¿Por qué hay una franja negra en las imágenes del Hubble de Plutón?

Esa fotografía es una composición de dos imágenes tomadas con diferentes tiempos de exposición .

Para ser correctos tendríamos que decir que la exposición de las dos fotografías es diferente, es decir, la fotografía exterior se creó absorbiendo más luz. En este caso podemos suponer que la relación focal (derivada de la apertura de la lente del Hubble) y la luminancia de la escena (cuánta luz viaja en la dirección de la lente) son idénticas para ambas fotografías, lo que deja solo el tiempo de exposición como un factor libre. variable a la hora de determinar la exposición .

Esto es necesario porque estamos fotografiando objetos con brillos muy diferentes. Para que Plutón aparezca, se requiere un tiempo de exposición relativamente corto, pero sus lunas reflejan mucha menos luz y necesitarían un tiempo de exposición más largo para ser visibles. Mientras el sensor esté expuesto, Plutón seguirá aumentando su brillo hasta el punto de desaparecer. Los objetos que son significativamente más brillantes quedan sobreexpuestos, lo que resulta en una pérdida de detalle y fidelidad, lo que se conoce como reflejos apagados en fotografía. En nuestro caso, Plutón se convertiría en un punto blanco sólido en comparación con la imagen más detallada que ahora es posible. Puede establecer un paralelismo con las imágenes en falso color generadas por infrarrojos: este compuesto no es lo que vería el ojo humano si fuera capaz de captar este nivel de luz y detalle.

En otra imagen del Hubble, la NASA explicó la razón por la que se utilizan imágenes compuestas:

Esta es una imagen compuesta porque una sola exposición del fondo estelar, el cometa Siding Spring y Marte sería problemática. En realidad, Marte es 10.000 veces más brillante que el cometa, por lo que no se pudo exponer adecuadamente para mostrar detalles en el Planeta Rojo. El cometa y Marte también se movían uno con respecto al otro y no se podían fotografiar simultáneamente en una exposición sin que uno de los objetos se viera borroso por el movimiento. Hubble tuvo que ser programado para rastrear el cometa y Marte por separado en dos observaciones diferentes.

Fuente: Hubble ve un cometa junto a Marte

A menudo son necesarios tiempos de exposición muy largos, ya que nos llega relativamente poca luz de planetas y estrellas distantes. Como explica el sitio web del Hubble para sus imágenes de Deep Fields :

Hubble ha realizado una serie de observaciones muy profundas tomadas en partes muy oscuras del cielo. Al igual que usar una exposición prolongada en una cámara digital, estas tomas de exposición prolongada (hasta varias semanas) revelan detalles muy débiles que normalmente no son visibles en exposiciones más cortas.

Fuente: "¿Qué son los campos profundos del Hubble?", Preguntas frecuentes de Spacetelescope.org .

Wikipedia resume un artículo de Robert E. Williams y el equipo de HDF , "El campo profundo del Hubble: observaciones, reducción de datos y fotometría de galaxias" de la siguiente manera:

Entre el 18 y el 28 de diciembre de 1995, tiempo durante el cual el Hubble orbitó la Tierra unas 150 veces, se tomaron 342 imágenes del área objetivo en los filtros elegidos. Los tiempos de exposición totales en cada longitud de onda fueron 42,7 horas (300 nm), 33,5 horas (450 nm), 30,3 horas (606 nm) y 34,3 horas (814 nm), divididos en 342 exposiciones individuales para evitar daños significativos a las imágenes individuales por cósmica rayos, que hacen que aparezcan rayas brillantes cuando inciden en los detectores CCD. Se utilizaron otras 10 órbitas del Hubble para hacer exposiciones cortas de campos laterales para ayudar a las observaciones de seguimiento de otros instrumentos.

Fuente: Hubble Deep Field , Wikipedia, consultado el 9 de diciembre de 2014

Plutón en sí mismo es tan brillante que Caronte no sería visible en la imagen si estuviera expuesto de manera que mostrara las lunas restantes. Del mismo modo, las lunas restantes son tan débiles que no son visibles en una imagen que resuelve Caronte. Por lo tanto, la foto que ves es una combinación de dos técnicas de procesamiento de imágenes: una diseñada para mostrar a Caronte y otra diseñada para mostrar las lunas restantes.

Estoy bastante seguro de que la franja está ahí porque las dos secciones de la imagen tienen diferentes contrastes. Plutón y Caronte son tan brillantes en relación con Nix, Hidra, P4 y P5 que para tener un contraste, usted (a) no podrá ver los cuatro más pequeños, o (b) borrará totalmente la imagen con la luz de los dos más brillantes. Así que simplemente superponemos dos imágenes con diferentes brillos (o ganancias, supongo).

Sin conocimiento de esta imagen en particular, estoy bastante seguro de que se debe al uso de un Coronógrafo . Uno de un conjunto de métodos diferentes para bloquear o desviar o cambiar de fase o de alguna otra manera deshacerse de la luz no deseada reflejada por Plutón y Caronte que cegaría el detector de luz de la luz mucho más débil reflejada por sus pequeñas lunas.

Este enlace sobre el coronógrafo en Hubble está más allá de mí, pero tal vez sea útil para alguien: