¿Qué es el ‘seeing’ astronómico?

El ‘seeing’ es un vocablo del idioma inglés que hace referencia a la calidad de la atmósfera del cielo nocturno, afectada en mayor o menor medida por la turbulencia de la atmósfera terrestre. 

Cuando hay mal seeing, los astros parecen titilar y danzar en la mira del telescopio, produciendo imágenes borrosas y de poca calidad. No podrán verse las bandas de Júpiter, y será imposible resolver las estrellas dobles.

Dos imágenes de Júpiter tomadas con el mismo equipo, en la izquierda con buen 'seeing' se aprecian las bandas con mayor nitidez y la gran mancha, mientras que la imagen a la derecha, con 'seeing' desfavorable, tiene mucha menos calidad. Fuente: Youtube.

Por ello no basta contar con el mejor telescopio para garantizar una buena observación. Ocurre que la atmósfera, en sí misma, es un elemento óptico importantísimo, porque cuando se observan los astros, la luz que emiten recorre enormes distancias, y para llegar al telescopio, es necesario que antes haya atravesado las capas de la atmósfera.

Para ponerlo en contexto, ¿alguna vez ha colocado un lápiz en un vaso con agua, y pareciera que el lápiz se quiebra en dos partes? Se debe a que el aire y el agua son dos medios con distintos índices de refracción, por lo que los rayos luminosos cambian de dirección cuando pasan de un medio a otro. A este fenómeno se lo conoce como refracción de la luz.

Algo parecido sucede con la atmósfera, ella no es un medio uniforme, sino que está compuesta de capas con distinta densidad y temperatura, lo que les confiere distinto índice de refracción. Entonces, los rayos de luz que provienen de los astros van cambiando continuamente de dirección hasta incidir en el objetivo de nuestro telescopio.

Otro efecto que tiene la atmósfera es su capacidad para extinguir la luz, disminuyendo su intensidad, todo lo cual ocasiona el centelleo de los astros.

En resumen, al llegar al ojo, la luz ha perdido buena parte de su intensidad y brillo, dando lugar a una imagen de menor calidad. La pérdida es bastante grande, así que no es de extrañar que la NASA haya invertido millones de dólares en los telescopios espaciales como el Hubble y el James Webb.

Los telescopios espaciales como el James Webb escapan de las turbulencias de la atmósfera terrestre, aunque no están exentos de dificultades. Fuente: Wikimedia Commons.

Por si fuera poco, la atmósfera terrestre es sumamente dinámica, ya que cambia de un momento a otro. Hay lugares y momentos con mejor ‘seeing’ que otros. Cuando la visibilidad es buena, se disfruta de una excelente observación y se pueden fotografiar los astros con excelentes resultados. 

Por el contrario, cuando el ‘seeing’ es malo, aunque se tenga un buen telescopio y una excelente cámara, el cielo parece burbujear y las imágenes obtenidas de la Luna y los planetas son borrosas, mientras que las estrellas aparecen temblorosas y distorsionadas.

El seeing se puede modelar matemáticamente, para una fuente luminosa puntual, como podría ser una estrella, en términos de la longitud de onda de la luz emitida y la masa de aire observada. De esta manera, los científicos estudian las formas de minimizar sus efectos, sobre todo e nivel de los grandes observatorios astronómicos en el mundo.

Diferencia entre ‘seeing’, transparencia y oscuridad del cielo

No debe confundirse el ‘seeing’ con la transparencia de la atmósfera, ya que esta última está relacionada con la cantidad de partículas en suspensión. Cuanto mayor sea el número de partículas, menos transparente será la atmósfera, aunque esta se encuentre estable.

El buen ‘seeing’ también es diferente de la oscuridad del cielo. Se puede estar en un valle entre las montañas, con un cielo muy oscuro por la carencia de contaminación luminosa, y sin embargo, tener mal ‘seeing’, porque en los valles y las hondonadas suele producirse mucha turbulencia atmosférica.

 

Cielos oscuros, transparentes y con una atmósfera en calma son los ideales de los observadores. Fuente: Picryl.

El seeing es un factor importantísimo a tener en cuenta si lo que se pretende es hacer observaciones planetarias, en cambio, para observar bien objetos de cielo profundo, la transparencia es aún más decisiva, porque son más tenues. Usualmente el cielo se torna muy transparente después de la lluvia, pero la turbulencia remanente produce mal seeing, lo que tal vez le lleve a pensar que no es posible tenerlo todo.

Desde luego, un cielo transparente, bien oscuro, despejado y con una atmósfera estable, es el sueño de todos los observadores del cielo, pero no siempre somos tan afortunados como para tenerlos cada vez que se sale a observar. Sin embargo, no hay que desanimarse, porque hay formas de solventar el problema sin tener que salir de la Tierra.

¿Cómo evitar el mal ‘seeing’?

En la Tierra hay lugares con ‘‘seeing’ y transparencia privilegiados, y es por ello que allí se han construído los grandes observatorios astronómicos: la isla de la Palma, en las islas Canarias, el Mauna Kea en Hawaii o el desierto de Atacama, al norte de Chile.

Las cúpulas del observatorio astronómico de Mauna Kea, en Hawaii. Fuente: Wikimedia Commons.

Pero si, como la mayoría de las personas, uno no vive en alguna de esas localidades, hay que lidiar con el ‘seeing’ que se tenga a mano, ¿qué hacer para vencer esta limitación?

Bien, no es posible librarse de la atmósfera, pero conociendo un poco su naturaleza, es posible planificar una estrategia para derrotar el mal seeing y disfrutar de una maravillosa observación.

Lo primero es saber que variables atmosféricas que más influyen en el ‘seeing’, aunque no los únicos, son la temperatura, la humedad y los vientos, porque todos estos factores alteran mucho la estabilidad del aire. Entonces, ¿a dónde llevar el telescopio para conseguir una experiencia de observación satisfactoria?

1.- Arriba, arriba y lejos

Una solución simple es procurar elevarse por encima de las turbulencias, ascendiendo.

Es por ello que los grandes observatorios astronómicos terrestres suelen construirse en las cimas de las montañas. 

Elevarse por encima de la capa de nubes es una buena estrategia para contrarrestar el mal 'seeing'. Fuente: Pexels.

Esto es para estar por encima de la capa límite planetaria, que es la capa de la atmósfera que más interactúa con la superficie terrestre, y donde los parámetros antes mencionados, viento, temperatura y humedad experimentan cambios bruscos. También es en esta capa donde se concentra la mayor cantidad de contaminantes.

2.- El tamaño importa

Los efectos del mal seeing parecen acentuarse con el tamaño del telescopio, muchos observadores afirman que la imagen proporcionada por objetivos grandes, se ve mucho más afectada por el mal seeing que los telescopios más pequeños. 

Entonces, cuando la visibilidad no es buena, tal vez sea conveniente observar con un telescopio más pequeño, o bien cubrir parte del objetivo con cartón, aunque puede que, en este caso, la mejora no sea significativa.

Es necesario tener presente que la visibilidad puede cambiar, y de hecho lo hace, en el transcurso de la noche, así que si se opta por enmascarar el objetivo, hay que estar preparado para retirar la máscara si las condiciones mejoran.

3.- Conseguir el equilibrio térmico

Muchos problemas de visibilidad se pueden corregir fácilmente, con solo dejar que el instrumento se equilibre térmicamente con el aire. Este disminuye su densidad y se eleva cuando aumenta la temperatura, mientras que el aire frío es más denso y tiende a permanecer más bajo.

Si el telescopio no está a temperatura ambiente, se formarán capas de aire a su alrededor cuyo efecto será distorsionar las imágenes. Todos los observadores reportan que, después de una media hora, la calidad de la imagen mejora muchísimo, y eso es porque transcurrido este tiempo, ya se ha establecido el equilibrio térmico entre el instrumento y el aire.

Normalmente el telescopio está más caliente si se ha transportado en el coche y estuvo bastante rato al sol, pero a veces ocurre lo contrario, y es el instrumento el que está más frío. En este aspecto, los telescopios reflectores son más sensibles que los refractores. Muchos propietarios de reflectores instalan ventiladores como los que usan las computadoras. Si usted tiene uno, puede probar dónde colocar el ventilador para obtener mejores resultados.

4.- Elegir el entorno apropiado

Es conveniente alejarse del pavimento, el concreto y las edificaciones con calefacción, porque retienen el calor del día, lo cual causa turbulencias locales alrededor del instrumento. Es preferible siempre ubicarse donde haya arbustos y vegetación, de preferencia distribuida lo más uniforme posible. En ese caso, no hay que olvidar el repelente de insectos, aunque esto es válido en casi cualquier entorno.

Pero si el telescopio ya tiene un albergue propio, lo mejor es que esté construido con materiales ligeros que rápidamente se equilibren térmicamente con el ambiente, bien ventilado (la circulación del aire es importante) y en colores claros que reflejen la luz.

El entorno también determina las mejores horas para la observación, esto podrá averiguarlo después de algunos intentos y está determinado por la geografía local. En algunos lugares conviene observar al anochecer, en otros, es cerca o después de la medianoche. Dependiendo de lo que se quiera observar, justo antes de que salga el sol puede ser otro momento excelente.

5.- Buscar el cénit

Hay que observar y fotografiar a los astros cuando estos se encuentren a la mayor altura sobre el horizonte. La razón es simple, la luz atraviesa una capa más delgada de atmósfera cuando el astro se encuentra en el cénit.

6.- Planificar la observación

Observe bien el titilar de las estrellas, esta es una buena manera de predecir el seeing y saber si vale la pena sacar el telescopio. Si las estrellas parpadean mucho, aunque la noche sea oscura, no es un buen presagio, pero como ya hemos dicho, la situación puede revertirse en el transcurso de horas o incluso minutos.

Otra opción son los sitios de internet que tienen el pronóstico del clima, el del seeing y el de la transparencia, como por ejemplo meteoblue.com. Con su ayuda es posible planificar la sesión de observación y astrofotografía, aunque hay que advertir que el clima a veces puede ser impredecible.

Captura de la página web meteoblue.com, que provee información metereológica a nivel mundial.

Cuando se abre el enlace de la página, hay que colocar el nombre de la localidad donde se realizará la observación y en la página hay opciones para la previsión del clima en distintos lapsos de tiempo.

Captura de pantalla de meteoblue con información relevante acerca del seeing, la temperatura y más. El color verde es buen augurio, así como el valor 5 en la columna etiquetada 'Index 1', siempre y cuando el cielo esté bien despejado.

7.- Usar filtros

Si el objetivo es la astrofotografía nocturna, algunos filtros pueden ayudar un poco a combatir el mal seeing, pero es necesario tener presente que cualquier filtro va a disminuir en alguna medida la luz que llega de los astros. A veces esto es bueno, sobre todo si se va a fotografiar la Luna, que puede llegar a ser extremadamente brillante, entonces el uso de un filtro apropiado aumenta el contraste de la imagen obtenida.

Desde luego, en la observación segura del Sol, el uso de filtros especializados es imprescindible, pero este es otro tema.

En cuanto al mal seeing, es posible combatirlo en alguna medida con filtros de colores, que mejoran el contraste. Los mejores resultados se obtienen con filtros rojos, seguidos de naranja y amarillo, aunque dependerá también de qué planeta se quiere observar. El tema da para mucho, porque existe una amplia oferta de filtros en el mercado.

En conclusión, el seeing es una circunstancia de la que no podemos escapar, puesto que está profundamente vinculado a la atmósfera, sin embargo, como hemos visto, sí hay maneras de lidiar con sus efectos y obtener las más gratificantes experiencias de observación y fotografía del cielo.

Por F. Zapata