Treinta grados sobre el horizonte: la altura es un parámetro de disparo

La Vía Láctea de julio nunca sale como en las fotos que circulan por ahí. El mismo móvil, el mismo número de tomas, un pronóstico que prometía cielo despejado, y en la pantalla queda una papilla gris anaranjada donde el centro galáctico apenas se intuye. Primero se culpa a la cámara. Después al sitio, que por lo visto no era lo bastante oscuro. El culpable suele ser un número que nadie apunta: cuántos grados sobre el horizonte estaba el objetivo mientras el sensor trabajaba.

El aire se cuenta por capas

En el cenit la luz de una estrella atraviesa el mínimo espesor de atmósfera posible, y ese espesor vale por convenio una masa de aire. Baja la puntería y el recorrido se alarga con el inverso del seno de la altura. Treinta grados sobre el horizonte son dos masas de aire; veinte, casi tres; diez grados, algo menos de seis. Cerca del horizonte de verdad la trigonometría de cuaderno deja de servir, porque la Tierra es curva y la capa de aire también, y la cuenta sube hasta unas cuarenta.

Cada capa cuesta luz. En el mejor caso imaginable, aire limpísimo a nivel del mar, la extinción atmosférica vale 0,16 magnitudes por masa de aire: una estrella en el cenit ya ha dejado por el camino el catorce por ciento. A treinta grados la pérdida se duplica hasta 0,32 magnitudes, a diez grados llega a 0,90, y a cinco grados Sky & Telescope la estima en tres magnitudes completas, o sea más del noventa por ciento de la luz que nunca llega. Esas cifras son el suelo, no la media. Basta la humedad de una noche de agosto en el llano o el polvo que queda suspendido tras un día de calima para empujar el coeficiente hacia 0,40 magnitudes por masa de aire, y a partir de ahí cada fila de la tabla se multiplica por dos y medio.

Media señal, cuatro veces las tomas

Compara la misma estrella en el cenit y a diez grados, con el aire de manual del mejor caso: 0,74 magnitudes de diferencia, algo más de la mitad de los fotones. El fotometrista se encoge de hombros y añade una columna de corrección a la hoja de cálculo. Quien fotografía con el móvil no puede, porque un objetivo de dos milímetros de ancho cuenta los fotones de uno en uno, a diferencia de un refractor de cien.

La factura se lee en el apilado. Cuando el ruido dominante viene del fondo de cielo, la relación señal ruido de una suma crece con la raíz cuadrada del número de fotogramas: si la señal del objetivo se reduce a la mitad y el fondo se queda donde estaba, hacen falta cuatro veces más tomas para volver al mismo resultado. Doscientos fotogramas se convierten en ochocientos. Una hora se convierte en cuatro, la batería se rinde mucho antes, y mientras tanto el objetivo ha seguido bajando. Cuarenta minutos de captura a veinticinco grados valen más que dos horas persiguiendo el mismo objeto mientras se desliza hacia el pueblo iluminado del fondo del valle.

El fondo sube mientras el objetivo baja

El problema tiene una segunda mitad, y actúa en dirección contraria. La luz artificial de una ciudad no se marcha hacia arriba en línea recta: la atmósfera la dispersa y te la devuelve desde todas las direcciones, con un máximo justo donde la capa de aire es más gruesa. Esa cúpula anaranjada que ves a simple vista sobre la capital de provincia está baja. Si tu objetivo está a quince grados, está dentro de ella.

Con un gran angular de móvil el asunto se hace visible dentro de un solo fotograma. Un campo de setenta grados apuntado al sur contiene, en la misma toma, cielo a cincuenta grados de altura y cielo a cinco: masa de aire uno y medio arriba, diez abajo. El gradiente que aparece después del estirado no lo inventó el software de apilado, y ninguna sustracción de fondo lo quita del todo, porque ese fondo no es uniforme en el encuadre ni constante durante la noche. Conviene leer el gradiente antes de combatirlo. Si sube desde el borde inferior y se detiene justo donde empieza el perfil de la sierra, ya sabes quién es.

El cielo que desde la Península nunca sube

La altura máxima que alcanza un objeto, en el momento de cruzar el meridiano, se calcula en un segundo: noventa grados menos la diferencia entre tu latitud y la declinación del objetivo. El centro galáctico está a menos veintinueve grados de declinación. Desde Madrid culmina a veintiún grados, desde Tarifa a veinticinco, desde Tenerife a treinta y dos y medio. Ahí está la razón por la que los aficionados canarios sacan la Vía Láctea que la meseta no da: casi doce grados de altura extra sobre el mismo objeto, la misma noche, con la misma cámara. Las imágenes del núcleo llenas de bandas oscuras y rojos profundos vienen casi siempre de Chile, Namibia o Australia, donde ese objeto pasa por encima de los ochenta grados.

El cálculo cambia hasta la elección de los objetivos. Nada culmina más alto que el cenit, y por debajo de cierta declinación no hay nada que merezca la pena perseguir desde donde vives. El resto es cuestión de horarios: cada objeto cruza el meridiano una vez al día, y la ventana útil son las dos horas anteriores y las dos posteriores, mientras la masa de aire se mantiene cerca del mínimo. Saber adónde apuntar es la mitad del oficio; saber cuándo es la otra mitad.

Lo que hace la refracción y lo que no te hace

Además de quitar luz, el aire curva el trayecto de los rayos y lo levanta todo unos minutos de arco. En el horizonte eso vale 34 minutos de media, y por eso el US Naval Observatory sitúa la salida del Sol en el instante en que el centro del disco está todavía cincuenta minutos por debajo del horizonte geométrico (34 de refracción más 16 de semidiámetro). Dicho claro: el Sol que ves asomar salió hace rato, y durante un par de minutos estás fotografiando un espejismo. La Luna recién salida se ve achatada por lo mismo, porque su borde inferior se levanta más que el superior.

Hay en cambio dos efectos del aire bajo que en el móvil puedes ignorar tranquilamente. La refracción depende del color y separa el azul del rojo, pero la literatura instrumental cifra esa dispersión en poco más de un segundo de arco a cuarenta y cinco grados del cenit, y un píxel del gran angular principal cubre unos setenta: no la vas a ver jamás. El seeing también empeora con la masa de aire, aproximadamente como su potencia 0,6, y sigue siendo una línea que te afecta poco mientras el móvil mire al cielo por su cuenta. Ambos vuelven en cuanto apoyas la lente en el ocular de un telescopio.

Se fotografía igual

La planificación de una noche empieza por las horas de paso por el meridiano, no por los ajustes. Se eligen dos o tres objetivos que culminen a horas distintas, se captura cada uno en su propia ventana y se asume que el cuarto de la lista, el que cruza el meridiano a las cuatro de la tarde, este mes no toca. Si el objetivo no pasa de los veinte grados haga lo que haga, la elección del sitio deja de depender del número de Bortle y pasa a depender del acimut: un cielo mediocre con el horizonte sur despejado y ningún pueblo en esa dirección gana a uno excelente con una ciudad pequeña plantada justo en la línea de visión.

Un apunte final sobre el apilado. Los fotogramas tomados a veinte grados de altura y los tomados a cuarenta llevan niveles de fondo y gradientes distintos, y meterlos en la misma suma equivale a promediar dos cielos. En una noche larga, parte la cosecha en bloques y trátalos por separado: el bloque que bajó más suele acabar en la papelera, y tirarlo es lo que mejora todos los demás.

El número que necesitas no aparece en ningún menú de la cámara. Está en la aplicación de planetario, en la línea de altura, y cambia solo mientras miras la pantalla.