La NASA edita sus fotos y ha estado fascinando al mundo con sus impresionantes imágenes del espacio por décadas. Las fotografías de galaxias lejanas y nebulosas coloridas son particularmente llamativas. Sin embargo, muchas personas no saben que estas imágenes no son tomadas directamente de un telescopio, sino que son creadas a través de un proceso de edición digital.

Lo que muchas personas no saben es que las imágenes se reciben del Hubble o James Webb por ejemplo,  no son las imágenes originales, sino que han sido procesadas y editadas para mejorar la calidad y el contraste. Por ejemplo, las imágenes del James Webb capturan la luz infrarroja por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y luego puede ser combinada con la del instrumento de infrarrojo medio (MIRI) para obtener el resultado final.

El cúmulo de galaxias de Hydra Crédito de la imagen: Marco Lorenzi, Angus Lau, Tommy Tse.

Proceso

Todo comienza con la captura de imágenes a través de telescopios, que a menudo se realizan en blanco y negro. A continuación, los científicos de la NASA utilizan programas de edición de imágenes para agregar color y detalles a las fotografías. Esto implica la combinación de varias imágenes en diferentes longitudes de onda y la eliminación de cualquier ruido o distorsión de la imagen.

A veces se tratan de arreglos breves que sirven para crear un panorama (como ocurre con lo que nos llega desde Marte), pero otras veces se trata de un proceso más complicado.

Entonces, ¿cómo se verían las imágenes del James Webb sin editar? Según los expertos, las imágenes sin editar serían extremadamente oscuras y no mostrarían muchos detalles. Esto se debe a que el James Webb no está diseñado para tomar imágenes visibles, sino que se enfoca en capturar luz infrarroja. Recodemos que esta luz no se encuentra en el rango visible del ojo humano. Se encuentra en un rango de longitudes de onda que va desde aproximadamente 700 nanómetros hasta 1 milímetro, justo por debajo del espectro visible de la luz roja.

Las fotografías en crudo se entregan en escala de grises, luego mediante softwares de edición se colorizan. Fuente NASA

Además, las imágenes sin editar no serían útiles para la investigación científica, ya que los astrónomos necesitan imágenes que muestren detalles claros y precisos para poder analizarlos. Por lo tanto, la edición de las imágenes es un paso esencial en la exploración del universo.

Manos a la obra

Según Robert Hurt, astrónomo y experto en Photoshop que trabaja en el Centro de Análisis y Procesamiento Infrarrojo del Instituto de Tecnología de California (Caltech) “Básicamente, adquiero datos en escala de grises sin procesar de varias partes del espectro infrarrojo y posteriormente los transformo en colores visibles utilizando capas de Photoshop en rojo, verde y azul, con el fin de generar imágenes que sean una representación precisa de los colores infrarrojos que no son visibles para el ojo humano”, explica Hurt. “Lo veo como un proceso de traducción visual”.

Las imágenes que produce no solo deben ser atractivas visualmente, sino también estar basadas en datos científicos precisos. “La óptica de la cámara puede producir artefactos (artifacts) que un observador inexperto podría confundir con objetos reales del universo”, explica. “Sin embargo, debemos descartar estos artefactos de la imagen porque no queremos que las personas piensen que hay un extraño planeta flotando en el espacio cuando en realidad no lo hay”.

“En términos generales, mi proceso de trabajo consiste en tomar los datos originales observacionales del telescopio, los cuales son similares a fotografías de alta definición del espacio. A veces también utilizo imágenes de la misma región astronómica capturadas con luz visible del Telescopio Espacial Hubble y les superpongo datos del Telescopio Espacial Spitzer para generar imágenes que resalten los contrastes interesantes entre las diferentes partes del espectro y que puedan ser disfrutadas y entendidas por el público en general”.

Más casos

De acuerdo con el científico Jesús Maíz Apellániz del Instituto de Astrofísica de Andalucía, «los detectores que utilizamos los astrónomos son similares a las cámaras fotográficas, pero nuestro objetivo no es tomar fotos atractivas. Por lo tanto, tienen defectos que debemos corregir manualmente… Es como si un negativo tuviera una rayadura», indica Maíz Apellániz.

Jesús Maíz Apellániz, autor de esta imagen difundidísima en internet después de que la NASA la bautizara como Catedral de estrellas masivas al elegirla hace días como una de las Astronomy Picture of the Day o foto astronómica del día.

«Otra cosa que tienen en común estas imágenes con Photoshop es que no muestran los colores reales que el ojo humano percibiría. Los astrónomos seleccionamos longitudes de onda específicas para procesos particulares al crear estas imágenes». En otras palabras, se realiza una especie de traducción a colores: «La luz H-alfa, que se produce cuando un átomo de hidrógeno se recombina, [se representa] con un rojo muy específico».

«Hacer estas imágenes llevan muchas horas o días. Hay departamentos que se encargan de ello. Uno puede ver la evolución si ve lo que se hacía hace 20 años»

El formato FITS

Para trabajar con estas imágenes se crea el formato FITS (Flexible Image Transport System) que es un formato de archivo estándar utilizado en astronomía para almacenar y compartir datos científicos. Es usado por la NASA y la Unión Astronómica Internacional y se convirtió en una herramienta esencial para el campo de la astronomía. El procesamiento de imágenes en programas como GIMP o Photoshop está limitado a la lectura de imágenes simples, por lo que para abrir archivos FITS se necesita un software especializado capaz de descifrar tablas y bases de datos más complejas. Existen varios programas especializados en FITS disponibles en diferentes lenguajes de programación, lo que permite que el formato sea accesible para una gran cantidad de investigadores y científicos.

M8 e m20 (Data processing Jim Misti) – Gianluca Belgrado

El desarrollo del formato FITS comenzó a finales de los años 70 por Eric Greisen, Don Wells, Ron Harten y P. Grosbol, con el objetivo de intercambiar imágenes astronómicas y archivos de datos astrofísicos. Sin embargo, sus especificaciones no fueron publicadas en los medios especializados hasta 1981, cuando el archivo ya se había convertido en un estándar en los círculos profesionales de la astronomía.

Lo que hace que FITS sea tan especial es su capacidad para almacenar diferentes tipos de datos en un solo archivo. Además de imágenes convencionales, puede almacenar espectros electromagnéticos (imágenes de rayos X y de infrarrojos), mapas de bits, texto ASCII, matrices multidimensionales, tablas binarias y palabras clave que proporcionan información descriptiva sobre los datos que se almacenan. Cada uno de estos tipos de datos puede ser almacenado en extensiones dentro del mismo archivo, lo que permite que un solo archivo contenga una gran cantidad de información.

Actualidad

En la actualidad, FITS se utiliza para transportar, analizar y archivar conjuntos de datos científicos de todo tipo en astronomía. Muchos de los datos solares, lunares y planetarios que se recuperan por la rama de Astrofísica de la NASA se distribuyen usando el formato de archivo FITS. Estas imágenes se pueden procesar en programas como IRAF o MIDAS.

Además el formato de archivo FITS no está limitado al campo de la astronomía. La Biblioteca del Vaticano ha utilizado este formato para la digitalización y almacenamiento de su vasta colección de obras históricas y culturales. Esto permite la preservación de estas obras en formato digital y su acceso a una audiencia más amplia.

Conclusión

El resultado final es una impresionante imagen en color que muestra la belleza de galaxias lejanas y otros cuerpos celestes en todo su esplendor. Estas imágenes no solo son hermosas, sino que también son valiosas para la investigación científica. Los astrónomos pueden estudiar las características de estas galaxias y nebulosas para aprender más sobre la formación y evolución del universo.