumbra). Dada nuestra escasez de receptores luminosos en la visión, sólo podemos ver una escasa gama de colores. ¿Cómo es eso, si los vemos todos? Vemos TODOS los que podemos percibir, pero no todos los que existen, existen miles de tonalidades más que nuestra débil visión no puede captar, que son llamados "infrarrojos". Como su nombre indica, están por debajo de la tonalidad roja.


Los colores están ordenados según su longitud de onda. Al ser los colores el reflejo de la radiación solar o de una fuente de iluminación, emiten ondas. Los objetos con menor longitud de onda, como el violeta, el blanco o el azul, son objetos cuyas ondas son más fáciles de sintetizar por el cerebro. Al fin y al cabo, cuando llegan estas ondas al cerebro, se convierten en sensaciones que éste trata de interpretar. Los colores amarillo, marrón y rojo, son colores de alta longitud de onda, difíciles de sintetizar por los bastones, por ello el cerebro interpreta la impresión que éstos envían y genera un color. Al fin y al cabo son sensaciones cerebrales, como las percepciones sonoras. Los colores por debajo del rojo -infrarrojos-, son imposibles de distinguir por los humanos porque son de una longitud de onda mucho más alta, y por eso son tan débiles que nuestros bastones no los detectan y por tanto el cerebro, al no recibir información de éstos, que son los encargados de captar la luz, lo interpretan como "nada", como la ausencia de color. Es como si para nuestro cerebro y para nuestros ojos no existieran.

Por ello las nebulosas planetarias que posean colores de mayor frecuencia (a mayor frecuencia menor longitud de onda), como el azul o el verde, serán mucho más fáciles de ver que cualquier nebulosa gigante de colores débiles (como el amarillo y el rojo).

NGC 6862 , Andrómeda

NGC 6210, Hércules


Las nebulosas de arriba, de magnitud 8 son visibles a color en telescopios de abertura mediana y alta, mientras que la nebulosa de Orión, (abajo), de magnitud 3, apenas es visible como un objeto verdoso y oscuro en el mejor de los casos.


Pruebe usted cualquier aplicación con infrarrojos. No verá nada. Cualquier aparato que funcione por ondas infrarrojas, son colores débiles que no podemos ver, aunque probablemente otro animal sí que pudiera hacerlo. Por ello las nebulosas planetarias, de colores vivos, suelen ser más fáciles de observar que las galaxias, fábricas de estrellas viejas y de nebulosidad oscura. Los objetos al telescopio aparecen de colores azules, grisáceos, y en el caso de la Nebulosa de Orión, violáceos, porque éstos son los colores del astro lo suficientemente potentes y luminosos como para que nuestra visión los capte, como para que nuestros bastones se activen. Cuerpos de color rojizo, amarillento, etcétera que emitan poca luz, como galaxias, el resto de nebulosa o los cúmulos, tendrán baja luminosidad, y por ello, los poco numerosos bastones que poseemos no se activarán al interpretar que no hay luminosidad.


Esto es todo por hoy, es una entrada básica para entender el mundo de los telescopios y la astronomía observacional, y una de las dudas más planteadas por los astrónomos principiantes, siendo una de las 5 mayores decepciones al comprar un telescopio según éstos, echando la culpa al telescopio, siendo la culpa de su propia visión en la realidad.

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