El cielo de la web

T.E.L: 4 min. 15 seg.

Los creadores de Astrometry.net usaron imágenes del Cometa 17P/Holmes tomadas por astrofotógrafos y accesibles a través de Yahoo! para inferir la órbita del objeto. Y encuentran una muy buena concordancia. Un proyecto de ciencia ciudadana distinto.

En internet podemos encontrar un sinnúmero de imágenes de objetos astronómicos. La gran mayoría resultan inútiles para fines científicos, pero no todo está perdido.

Una imagen, dicen, vale más que mil palabras. Sin embargo, puede resultar mucho más útil un número de teléfono o un nombre y apellido que una foto. Pero una cosa no necesariamente quita la otra. Las imágenes pueden contener datos. Como esos datos no representan al objeto en cuestión, no son píxeles, se los llama meta-datos.

El uso de meta-datos en la fotografía se ha incrementado en los últimos años y hoy, servicios como Flickr pueden leer esos datos de nuestras cámaras digitales. Por ejemplo, fecha, hora y tipo de cámara, son algunos de los datos que están incluidos en las fotografías. Con la utilización de dispositivos GPS también es posible agregar coordenadas geográficas.

Pero, ¿Cuál es la situación con las imágenes astronómicas? Hasta ahora no hay acuerdos masivos y unificados al respecto, aunque sí hay proyectos, en particular VAMP, del cual hablamos en otras oportunidades (El ADN de las imágenes astronómicas).

Sería fabuloso que la gran mayoría de las imágenes astronómicas disponibles en la web contengan estos datos EN la imagen: designación del objeto, coordenadas, fecha, tiempo de exposición, cámara, etc.

Dustin Lang, de la Universidad de Princeton y David Hogg, Centro de Cosmología de la Universidad de Nueva York y el Instituto Max-Planck, abordaron esta problemática en un paper recientemente conocido (no publicado, es un borrador).

Allí, además de señalar el panorama antes narrado, incluyen como una buena alternativa actual el proyecto Astrometry.net y su relación con Flickr. Allí, una imagen de un objeto astronómico, del que no se sabe qué objeto es y qué posición ocupa en el cielo, es analizada para brindar esta información, de manera automática. No es casual que hayan usado Astrometry. No sólo es una buena herramienta, sino que son sus creadores!

El experimento fue simple: a través del servicio de búsqueda de Yahoo! (usaron pYsearch), el 1º de abril de 2010, buscaron imágenes JPEG con la frase "Cometa Holmes" (en inglés). La búsqueda arrojó unos 10 mil resultados, pero luego de filtrarlos se quedaron con 2241 imágenes únicas. Luego hicieron correr el código de Astrometry.net en cada imagen para realizar una calibración astrométrica. 1299 imágenes fueron reconocidas como imágenes del cielo nocturno y fueron calibradas. Algunas de las imágenes eran ilustraciones o gráficos de la órbita del cometa. Y otras, 422, tenían fechas incluidas en la cabecera (encabezados EXIF).

El 24 de octubre de 2007, el Cometa 17P/Holmes brilló increíblemente (m=2.5) generando un considerable interés en el público.
Evaluaron entonces la precisión de las fechas y horas de las imágenes al fijarse en cada caso dónde estaba el cometa en ese momento y parece que la gran mayoría de las fechas eran consistentes.

Lo que hicieron a continuación tiene un nivel de detalle de cálculos matemáticos y de programación que es muy interesante, aunque un tanto extenso de relatar.
Al menos diré que tomaron algunos parámetros como las coordenadas, la fecha y hora, tamaño de imagen y orientación, además de los parámetros orbitales del objeto, etc.
El objetivo era saber si sólo con un conjunto de imágenes realizadas por astrofotógrafos, a lo largo del tiempo, era posible inferir la órbita del cometa.
Y el resultado, parece concordar bastante.

Arriba a la izquierda se ve la densidad total de píxeles de las imágenes usadas. El punto más pesado está cubierto por 493 imágenes con una densidad de 4 millones de píxeles por grado cuadrado. A la derecha se muestra la misma imagen pero con la grilla de coordenadas y la trayectoria del cometa 17/P Holmes de JPL.

La imagen 1, la que abre el post, permite ver en línea punteada la órbita según las efemérides de JPL y en línea sólida la órbita inferida por el trabajo usando imágenes web.

El modelo usado por los investigadores tiene sus defectos, como ellos mismos se encargan de señalar. El más obvio de todos es que muchas de las imágenes son la misma imagen. Alguien saca una foto, la pone en la web y otro toma esa imagen y la usa en su propio blog o sitio. Para el buscador, son imágenes diferentes, pero en realidad no lo son.

Conclusiones
El trabajo permite algunas conclusiones interesantes. Por un lado, el resultado es concordante con la órbita real del objeto, con lo cual, las astrofotografías, podría decirse, no fueron mal realizadas.
Por otro lado, los investigadores se encontraron con que estaban utilizando imágenes que no eran de ellos para publicar un trabajo que necesariamente debe estar bien acreditado. Contactar a 2241 personas y obtener su respuesta sería bastante difícil. Es por eso que el paper sólo contiene unas pocas de las imágenes usadas, pero en esos casos sí se contactaron con sus autores, quienes no tuvieron problema en compartir sus fotos y se mostraron entusiasmados.

La otra lección es que la cantidad de datos de una imagen puede se poca, pero la unión de muchas imágenes, puede producir algo diferente. Los investigadores realizaron luego un proceso similar con el cometa C/1996 B2 (Hyakutake) con resultado similar.

Tener Astrometry por un lado y un diluvio de imágenes astronómicas no identificadas por otro, hace pensar en el uso combinado de las herramientas a nuestra disposición en la actualidad. Una forma de relacionar ambas cosas ha sido, como se señaló, Flickr.
Pero, ¿es posible hacer un verdadero y valioso sondeo del cielo sólo con imágenes de la web de las que no se sabe su origen? Los autores creen que sí.

Etiquetando astrofotografías en Flickr
Aunque se explicó en Etiquetando el cosmos en su momento, actualmente es tan simple como unirse al grupo de Astrometry en Flickr tras lo cual podremos añadir imágenes al grupo. Al hacerlo, en forma automática, una vez por hora, la imagen es "resuelta" añadiéndose en la misma un comentario con los datos del objeto. Debe ser un objeto del cosmos, claro.
También es posible descargar el código fuente de Astrometry.

Página Flickr (abre aparte) de la fotografía de M42 y M43 tomadas con el telescopio de Slooh.com por mi. No sólo Astrometry resolvió las nebulosas, sino también dos estrellas de la constelación. Dato curioso histórico-argentino: la foto se obtuvo el 2 de abril y los dos objetos más importantes son M42 o Nebulosa de Orión (NGC 1976) y M43 o Nebulosa de Mairan (NGC 1982).

Fuentes y links relacionados

Searching for comets on the World Wide Web
Astronomers Calculate Comet's Orbit Using Amateur Images From The Web
Searching for comets on the World Wide Web: The orbit of 17P/Holmes from the behavior of photographers
Dustin Lang (Princeton), David W. Hogg (NYU)
arXiv:1103.6038v1 [astro-ph.IM]
Found in space

Sobre las imágenes

Imagen 1: las huellas de las imágenes con la efemérides JPL (línea punteada) y la órbita inferida del cometa por las muestras de imágenes web (línea sólida).
Imagen 2: Arriba a la izquierda se ve la densidad total de píxeles de las imágenes usadas. El punto más pesado está cubierto por 493 imágenes con una densidad de 4 millones de píxeles por grado cuadrado. A la derecha se muestra la misma imagen pero con la grilla de coordenadas y la trayectoria del cometa 17/P Holmes de JPL.
Abajo, las imágenes usadas, con coordenadas y efemérides de JPL.