¿Por qué las estrellas son claramente visibles en las fotos incluso con lentes gran angular si tienen menos de un píxel?

Un píxel es un área del sensor donde se acumula luz. No es necesario cubrir todo el píxel para que acumule luz. Puede visualizar esto cuando usa una manguera para llenar un balde. La manguera es más pequeña que la cubeta, pero puede llenar esa cubeta con suficiente tiempo o llenar parcialmente la cubeta con menos tiempo. Si usa una manguera más grande, el balde se llenará más rápido y una fuente de luz más grande se acumulará en el píxel o grupo de píxeles más rápido.

Lo que pierdes es resolución. El píxel no puede registrar que la fuente de luz es más pequeña que el píxel. Un sensor de mayor resolución puede ser útil si ese nivel de detalle es importante, pero los sensores de mayor resolución tienen píxeles (cubetas) más pequeños, por lo que son menos sensibles a la luz, ya que parte de la luz podría no ser captada por el sensor. Para esto, piense en la diferencia entre un cubo grande que se llena con una manguera pequeña frente a un montón de tazas más pequeñas que se llena con una manguera pequeña … Hay espacios entre las tazas que no captarán la luz.

Debido a que el sensor está capturando la luz emitida por la estrella, no importa cuál sea el tamaño real. El mismo proceso se observa en microscopía óptica; el límite de resolución es de aproximadamente 0.2 micras, pero se puede ver cualquier cosa etiquetada con un marcador fluorescente independientemente del tamaño.

Piense en un píxel como si fuera un cubo. Ahora piense que la luz es como el agua que se dirige hacia el cubo (con la lente enfocándola).

Puede tener un chorro de agua fuerte y muchos cubos pequeños, y el agua llenará un cubo. O puede reemplazar esos cubos pequeños con otros bastante grandes. La corriente de agua sigue siendo del mismo tamaño pero aún aterriza en un cubo.

Con menos depósitos (píxeles) aún sabe que las fuentes pequeñas están * allí *, simplemente no sabe exactamente * dónde * están.

Dicho de otra manera, la estrella está arrojando luz a una fracción de ese píxel. Una vez que suficientes fotones entran en ese depósito de fotones, comienza a registrarse como “encendido”. A medida que más fotones golpean el píxel, el tono sube al siguiente nivel y así sucesivamente hasta que se registra como blanco puro.

No siempre lo hacen. Incluso con el mejor equipo. La NASA tiene disparos de que el rango dinámico de la luz está más allá del alcance del sensor, hágalo para tener un primer plano expuesto de manera útil. Las estrellas pueden “caerse”.