FITS Liberator 4: ¿Cómo se hacen las hermosas imágenes de NOIRLab?

Una nueva versión de FITS Liberator, que permite a los astrónomos tomar datos astronómicos y convertirlos en imágenes, está disponible para su descarga y es accesible tanto para astrónomos profesionales como aficionados.

¿Sabías que la versión original de FITS Liberator, lanzada en 2004, se diseñó originalmente como un complemento interactivo para Adobe Photoshop en respuesta a las herramientas no interactivas de entrada de línea por línea como IRAF? A lo largo de los años, y a medida que otros programas de procesamiento de imágenes han ido ganando popularidad, las versiones posteriores de FITS Liberator han sido software independientes diseñados para funcionar con cualquier programa de generación de imágenes.

Todas las asombrosas imágenes del Universo que generan los telescopios de NOIRLab y observatorios como los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, comienzan como archivos FITS (siglas en inglés para Flexible Image Transport System) o Sistema Flexible de Transporte de Imágenes, que ha sido utilizado por los astrónomos desde principios de la década de 1980, cuyo uso se ha extendido realmente en los últimos 30 años con la llegada de los dispositivos de carga acoplada (o CCDs por sus siglas en inglés); sensores electrónicos utilizados en las cámaras astronómicas, que sustituyen a las placas fotográficas.

“FITS Liberator ha experimentado importantes mejoras a lo largo de los años”, afirma Lars Lindberg Christensen, Jefe de Comunicaciones, Educación y Vinculación con el Medio de NOIRLab, que creó el software junto con Robert Hurt (IPAC/Caltech) en 2004. “Es una herramienta interactiva y su función principal es tomar estos conjuntos de datos astronómicos increíblemente abundantes desde los telescopios de todo el mundo, y del espacio, y permitir al usuario extraer la máxima señal de ellos”.

Captura de pantalla de la versión 4 de FITS Liberator, un software de procesamiento de imágenes Credit: NOIRLab/IPAC/ESA/STScI/CfA FITS Liberator.

Todas las asombrosas imágenes del Universo que generan los telescopios de NOIRLab y observatorios como los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, comienzan como archivos FITS

Los archivos FITS no son archivos de imagen, como un jpeg o un tiff, por lo que no pueden abrirse con los programas de procesamiento de imágenes de uso habitual. Estos son archivos de datos que no sólo registran el brillo del objeto observado, sino también datos espectroscópicos, así como información sobre el telescopio y la cámara, como los detalles del instrumento utilizado, su temperatura, la temperatura exterior del instrumento y cualquier otra información útil que pueda influir en la forma en que los científicos analizan sus observaciones y determinan conclusiones a partir de sus análisis.

Los astrónomos no suelen convertir sus datos en imágenes, pero las grandes imágenes de los telescopios gigantes son una excelente herramienta de divulgación para el público. Por eso, cuando se quiere crear una imagen en lugar de sólo analizar los datos, se utiliza el software FITS Liberator para convertir los archivos FITS en archivos de imagen en escala de grises, donde cada píxel tiene sólo 8 o 16 bits.

“Una imagen en escala de grises de 8 bits sólo puede mostrar 256 (28) tonos de gris, mientras que los archivos de datos que obtenemos de nuestros telescopios tienen un rango dinámico mucho más amplio”, dice Travis Rector, Profesor de Astronomía de la Universidad de Alaska Anchorage y que, como parte de su trabajo de divulgación de la educación astronómica, ha pasado muchos años creando cientos de imágenes astronómicas. FITS Liberator utiliza una función de nivel de “escalado” que convierte los valores de los píxeles de los datos en valores de los píxeles de la imagen en escala de grises, y a partir de ahí se genera una imagen en escala de grises. A continuación, el usuario debe importar ese archivo de imagen en escala de grises a un software de procesamiento como Adobe Photoshop o GIMP, para crear las coloridas imágenes astronómicas que acostumbramos a ver.

Lars Lindberg Christensen, Jefe de Comunicaciones, Educación y Vinculación con el Medio de NOIRLab de NSF, fue el coautor de FITS Liberator en 2004 junto con Robert Hurt.

Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. Pollard.

Esta nueva versión de FITS Liberator es su cuarta encarnación, y ha sido diseñada para hacer frente a las exigencias de los datos astronómicos modernos. Por ejemplo, la Cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin de NOIRLab producirá archivos FITS de 3,2 mil millones de píxeles, y las versiones anteriores del software no estaban preparadas para manejar archivos tan enormes. “Como los telescopios astronómicos ahora producen imágenes gigantescas, necesitábamos una herramienta que pudiera trabajar con ellas”, dice Rector. Los sistemas operativos también han evolucionado desde que se lanzó la versión 3 en 2012, lo que ha obligado a actualizar el software.

La Galaxia del Molinillo Austral, Messier 83, fotografiada por la Cámara de Energía Oscura (DECam), construida por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) y montada en el Telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco del Observatorio Cerro Tololo (CTIO), un Programa de NOIRLab de NSF. La imagen fue co-procesada por Travis Rector con la ayuda de FITS Liberator

Credit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA.

Lo mejor de FITS Liberator es que también permite la participación del público, así, pueden descargar y procesar imágenes extraídas de los datos de sus telescopios favoritos (profesionales o de aficionados). El archivo de datos de NOIRLab se puede encontrar en https://astroarchive.noirlab.edu/. Muchos astrónomos aficionados han descargado FITS Liberator para acceder y procesar imágenes tomadas por el Observatorio Gemini o el Telescopio Espacial Hubble. De vez en cuando, incluso hacen descubrimientos.

“Por ejemplo, hubo un descubrimiento en el interior de una galaxia [IC 5063] cuando una científica ciudadana, Judy Schmidt (California), descubrió que había una sombra de un anillo de polvo alrededor de un agujero negro, y este descubrimiento se hizo simplemente mirando la imagen [que Schmidt había procesado]”, comenta Christensen. La sombra no era visible en la imagen original procesada por el Telescopio Espacial Hubble, y sólo se pudo distinguir tras un cuidadoso procesamiento de la imagen por parte de Schmidt.

Travis Rector, of the University of Alaska, Anchorage, who specializes in image processing and education outreach.

Credit: NOIRLab

Como los telescopios astronómicos ahora producen imágenes gigantescas, necesitábamos una herramienta que pudiera trabajar con ellas

Quien desee descargar la última versión de FITS Liberator puede hacerlo en este enlace: https://noirlab.edu/public/products/fitsliberator/. También hay numerosos tutoriales disponibles, escritos por astrónomos como Robert Hurt, para que los nuevos usuarios se familiaricen con el software.