¿Cuál es la resolución en megapíxeles del Telescopio Hubble?

El tamaño de las cámaras que tomaron las imágenes de Plutón es bastante fácil de encontrar: la cámara de campo amplio ACS tiene dos CCD de 2K por 4K (por lo tanto, 8 megapíxeles), con un campo de visión de 202 × 202 segundos de arco. El HRC de alta resolución tenía una cámara cuadrada de 1 megapíxel con un campo de visión de 26 × 29 segundos de arco.

¡La razón por la que las imágenes de Plutón son relativamente pobres es que Plutón es pequeño! El tamaño de la cámara es irrelevante; es el tamaño de los píxeles y la resolución angular lo que es vital.

El tamaño de píxel del HRC (que creo que es a lo que se deben principalmente las imágenes) es de 0,025 segundos de arco, que coincide con la resolución angular de 0,05 segundos de arco. El diámetro angular de Plutón es de aproximadamente 0,1 segundos de arco. ¡Por lo tanto, efectivamente tiene una imagen que solo está hecha de 4 × 4 píxeles! Me sorprende que se vea tan bien como se ve, pero eso se debe a que estas no son las imágenes en bruto (ver más abajo).

Editar: en respuesta a los comentarios, eché un vistazo a algunos detalles del artículo original que describe estas imágenes, por Buie et al. (2010). http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-6256/139/3/1128/meta Parece que lo que se muestra no es una imagen real de la ACS, sino el mapa que mejor se ajusta a lo que Plutón aspecto, obtenido modelando todas las imágenes disponibles.

La imagen del modelo se describe con una escala de píxeles mucho más fina que las imágenes originales, pero luego se difumina con un filtro gaussiano. Sin embargo, para citar el documento, "Se eligió el ancho del filtro gaussiano para imponer un límite a las frecuencias espaciales en la imagen de salida comparable al límite de difracción de HST".

Por lo tanto, la resolución angular de las "imágenes reconstruidas" finales sigue siendo similar y está limitada por la resolución angular del HST.

Solo para recalcar el mensaje. Realmente no importa aquí cuántos píxeles tienen las cámaras HST, siempre que tengan suficiente para muestrear la resolución angular correctamente. Con un diámetro angular de 0,1 segundos de arco visto desde la Tierra, Plutón tiene un tamaño angular equivalente a intentar tomar una foto de una cuarta parte desde 50 km. Realmente no te va a ayudar si tienes el último teléfono con cámara con miles de píxeles a menos que también lo conectes a un telescopio de 2,4 m como HST con una resolución angular mejor que esta.

Solo para abordar parte de la posible confusión en la pregunta original:

Hablar de "resolución" en "megapíxeles" solo tiene sentido si está comparando diferentes chips de imágenes en el mismo sistema óptico : el mismo campo de visión angular, con el mismo límite de resolución angular, reflejado en el chip. Por lo tanto, comparar megapíxeles entre, por ejemplo, diferentes DSLR de fotograma completo (o cámaras sin espejo de fotograma completo) tiene sentido, porque si coloca el mismo tamaño de lente en una Nikon o Canon DSLR de fotograma completo, obtienen el mismo campo de visión en sus chips. , con límites de resolución angular similares, si no idénticos.

Esta comparación falla si intenta comparar incluso la misma cámara con lentes diferentes, porque entonces cambia el campo de visión reflejado en el chip. Por ejemplo, puedo poner una lente gran angular (gran campo de visión) en una DSLR de fotograma completo y tomar una foto de un león a distancia. Obtendré una excelente imagen de paisaje, pero si amplío el león en la imagen resultante, el león se verá borroso, con solo unos pocos píxeles cubriendo el león. Puedo poner un teleobjetivo largo (pequeño campo de visión) exactamente en la misma cámara , tomar una foto del león, y el león será muy detallado y nítido, abarcando muchos píxeles (aunque no obtendré el resto del paisaje).

Muchas afirmaciones sobre los megapíxeles en las cámaras de los consumidores y de los teléfonos, si bien son técnicamente correctas, son en su mayoría tonterías de marketing, porque no se intenta comparar los campos de visión y, por lo tanto, la resolución angular efectiva. Es por eso que podrá tomar imágenes de resolución mucho más alta con una DSLR de 20 megapíxeles que con la cámara de su teléfono de 41 megapíxeles.

Otra forma de pensarlo es esta: si pudiéramos poner cualquier chip que use el Lumia en el Hubble, ¿obtendríamos imágenes más nítidas? No. El chip Lumia tiene píxeles físicamente más pequeños, probablemente entre 1 y 1,5 micrones de tamaño, en comparación con los píxeles ACS-HRC de 21 micrones. Pero, como señala Rob Jeffries, los píxeles de HRC ya son lo suficientemente pequeños para resolver en el límite de resolución angular del Hubble. El chip Lumia no mostraría más detallesde lo que ya lo hace el chip HRC, solo le daría un mayor desenfoque por píxel. (También está el hecho de que los chips de imágenes comerciales dividen sus píxeles entre diferentes filtros para obtener imágenes R, G y B simultáneamente, por lo que en la práctica su cámara de "41 megapíxeles" solo graba alrededor de 13 o 14 megapíxeles por filtro. Cámaras en Hubble don no usa filtros por píxel, por lo que cada imagen de un solo filtro usa todos los píxeles).