Interferometria en astrofotografia amateur ?

[EstadoLeopardino]

Buenas ! como les va foro?

La verdad que hace bastante que estoy alejado del tema de la astrofoto. Dentro de poco tengo pensado nomadear por Argentina (laburo remoto hace 3 años). Tenia pensado arrancar en 2020 pero ya sabemos ese cuento.

 

A lo que vine: Estaba mirando un video sobre planetaria y el tipo tiro la regla que todos conocemos "mayor apertura, mayor resolucion". Ahí se me prendió alguna neurona que hizo la conexión con otra cosa que había aprendido hace unos años charlando con Eric Gonzales (del observatorio de la universidad de La Punta).

El me comentaba que en algunos centros de astronomia/astrofisica se usaban arrays de telescopios separados por cierta distancia, y eso, por interferometria (lo que se suele ver mas en radioastronomia) resultaba en una mayor capacidad de resolucion.

 

Basicamente, si tenemos dos telescopios con aperturas D, y los separamos por una distancia L. La apertura resultante si combinamos las imagenes seria de 2 * D + L. Pasandolo a numeros, si tenemos 2 telescopios de 15cm de diametro, y los separamos 20cm, tendriamos la misma resolucion que un telescopio de 50cm de apertura.

 

Video en ingles que explica todo esto mucho mejor que yo: https://www.youtube.com/watch?v=t6TY51JsH4Q

 

Ahora, la pregunta es funcionara? alguien lo probo? Estuve buscando por el foro y por internet y no encontre nada de un setup doble para mejorar resolucion, solo lo vi aplicado a duplicar la exposicion para imagenes de cielo profundo.

Estimo que de que sea posible, ni siquiera seria necesario que los dos telescopios esten soprotados por la misma montura y tranquilamente se los podria separar 10 metros o la distancia que querramos.

 

Tal vez haya alguna cota en la formula de interferometria?

 

Los escucho !

 

PD: Para contexto, dejo imagen fea de por que esto en caso de funcionar seria una locura

 

Editado 8 de Septiembre del 2021 por EstadoLeopardino

[matias_f1_09]

Es interesante la propuesta, pero en caso de la adquisición de esas imágenes algo a tener en cuenta es que a los dos telescopios no les afectará la turbulencia atmosférica por igual, por lo que creo que a datos combinados en el mismo momento, mayor resolución por riqueza de información final, no por un juego de aperturas... Es al menos así como lo veo. Es buena data para analizar y poner en práctica

Editado 9 de Septiembre del 2021 por matias_f1_09

[jwackito]

Hola Leopardino. El tema de interferometría se lo pregunté a un astrónomo profesional hace unos años por exactamente el mismo cuestionamiento que te estás haciendo vos. El tema, según me explicó, es que cuanto más corta la longitud de onda, más difícil es de hacer. Por eso en radio todo bien y en visible todo mal. Se que el VLAT en chile hace, pero me parece que hacen hasta infrarrojo lejano y no en visible. No quiero bajarte la curiosidad igual. Fijate que hasta hace 30 años la fotografía al alcance de los aficionados era química,  hasta hace 10, hacer adaptive optics en casa era un sueño y hoy está al "alcance" de los aficionados más pudientes. Y bue, lo que no existe hay que inventarlo... quien te dice que en 10 años más estamos viendo las primeras pruebas de telescopios caseros haciendo interferometría separados 10m en el patio de atras de una casa.

 

Saludos.

[Fgomezm]

No, la base teórica de la interferometría es otra. No tiene que ver con un aumento apatrente del diámetro del objetivo sino en el análisis de los patrones de interferencia de dos fuentes (o dos receptores) separados un numero entero de longitudes o fracciones de longitudes de onda. En Paranal hay un array de telescopios para interferometría óptica pero no han logrado hacerlos funcionar a pleno. Los arrays por interferómetría en longitudes de onda más cortas han dado buenos resultados , eso  sí con muchos modelos matemáticos y capacidad de cálculo detrás.

[EstadoLeopardino]

hace 15 horas, matias_f1_09 dijo:

Es interesante la propuesta, pero en caso de la adquisición de esas imágenes algo a tener en cuenta es que a los dos telescopios no les afectará la turbulencia atmosférica por igual, por lo que creo que a datos combinados en el mismo momento, mayor resolución por riqueza de información final, no por un juego de aperturas... Es al menos así como lo veo. Es buena data para analizar y poner en práctica

 

Por lo que entiendo, en parte la interferometria se usa para bypasear la turbulencia, o al menos mejorarla.

 

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Ayer buscando mas sobre el tema encontre un par de papers, basicamente, aplicar lo mismo que se hace en radio es prácticamente imposible para el amateur.. porque no hay forma facil de hacer el proceso de modo optico. En radio podes grabar las ondas y dps hacer los calculos, pero con luz claramente no podes grabar las ondas electromagneticas. (Adjunto paper sobre interferometria optica)

 

Pero tambien encontre este paper: https://www.nature.com/articles/ncomms7852, donde hacen la interferencia pero por intensidad y todo digital, sin tener que usar conexiones opticas entre los equipos. 

Claramente el setup que usan es super simple emulando una estrella en el laboratorio y usando detectores de fotones mucho mas simples que una camara.

 

De todos modos voy a seguir investigando si hay que descartarlo completamente o hay algun detalle que permita una mejora. Segun ese paper de nature este metodo no se utiliza desde 1950.

scientificamerican0301-56..pdf

[matias_f1_09]

hace 7 horas, EstadoLeopardino dijo:

Por lo que entiendo, en parte la interferometria se usa para bypasear la turbulencia, o al menos mejorarla.

Claro algo así era lo que imaginaba con el tema de la adquisición de datos para visual, con las camaras que son más sensibles en infrarojo o UV esto podría ayudar a resolver mejor ese efecto "blur" que tienen al procesar las imágenes. Es un lindo desafío, tanto para quien tiene dos telescopios, como para quien se las apaña con electrónica y se anima a hacer receptores de radio o uhf. 

 

 

hace 7 horas, EstadoLeopardino dijo:

Ayer buscando mas sobre el tema encontre un par de papers, basicamente, aplicar lo mismo que se hace en radio es prácticamente imposible para el amateur.. porque no hay forma facil de hacer el proceso de modo optico. En radio podes grabar las ondas y dps hacer los calculos, pero con luz claramente no podes grabar las ondas electromagneticas. (Adjunto paper sobre interferometria optica)

 

Pero tambien encontre este paper: https://www.nature.com/articles/ncomms7852, donde hacen la interferencia pero por intensidad y todo digital, sin tener que usar conexiones opticas entre los equipos. 

Claramente el setup que usan es super simple emulando una estrella en el laboratorio y usando detectores de fotones mucho mas simples que una camara.

 

De todos modos voy a seguir investigando si hay que descartarlo completamente o hay algun detalle que permita una mejora. Segun ese paper de nature este metodo no se utiliza desde 1950.

Es interesante, porque éste tipo de curiosidad es lo que lleva a los desarrollos "clandestinos" de tecnología amateur para acercarse más a la ciencia. Me recordaste que tengo (en algun lado de mi HDD) esquemas y guias para la construcción de radiotelescopios de banda 14  o 12ghz (creo, puede que más o menos) si lo encuentro lo subo. Si se fabrican 2, se puede usar la interferometría, si son más mejor.

[EstadoLeopardino]

Buenas foro,

 

Vuelvo sobre el tema.

 

Segui investigando, lamentablemente llegando a la conclusion que no seria posible aplicarlo en planetaria en un setup amateur.

Dejo este paper que resalta sobre varios otros que lei: https://arxiv.org/pdf/1607.03490.pdf

 

La explicacion resumida seria:

 

Cuando se realiza interferometria en radio, se graban las ondas electromagneticas y despues se las puede hacer interferir dado que tenemos toda la data, amplitud y fase.

Si queremos aplicar esto al espectro visible, claramente no podemos grabar las ondas electromagneticas... pero algo que si podemos hacer es recuperar la amplitud... de alguna forma "contando fotones".

En un paper que pase por arriba donde con una estrella artificial de laboratorio (led detras de un agujero pequeño) logran medir el diametro aparente de una estrella en mayores resoluciones que las que permitirian los telescopios por si solos.

 

Ahora es donde el fisico interno se apodera de mi y tiro "si consideramos las camaras como un array de detectores de fotones"... y aplicamos lo que dice ese paper, en un principio podriamos lograr hacer interferometria de intensidad para poder medir diametros aparentes de estrellas, o incluso dividir dobles?...

 

Lo de arriba no seria aplicable a una imagen compleja como la de un planeta, dado que para eso necesitariamos la fase.

 

Esto se puede demostrar facil haciendo la transformada de fourier de una imagen, y luego recuperar la imagen haciendo la antitransformada dejando afuera la fase.

La transformada de fourier lo que hace es descomponer una imagen en sumatorias de senos y cosenos donde tenemos valores para amplitud y fase en cada frecuencia presente en la imagen...

https://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/HIPR2/fourier.htm

 

Con estrellas, dado que la geometria es mucho mas simple, tal vez haya algo para aplicar para el que le interese.

No creo que siga investigandolo dado que no estoy interesado en medir diametros estelares, pero quien sabe, tal vez a alguien le sirve.

 

 

 

 

Editado 15 de Septiembre del 2021 por EstadoLeopardino