L’ element més important en un equip dedicat a l’astrofotografia és el sensor de la càmera digital. No només la fotografia digital és molt més sensible que la química, sinó que, a més, permet un processament essencial per destacar objectes tènues en un cel fosc. Dos dels principals avantatges són la possibilitat d’apilar centenars de fotografies fetes amb temps d’exposició breus, així com les eines que permeten «restar» el soroll propi de l’electrònica i altres fonts.
En molts casos, les càmeres digitals astronòmiques utilitzen els mateixos sensors que les càmeres digitals convencionals (sobretot en els dispositius d’aficionats), però els equips resultants tenen diferències importants. En primer lloc, les càmeres astronòmiques no porten òptica, disparador, botons d’ajustament ni visor. Totes aquestes funcions es controlen des del telescopi i/o l’ordinador que controla la càmera.
En astrofotografia, les càmeres presenten, a més, les característiques següents: 1) utilitzen sensors seleccionats entre els que tenen menys defectes, ja que en astrofotografia un píxel defectuós podria semblar una estrella; 2) la lectura del contingut de fotons al sensor es fa amb un convertidor analògic-digital de 16 bits que produeix un nombre de matisos de gris de 65.536 valors, mentre que en càmeres digitals comercials solen ser de 12 bits (4.096 valors), cosa que facilita el processament de les zones fosques (gairebé totes en astronomia), i 3) el sensor es tanca en una cambra aïllada i segellada a la qual s’aplica fred per reduir el soroll tèrmic.
Una altra diferència és que en cambres astronòmiques no es col·loquen filtres davant del sensor (accessoris destinats a modificar la distribució espectral de la radiació transmesa) que eliminin les longituds d’ona d’infraroig i ultraviolat. Fer fotografies amb un espectre de llum eixamplat (que inclogui l’infraroig i l’ultraviolat) genera un tipus de distorsió òptica coneguda com a aberració cromàtica (imatges desenfocades amb vores acolorides). Per eliminar aquest problema, les càmeres convencionals inclouen un filtre que elimina aquestes longituds d’ona. En astrofotografia científica, però, molt sovint es van buscant precisament aquestes bandes invisibles a l’ull humà, per exemple, per localitzar estrelles de formació recent o estudiar els objectes més antics i tènues (en l’espectre visible) de l’univers observable.
De la mateixa manera, els sensors fotogràfics són normalment monocroms, però en fotografia convencional s’afegeix una matriu de microfiltres de color vermell, verd i blau (RGB, per les sigles en anglès) per facilitar l’obtenció de fotografies en color. En els sensors dedicats a astrofotografia, per contra, s’utilitzen els sensors monocroms «nus» per tal de captar tanta llum com siga possible. Això possibilita la utilització d’una gran varietat de filtres, cadascun optimitzat per a una funcionalitat molt específica. Els filtres més utilitzats es poden classificar per la banda de l’espectre electromagnètic que deixen passar. Els de banda ampla, que abasten un rang ampli de longituds d’ona, són els anomenats L (luminància), R (red = vermell), G (green = verd), B (blue = blau). Si es combinen quatre fotos monocromes fetes amb aquests quatre filtres i es corregeix la intensitat total (luminància), s’obté una fotografia en color més o menys realista (Figures 2-6). Entre els de banda estreta cal destacar els anomenats Hα (hidrogen α), OIII (oxigen ionitzat III) i SII (sofre ionitzat II), corresponents a tres de les bandes d’emissió més abundants entre els elements ionitzats que componen la majoria de nebuloses d’emissió. Les fotografies fetes amb els filtres de banda estreta incorporen informació que es pot fer servir per estudiar la composició química d’una nebulosa d’emissió.
Mostrar aquesta composició química amb un codfastrofotograi de colors realista planteja problemes: la informació de Hα (gairebé infraroig) hauria d’anar al canal vermell, la informació d’OIII es pot repartir a parts iguals entre els canals verd i blau, però la informació de SII està massa a prop de la de Hα. Per aquest motiu, se sol fer servir una paleta de colors diferent per ressaltar més els diferents elements de la nebulosa. Es perd realisme, però es guanya en visibilitat de la informació. Una paleta molt utilitzada és la paleta Hubble, anomenada així perquè va començar a utilitzar-se amb el telescopi espacial Hubble. A la Figura 6 es pot apreciar la diferència entre una fotografia de la nebulosa de la Roseta (NGC 2237) ampla, i la mateixa nebulosa quan combinem la informació en banda ampla i estreta utilitzant la paleta Hubble.
En conjunt, la sofisticació creixent de la tecnologia fotogràfica posa en mans d’aficionats i professionals una poderosa eina per estudiar l’univers. Aquesta revolució tecnològica ja ens ha deixat una proliferació d’importants descobriments en astronomia, i és raonable esperar que els pròxims anys la nostra comprensió de l’univers continuï avançant al ritme del progrés tecnològic en astrofotografia.
