Ejercicios de fotografía de Mercurio en frente del sol
y de medida de su posición

Primero que todo lo más importante:
¡NUNCA intente tomar una fotografía del sol sin usar un filtro adecuado (hecho de vidrio o de plástico) delante del objetivo del telescopio o de la cámera!

Una información muy detallada acerca de los filtros solares, montaje de la cámara, etc. se puede hallar en el artículo de Tim Cole Solar imaging with a digital camera y en Fred Espanak's Transit of Mercury 2019 page.
El propósito de esta pagina es ofrecer informaciones básicas para motivar a los participantes a practicar antes del 11 de Noviembre.

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1. Fotografía digital del sol

2. Exposición múltiple

3. Medición de la posición de Mercurio en el disco solar

1. Fotografía digital del sol

La cámara deberá estar montada en un trípode estable.
Con el fin de prevenir imágenes borrosas,
- se aconseja usar un control remoto y
- en el caso de una cámara reflex, fijar el espejo.
El foco debe ser tan exacto como sea posible dado que una imagen desenfocada genera incertidumbre en la determinación del radio solar y errores en la determinación de la posición de Mercurio. Esta última debe ser medida con la mayor precisión!
La impresión de un buen foco a través del visor no es garantía de que la imagen este bien enfocada!
El borde del sol, una mancha o el mismo Mercurio pueden ser usados para obtener un enfoque perfecto. Si la cámara esta conectada a la computadora, o cuenta con un lente de aumento en el visor se puede facilitar en gran medida la tarea de enfocar apropiadamente.

El tiempo de exposición se debe escoger adecuadamente de tal forma que las fotografías no sean ni muy brillantes ni muy opacas. Estos consejos serán útiles:

Si la cámara posee exposición automática, debería probarse el resultado acortando el tiempo un poco se obtienen mejores resultados (ver ejemplo abajo)

Diferencia de 90 segundos

Exposición automática	Exposición automática menos un paso	Exposición automática menos dos pasos

Frecuentemente el brillo de la fotografía se mide en su centro. Por lo tanto, usando la exposición automática el brillo del sol cambiará dependiendo de su posición en el encuadre (observe la imagen abajo a la izquierda).
Tal vez sea mejor el tener un tiempo fijo de exposición, pero por supuesto teniendo en cuenta la apertura óptica, la elevación del sol y el estado de la atmósfera.
Otra posibilidad es usar el histograma para determinar la correcta exposición de la imagen. Casi todas las cámaras modernas lo ofrecen. Por otra parte el programa de dominio público ImageJ permite efectuar el análisis de la imagen usando histogramas.

A causa de las turbulencias atmosfericas se sugiere el hacer varias tomas consecutivas para posteriormente elegir la mejor.
Ejemplo: el sol, Abril 18, 8:26 UT

Las siete imágenes, tomadas en un intervalo de un segundo, muestran diferencias significativas. La imagen de la derecha ha sido tomada por el satelite SDO (Dynamic Solar Observatory), Observatorio Dinámico Solar de la NASA, por encima de la atmósfera - se ha tomado aproximadamente 2 horas despúes.
En la imagen completa y en la de la izquierda hemos insertado a Mercurio en su tamaño real. Esto demuestra la importancia de las imágenes enfocadas en lo posible!
La mejor de las imágenes obtenidas podrá ser almacenada en la base de datos usando la página del intercambio de los datos habilitada para tal fin.

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2. Exposición múltiple

Tal y como se describió en la página Ideas básicas, hemos propuesto el fotografiar el sol dos veces para así poder determinar el ángulo de posición de Mercurio con respecto a la dirección este-oeste. Posteriormente las imágenes pueden (pero no necesariamente) ser sobrepuestas usando un programa como ImageJ. La diferencia en la posición del sol (sea en las dos imágenes o en la combinada) mostrará la dirección oeste del movimiento del sol debido a la rotación terrestre. Para esto se requiere, por supuesto,

que el tamaño del sol sea lo suficientemente pequeño para poder determinar su centro con exactitud y también
que la imagen sea lo suficientemente amplia para permitir más de una imagen del sol con sus centros determinados. Entre más pequeño sea el tamaño del sol con respecto al tamaño de la fotografia, más largo poderá ser el intervalo de tiempo entre las dos imágenes y por tanto la determinación de la direccion este-oeste sera mas precisa.

Los siguientes consejos serán muy útiles:

Para este caso la estabilidad del trípode es mucho más importante.
Si se usa el auto seguimiento ( autotracking) debe ser posible desactivarlo por algunos minutos, porque aún las monturas paralácticas nunca alcanzan suficiente exactitud. Alternativamente la ascensión recta se puede desplazar un poco para observar su dirección en la imagen.
La diferencia de tiempo entre las tomas debería tomar un valor fijo. Si se controla con suficiente precision (como por ejemplo usando un cronómetro), la velocidad de movimiento aparente del sol (en grados por hora) puede ser usada para determinar la escala de la imagen y el radio angular del sol. Si la diferencia es de 150 s o más, se garantiza que las imágenes del sol no se sobrelaparán en la imagen combinada.
Tenga cuidado: El sol tiende a abandonar la fotografía!
Y lo más importante: Hay que practicar mucho las exposiciones múltiples!

Para el procesamiento digital de las imagenes sugerimos el programa de dominio público ImageJ. Claro que hay otras posibilidades - sientase libre de usar la que mejor le convenga. Las siguientes notas se refieren al uso de "ImageJ".

La combinación de imágenes sucesivas se hace siguiendo estos pasos (la secuencia de las opciones del menu a seguir están en rojo):

Abrir las imágenes simultáneamente con el programa: File → Open
Apilar las imágenes: Image → Stacks → Images to Stack
Combinar las imágenes una encima de otra (en dirección z): Image → Stacks → Z Project.
Probar los diferentes tipos de ZProjection:
- Average Intensity
- Max Intensity
- Sum Images
La mayoría de las veces la opción "Max Intensity" parece brindar los mejores resultados. (Las fotografías han sido tomadas con poca experiencia con una cámara nueva y con condiciones meteorológicas desfavorables.)

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3. Medición de la posición de Mercurio en el disco solar

Sabiendo la diferencia de tiempo de las tomas combinadas es posible determinar
1. la orientación de la imagen,
2. su escala (si se sabe la declinación δ_S del sol) y
3. el radio angular ρ_S del sol.
Existen muchas herramientas para medir la posición de Mercurio con respecto a la superficie del sol. En este proyecto sugerimos usar el programa evaltransitpicts. Con este programa, las posiciones y tamaños del sol y de Mercurio en imágenes digitales (formatos JPG o BMP) se pueden medir. (Para conocer métodos alternativos, por favor dirigirse al proyecto Measuring the angular radius of the sun en la página del tránsito de 2012.)
- El radio y el centro del sol en pixels se determinan ajustando un círculo a su alrededor.
- Un segundo círculo adosado a la segunda imagen del sol permite establecer la cantidad y el rumbo del desplazamiento (y la dirección este-oeste). Si se conocen la diferencia de tiempo correspondiente y la posición celeste del sol, tanto la escala y el radio angular ρ_S del sol se pueden determinar. ( ver el ejemplo del proyecto del 2012)
- Añadiendo dos círculos más a los discos de Mercurio se calculan además sus coordenadas x'=x/ρ_M y y'=y/ρ_M con respecto al centro del sol. X apunta a la dirección Oeste, y Y a la dirección Norte.
- El programa calcula adicionalmente ρ_S.
Ejemplos y ejercicios

Posición de Mercurio en Mayo de 2016 12:00:04 UT fotografiado desde Hannover, fotografiado desde Hannover

Las fotografías se muestran en la página Ideas básicas.
Los radios del sol en pixels son 864px y 863px. El ángulo al oeste es de -10.93°.
El sol se movió 1971.8 px en 151s.
Por la declinación del sol (17.5°) su movimiento diario en el intervalo es cos(δ_S)*360°/24h*151s=15.78´.
Las coordenadas rectangulares de Mercurio a las 12:00:04 UT son x´=-0.81725, y´=0.02741.

Posiciones de las manchas solares durante los meses previos al tránsito de 2019
Aquí intentaremos hacer medidas conjuntas de la posición de las manchas solares!