Fotos del espacio: Que es el «Falso color»?

Durante mucho tiempo, me pregunte por que cuando veía las fotos sacadas por el Hubble o por alguna sonda espacial, como Cassini, muchas fotos eran en blanco y negro o venían con la leyenda «falso color». ¿Cómo puede ser que enviemos robots a Marte y a Saturno y se olviden de poner cámaras a color? Sabía que probablemente había una buena explicación para esto, y que probablemente no era la que ofrecen los fanáticos de las teorías de conspiración. ¿Mandan las naves con cámaras en blanco y negro para que no veamos que en Marte hay pasto? No lo creo…. ¿Colorean las fotos con computadora para que parezcan más espectaculares de lo que son? Si lo hacen con modelos en bikini, porque no con galaxias…. pero, ¿tan poco asombroso es el universo que hay que andar inventando cosas? Estas explicaciones no me parecían razonables.

Como descubrí, la realidad es mucho más interesante y la explicación de por qué esto es así es razonable, lógica, elegante y puede enseñarnos algo.

Puntitos

Cuando compramos una cámara digital lo primero que preguntamos es «¿Cuantos megapixeles tiene?». En realidad, si son como yo, pasan 3 semanas en internet recopilando información y ofertas, luego elaboran una planilla de Excel y arman una matriz de selección donde evalúan cada característica de la cámara, luego realizan un promedio ponderado y compran la que da mayor valor. Bueno, pero eso no importa. Sabemos que cuantos más pixeles, mejor, porque tiene mayor resolución. Los ingenieros aeroespaciales también lo saben, pero su solución al problema de maximizar la resolución de sus cámaras es más complicada.

Cada pixel representa en realidad 3 puntos, no uno, ya que se compone, cada uno, de rojo, verde y azul. La intensidad de estos tres colores se regula, y así logramos todos los demás colores. Cuando captamos información, este concepto funciona al revés. Tenemos un sensor con cierta cantidad de receptores, que conforman pixeles. Ahora, lo que se hace para aumentar la resolución y aprovechar todos los receptores es sacar la foto por partes. En vez de «ver» todos los colores a la vez, primero registran únicamente el rojo, después el verde, después el azul. Cada vez, el tiempo de exposición es el mismo, y no es una fracción de segundo si no varios segundos, o incluso, minutos. Lo que ocurre es que los pixeles son sensibles a la luz y punto, y se colocan filtros adelante de estos que dejan pasar luz de un color. Luego se cambia el filtro y se registra el otro color.

Esto permite usar todos los receptores para captar cada color por separado, efectivamente triplicando la resolución del aparato. Esto es posible, a su vez, por que el objetivo a captar apenas se mueve respecto de la cámara. Las fotos en blanco y negro son sacadas cuando el tiempo de explosión debe ser recortado por alguna razón o cuando se busca cierta información que se perdería sacando una foto a color. Al captar rojo, azul y verde estamos eliminando en realidad, parte del espectro visible, y esa información perdida puede ser muy importante para los investigadores.

Falso color

Ok, sacaron la foto. Ahora la photoshopean para borrar las pirámides de Marte y embellecer esas aburridas galaxias, ¿no? Bueno, no exactamente. Claro que hay un proceso de tratamiento digital que tiende a mejorar la calidad de la imagen, como ocurre cada vez que grabamos una foto en cualquier medio digital usando cualquier software, pero el «falso color» precede a este proceso.

Imagen sacada con un filtro amarillo y uno infrarojo

Sucede que el universo está lleno de radiación, una pequeña parte de la cual conforma el espectro visible, el que nosotros vemos. ¡Pero hay mucho ahí afuera para ver! Explorar el universo con cámaras capaces de ver únicamente el espectro visible sería como asistir al concierto más increíble de la historia pero poder escuchar solo 2 de todas las teclas del piano. Es más, hay vastas nubes de polvo en el universo que se interponen y tapan lo que queremos ver: necesitamos poder ver a través de ellas. Como en las películas de acción, usamos cámaras infrarrojas para ver nuestros objetivos. Sucede que la luz infrarroja atraviesa con facilidad cosas como el polvo y por lo tanto es una excelente manera de poder ver más de lo que nuestra posición nos permite. Pero no nos quedamos ahí, también registramos la luz ultravioleta. De hecho, tratamos de abarcar todo el espectro de la radiación. La radioastronomía no es otra cosa que ver otra parte del espectro electromagnético. Pero esta no es información propiamente visual.

Las imágenes de «falso color» son imágenes que tienen información del espectro infrarrojo y/o ultravioleta representada con colores. Los colores se pueden elegir en base a cosas que sabemos sobre el objetivo. Por ejemplo, si algo está a 10000 C, será de color blanco, ya que a esa temperatura, las cosas emiten ese color. ¿Vieron que la llama de un fosforo tiene una parte azul y otra roja? Bueno, la parte azul está más caliente. Cuando algo toma temperatura, empieza a emitir luz, empezando por el rojo y yéndose cada vez más al azul y al blanco. La temperatura del sol se puede determinar sabiendo de qué color es. ¡Fascinante!

En algunos casos, la información coloreada corresponde a la elección de como representar información de un espectrómetro. Un espectrómetro es un aparato que puede ser utilizado para determinar que está compuesto algo a través de la radiación que emite. Estas imágenes son las más «falsas» de todas. Por ejemplo, en la siguiente imagen, el color rojo representa hidrogeno y el verde, oxigeno. Se decide colorear las fotos de esta forma para representar mejor la información. La realidad es que estas fotos las toman no para que la gente las mire y diga «¡wow! que lindo» si no para que los astrónomos aprendan más sobre el universo.

Verde = Oxigeno, Rojo = Hidrogeno

Si, es un poco agridulce, pero es así. Lo importante es, como siempre, la información. El falso color en el sentido de darle color a un elemento en particular o a un gas, se usa mucho en las fotos de nébulas o galaxias con mucho polvo y gas. En las fotos de planetas se suelen usar los filtros y se compensa por efectos atmosféricos y demás. Si a uno le interesa, puede averiguar que técnica se uso para sacar una determinada imagen con una pequeña búsqueda en internet. A fin de cuentas, las imágenes que incluyen el espectro infrarrojo, ultravioleta u otro son representaciones más fieles a la realidad. El problema es que nuestros órganos no están equipados para ver esa realidad. Las que son en blanco y negro, es porque necesitaban sacarla en blanco y negro por algún motivo particular.

Bueno, después de tanta charla…. ¡veamos unas fotos!

Imagen con filtros de color

Falso color, es todo rayos X. Rojo, Verde y Azul son rayos X de menor a mayor energia.

La famosisisma nébula "Ojo de Gato"