¿Qué es el SkyServer? 2 stars

SkyServer es un conjunto de herramientas web que pone a tu disposición el cielo.

Leíste correctamente. Para las computadoras en la Universidad Johns Hopkins, el cielo alrededor de la estrella Regulus (o Régulo) en la constelación de Leo tiene un aspecto similar a esto:

A data table of stars near Regulus

Todos esos números son geniales para las computadoras, pero no significan mucho para la mayoría de  la gente. Estos números, y millones más, están almacenados en grandes computadoras organizados en tablas de medidas de diversas formas en las que se pueden realizar búsquedas de distintas maneras. Esto es lo que se conoce como base de datos. La base de datos del SDSS contiene docenas de diferentes medidas de más de 900 millones de objetos.
beaker smallEl SkyServer nos permite ver la información de la base de datos como fotografías de distintas partes del cielo que han sido fotografiadas por la cámara del telescopio del SDSS. Toda la información que acompaña a cada objeto está todavía disponible pero se ofrece de una forma más sencilla para la gente.
El SkyServer dispone de distintas herramientas que nos ayudan a ver lo que hay en la base de datos del SDSS. “Navegar” es una de esas herramientas. Comenzamos por explorar el cielo alrededor de la estrella Regulus en la constelación de Leo. Tras esto, investigamos esta misma región usando “Navegar”.  

 

La Constelación de Leo

Comenzamos en la constelación de Leo, el león. Una constelación es un grupo de estrellas a las que se les ha dado un nombre. Hay unas pocas estrellas muy brillantes que definen las formas de las constelaciones, pero cualquier estrella o grupo de estrellas que están dentro o cerca de dicha forma se consideran parte de la constelación. Para los astrónomos modernos, cada constelación es una región bien definida del espacio alrededor de las estrellas principales.
beaker smallDesde un lugar oscuro, Leo se observa como la imagen de la derecha. ¿Eres capaz ver las estrellas que forman Leo? ¿Y Regulus? Haz click en la imagen para ver.

 

Herramienta “Navegar” del SkyServer

beaker smallVamos a usar números para decirle a la herramienta “Navegar” dónde encontrar la estrella Regulus. La posición de cada objeto en el cielo se define mediante dos números, la ascensión recta (RA) y la declinación (Dec).Estos números se explican en “Pre-vuelo RA y Dec”. Si no has realizado este entrenamiento, simplemente usa estos números tal como se instruye aquí. Estos son códigos para encontrar objetos en el cielo.
Navigate tool parameters box for Regulus

Imagen (de arriba a abajo): Home: Inicio. Help: Ayuda. Tutorial: Tutorial. Chart: Gráfico. List: Lista, Explore: Explorar. Parameters: Parámetros. Name: Nombre. RA: Ascensión Recta. Dec: Declinación. Opt: Opciones. Get Image: Obtener Imagen

Coordenadas de Regulus
Regulus
RA: 152.08
Dec: 11.96
  1. Ve a “Navegar”.
  2. Introduce la posición (RA y Dec) en las cajas correspondientes.
  3. Haz click en el botón “Obtener imagen” (Get Image).
¿Qué es lo que ves? ¿Es Regulus como esperabas?
Usa los botones de dirección N,S,E,W y los botones de zoom para investigar el área alrededor de Regulus. Si necesitas ayuda, haz click aquí. Documenta tus observaciones.
Obviamente, el cielo del SkyServer es muy diferente al que vemos cuando nos encontramos bajo las estrellas. Prestemos atención a las diferencias que encontremos e intentemos comprenderlas de la forma en la que los astrónomos lo harían.

Diferencia – ¡No puedo ver la constelación!

Magnifying glasses to select the zoom level

Imagen: Get Image: Obtener Imagen

Usa el botón de zoom debajo de  “Obtener imagen” (Get Image), para alejar la imagen tanto como puedas. Conforme vas alejando la imagen, los detalles que se distinguen son cada vez menos y el área del cielo contenido en la ventana aumenta. El área que eres capaz de ver dentro de la ventana o a través de un telescopio recibe el nombre de campo de visión. Incluso cuando has alejado la imagen lo máximo posible no eres capaz de ver ninguna otra estrella brillante de la constelación. Si haces click en el botón que corresponde al Norte, situado en la parte superior de la ventana de “Navegar”, una segunda estrella brillante aparece. La región del cielo cubierta por la imagen es todavía muy pequeña.
Has descubierto que el campo de visión cambia según cambia la magnificación. Describe estos cambios en tu cuaderno. El telescopio tiene mucho que ver con el campo de visión, pero por ahora es suficiente notar la manera en la que las imágenes cambian cuando acercas o alejas la imagen. beaker small

A wide view of a small blue star in Leo

 


 

Diferencia – ¡Las estrellas son mucho más brillantes!

A wide view of Regulus showing that it is too bright for the SDSS camera
Lo primero que puedes notar es que Regulus es cegadoramente brillante en la ventana de “Navegar”. Cegadora es una buena descripción desde el punto de vista de la cámara del SDSS. Casi todos los efectos que se ven en la imagen de Regulus son consecuencia de recibir demasiada luz. Más información acerca de estas características se puede encontrar en “Prevuelo—artefactos”.
The drawing options menu in the Navigate tool is a blue box with checkboxes

Imagen (de arriba a abajo): Drawing Options: Opciones de dibujado. Grid: Parrilla. Label: Etiqueta. Photometric Objects: Objetos fotométricos. Objects with Spectra: Objetos con espectros. Invert Image: Invertir imagen. Advanced Options: Opciones avanzadas. Outlines: Contornos. Bounding Boxes: Cajas delimitadoras. Fields: Campos. Masks: Máscaras. Plates: Placas.

En la esquina superior derecha de “Navegar” se encuentra una caja llamada “Objeto seleccionado” (Selected object). Esta caja contiene una lista con toda la información astronómica básica sobre el objeto que se ha escogido. En el caso de Regulus, “Navegar” nos informa que no se encuentran otros objetos dentro de 0.2 arcmins (arcmins o minutos de arco, es una medida de la separación entre objetos en la cúpula celeste.) ¿Cómo es posible que no haya ningún tipo de información?
El telescopio y la cámara del SDSS se crearon para recolectar imágenes de objetos muy débiles y distantes. El resultado es que no es un buen telescopio para estudiar objetos brillantes como Regulus. Debido a que hay tanta luz es que se crean y se observan esos picos, dicha luz, rebota en el interior del telescopio y produce esas bandas coloreadas,  es decir, todo esto nos indica que no podemos usar la información producida por este tipo de objetos de la misma manera que cuando se observan objetos débiles. Como resultado de todo esto, no se guarda la información de objetos brillantes. Estas medidas que se han tomado de Regulus, se tomaron con el propósito de poder eliminar su luz de los objetos circundantes.
Selecciona la caja llamada “Objetos fotométricos” (Photometric objects) en las opciones de dibujado para más ver detalles.

Diferencia – Regulus parece mucho más grande

beaker smallCuando vas afuera y miras hacia el cielo nocturno lleno de estrellas, las ves como puntos de luz. Algunos de los puntos son más brillante que otros, pero todos son puntos en el cielo. Sólo la Luna o los planetas son lo suficientemente grandes como para observarse como discos en el cielo. En astronomía decimos que tus ojos son capaces de resolver el objeto. No existe telescopio en la Tierra que sea capaz de resolver o ver una estrella como un disco. ¿Por qué no? ¿Por qué Regulus aparece como un círculo grande en Navegar?
Primero, la atmósfera terrestre dispersa parte de la luz. Las estrellas parece que tintinean cuando las vemos con nuestros ojos. Cuando la luz tintineante es recolectada por la superficie de la cámara de SDSS, no aterriza de manera limpia en un solo punto. La superficie de la cámara recibe el nombre de CCD (charged coupled device). El CCD es una red de pequeños “cubos de luz” que llamamos pixeles. La energía que llega en forma de luz impactando sobre la superficie libera electrones que son contados. Un registro de la carga liberada de cada pixel se guarda como una red de números. La carga (electrón) está acoplada con la luz de una manera predecible, de tal manera que nos permite crear imágenes. La creación de imágenes es una de las cosas que se puede hacer con esta información.

Compara un único CCCD de una cámara casera (izquierda) con 30 CCDs de la cámara del SDSS.

a hand holding a computer chip
a multicolored CCD camera in a cylinder about a meter across
Otra razón por la que las estrellas en el SDSS parecen enormes tiene que ver con el tiempo de exposición – o la habilidad de almacenar luz durante diferentes periodos de tiempo. En el caso de los CCDs, el tiempo de exposición es la cantidad de tiempo que los pixeles (cubos de luz) están recolectando luz antes de que son contados. El objetivo del SDSS es obtener objetos muy distantes y débiles. Una de las herramientas para esto consiste en usar largos tiempos de exposición. Los CCDs del SDSS recolectan luz durante 54 segundos. Esto genera un pequeño problema; tiempos de exposición largos te permiten detectar objetos muy débiles, pero los pixeles que reciben luz de objetos brillantes se llenarán y se desbordarán. Al final, estos objetos parecen mucho más grandes de lo que parecen a nuestros ojos.
Otro factor que añadido a la cantidad de luz recolectada de los objetos capturados por los CCDs del SDSS es el tamaño del espejo del telescopio. Si pensamos que los pixeles son cubos de luz, el telescopio es un embudo de luz. El espejo primario del telescopio del SDSS mide 2.5 metros de diámetro. Esto supone tener un área recolectora muy grande. La luz que golpea en la superficie del espejo se enfoca (pasa por el embudo) hacia los CCDs y se recolecta durante 54 segundos.

 


Diferencia — ¡Hay muchos más objetos visibles!

The SDSS camera's 30 CCDs are small squares arranged in six rows
¿Recuerdas toda esa luz que el espejo de 2.5 metros enfoca en los 30 CCDs? Cada uno de estos 30 CCDs es una red de 2048 x 2048 pixeles. Esto significa 4,194,304 pixeles por cada CCD. Los CCDs se distribuyen en 6 columnas con 5 CCDs en cada una. Cada fila de CCDs está cubierta por un filtro diferente que permite pasar sólo ciertos colores o longitudes de onda. La combinación de la información de los diferentes filtros es lo que le permite al SkyServer producir imágenes en color en “Navegar”. Veamos qué nos permiten hacer esos 4 millones de pixeles.
Zooming in on Regulus in a home camera photo
Grandes números de pixeles nos permiten acercar la imagen y ver muchos detalles de multitud de objetos. La calidad de la imagen sigue siendo alta conforme vamos magnificándola. Esto funciona así:
Empezamos con una imagen digital de la constelación de Leo. Luego hacemos zoom en Regulus y rápidamente nos acercamos a un punto donde podemos distinguir los pixeles individuales. Puedes pensar que hay objetos cerca de Regulus, pero no se aprecia ningún tipo de detalle. Ahora, veamos lo que ofrece el SkyServer.

Haciendo zoom en Regulus

A faint white smudge in the Navigate tool window
Desde “Navegar”, regresa a la estrella Regulus en la constelación de Leo. Al norte (usa los botones de dirección N,S,E,O en el borde de la ventana) hay una pequeña mancha de luz que casi no era visible en la imagen anterior. Centra la ventana en este objeto y haz zoom. Un montón de estrellas comienzan a aparecer muy rápidamente. Sigue haciendo zoom y observa los detalles de este objeto. Este grupo de estrellas es una galaxia enana llamada Leo 1. Está a más de 8,00,000 años luz de nuestra galaxia. Nota que incluso este objeto que es aparentemente débil, es  de hecho, demasiado brillante para el SDSS. No hay medidas de luz (fotometría) para este objeto.
Continúa y haz zoom en la imagen de Leo 1. ¿Cómo cambia la imagen a medida que haces zoom? Date cuenta de que nunca observas pixeles individuales. Esto es debido en parte al enorme número de pixeles y al hecho de que se combinan cinco imágenes individuales para producir las imágenes que ves en “Navegar”.
Sigamos, ahora vamos a ver qué nos dicen los objetos que se encuentran alrededor cuando nos acercamos a ellos.

 


Mirando alrededor

beaker smallVolvamos a echar un vistazo al cielo alrededor de Regulus hasta que encuentres un objeto distinto de una estrella que quieras observar. Es bastante probable que este objeto sea una galaxias lejana tal como la que se muestra debajo. Date cuenta que cuando te centras en dicho objeto, se muestra información básica sobre el mismo en la caja “Objeto Seleccionado” (Selected Objetct). La caja da información acerca de la posición del objeto (RA y Dec), el tipo de objeto (galaxia, estrella o cuásar) y el brillo del objeto medido a través de cada uno de los cinco filtros.
The Add to Notes link is fifth in the list of links

Imagen: Quick Look: Vistazo Rápido. Explore: Explorar. Recenter: Volver a centrar. Add to notes: Agregar a las notas. Show notes: Mostrar notas

A labeled view of the Navigate tool with an object selected

Imagen (de arriba a abajo): Selected Object: Objeto Seleccionado. Thumbnail zoom: Zoom en miniatura. Keep Track of Interesting Objects: Mantener registro de objetos interesantes

 

Conforme vayas encontrando galaxias y estrellas de distintos colores y formas, haz click en “Añadir a notas” (Add to notes) para tener un registro de lo que vaya encontrando. Al hacer esto, aparecerá una marca haciéndote saber que el objeto ha sido almacenado.
En cualquier momento puedes pulsar “Mostrar notas” (Show notes) para ver una lista de los objetos que has almacenado. Puedes guardar esta lista en tu computadora o incluso ver los objetos uno a lado de otro pulsando el botón llamado “Upload to ImgList”.

beaker small

A table of numbers

Imagen Libro de notas del SkyServer (de izquierda a derecha): Clear: Borrar. Upload to ImgList: Subir a la lista de imágenes. Export: Exportar.

en este punto ya has usado algunas de las herramientas disponibles para explorar las imágenes y datos contenidos en el SDSS. Todas las imágenes e información que ves con estas herramientas se almacenan en computadoras. El sistema de almacenamiento que se utiliza se denomina base de datos. Cuando accedes a una de las herramientas del SkyServer para ver imágenes o medidas, ésta accede a información de la base de datos del SDSS. Puedes usar estas herramientas para explorar por ti mismo, crear colecciones de notas (SkyServer NoteBook) o continuar tu viaje explorando más actividades de este sitio web. Puedes incluso aprender algo acerca del lenguaje computacional que usan los astrónomos para obtener su propia información de la base de datos.