El Astrofísico de Canarias usa una técnica submarina para mejorar la nitidez de los telescopios
El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha conseguido mejorar la nitidez y resolución de las imágenes que captan sus observatorios hasta cotas comparables a las que logra el telescopio espacial Hubble gracias a una tecnología diseñada originalmente para aplicaciones submarinas.
Este avance fue adelantado en la última reunión de la Sociedad Española de Astronomía bajo el título de Buceando entre las estrellas, porque, en realidad, ha sido posible gracias a la colaboración del Astrofísico con el otro gran consorcio científico público de las islas, la Plataforma Oceánica de Canarias (Plocan), y con el Instituto de Microelectrónica Aplicada de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (IUMA).
Los astrónomos suelen buscar siempre para mirar a las estrellas emplazamientos de cielos limpios, en general por encima de las nubes, pero ni siquiera en las noches puras de los observatorios de La Palma y Tenerife pueden evitar que las turbulencias de la atmósfera distorsionen sus imágenes cuando apuntan tan lejos.
Para corregir ese efecto, el IAC trabaja desde hace tiempo con una técnica denominada Lucky imaging (Imagen afortunada), que se basa en tomar miles de fotos a alta velocidad de un objeto para procesarlas, buscar sus píxeles más brillantes y recombinarlas después con esa referencia para obtener una foto de más resolución.
Sin embargo, un algoritmo de superresolución perfeccionado por los investigadores Gustavo Marrero, del IUMA, y Eduardo Quevedo, de Plocan, para procesar vídeos submarinos mejora sus resultados.
¿Por qué una técnica pensada para grabaciones bajo el agua funciona al mirar al espacio? “Porque al fin y al cabo es lo mismo: el agua del mar y el aire de la atmósfera son dos fluidos sujetos a turbulencias”, explica Sergio Velasco, investigador del IAC.
Su colega Eduardo Quevedo precisa que este algoritmo de superresolución tiene la peculiaridad de que se basa en un análisis del movimiento de las imágenes, que no añade píxeles sin más, sino que consigue averiguar de forma inteligente qué piezas del puzzle faltan en un fotograma de mayor resolución a partir de información existente en los fotogramas anteriores y posteriores.
Los dos investigadores resaltan que, a la postre, eso ha resultado particularmente útil para la observación astronómica, porque con esta técnica no se toma una sola “foto” de los objetos del cosmos a los que enfocan los telescopios, sino decenas de miles (de 50.000 a 200.000 por objeto) que luego se procesan e integran.
Aunque esas imágenes se captan a muy alta velocidad, las estrellas “se mueven” en el encuadre por efecto de la atmósfera, de forma que lo que inicialmente podía parecer un pequeño punto luminoso, se convierte “en una pelota difusa”. Pero, en cualquier caso, “se mueven”... y resulta que el punto fuerte del algoritmo de superresolución submarina consiste en aprovecharse del movimiento.
Eduardo Quevedo subraya que, para la astronomía, esta técnica ofrece una gran ventaja sobre otras que aumentan la resolución de las imágenes: si añades píxeles “sin más” a una foto de una estrella, una galaxia o un planeta muy lejano, probablemente falsees los resultados que se puedan obtener de ella de cara a averiguar las propiedades de ese objeto, del que solo tiene su luz.
El IAC ya ha probado esta nueva técnica de “buceo entre las estrellas” con imágenes tomadas por el instrumento FastCam en los telescopios TCS (Telescopio Carlos Sánchez), del Teide, y NOT (Telescopio Óptico Nórdico), del Roque de Los Muchachos, y la está extendiendo al instrumento de nueva generación AOLI (Adaptive Optics Lucky Imager) en el telescopio William Herschel de La Palma, el segundo más grande de cuantos componen sus dos observatorios.
Este algoritmo de superresolución no solo funciona para mirar desde la Tierra al espacio, sino que también rinde a la inversa, por lo que el centro de tecnología del IAC (IACTec) ya trabaja en afinarlo para mejorar las imágenes tomadas por los satélites.
“Gracias a esta sinergia científico técnica, vamos a ser capaces de alcanzar resoluciones nunca vistas antes, con el fin de liderar la mejorara de la imagen astronómica, crucial en la era de las telescopios gigantes, como el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) o el Telescopio de Treinta Metros (TMT)”, aseguran Sergio Velasco y Eduardo Quevedo.
