Jednostavna astrofotografija (1)

Jednostavna astrofotografija – drugi dio

Prije nego što počnete važno je znati dvije stvari o astrofotografiji:

  • zvijezde su jako tamne
  • Zemlja se okreće oko svoje osi

Ok, to ste možda i znali 😆  ali te stvari su bitne za odabir tehnike snimanja. Za vašu prvu astrofotografiju nije važno da znate sve tehničke termine koji se tiču astronomije i fotografije, ali neke od njih jednostavno ne možemo preskočiti budući da o njima ipak ovisi kakav će biti rezultat. Astrofotografija nije tako teška kao što se na prvi pogled čini, pa ako se držite ovih savjeta već u prvom pokušaju moći ćete snimiti dobru fotografiju zvjezdanog neba.

U svjetlosnom onečišćenju gradova vise se tek najsjajnije zvijezde. ISO 400, 30s, f/11
U svjetlosnom onečišćenju gradova mogu se snimiti tek najsjajnije zvijezde. ISO 400, 30s, f/11

Fotoaparat i stativ

Kao prvo, za snimanje noćnog neba potreban vam je čvrsti stativ da slika ne bude zamućena. Da bi snimili zvijezde dobro je (ali nije nužno) imati svjetlosno jaki objektiv. Vrijeme ekspozicije mora biti dovoljno dugo da se na čipu fotoaparata registriraju zvijezde. Budući da se Zemlja okreće oko svoje osi, na nebu se prividno kreću i zvijezde. Ako se snima dugačkim ekspozicijama vidjeti ćete da zvijezde ostavljaju tragove – manje li veće crtice. Ograničite na vrijeme ekspozicije do 30 sekundi kako zvijezde ne bi bile previše izdužene. Za dulje ekspozicije će vam ionako trebati eksterni okidač. Osim toga, zvijezde će biti izduženije što je žarišna duljina (zoom) objektiva veća. Počnite s objektivom postavljenim na širokokutni kraj vašeg zoom raspona.

Za fotografiranje zvijezda preporučljivo je koristiti DSLR, no i kompaktni digitalci sa mogućnošću ručnog namještanja postavki mogu napraviti zadovoljavajuće rezultate. U svakom slučaju, vaš fotoaparat mora imati mogućnost namještanja ekspozicije od nekoliko sekundi. DSLR fotoaparati najčešće imaju postavku snimanja do 30 sekundi i “bulb”, beskonačnu ekspoziciju sve dok je pritisnut okidač. U ovom slučaju vam bulb nije potreban.

Nikon D600, 14mm, f/2.8, 3x ISO3200, 30s + 3x ISO1600, 30s, f/4

Prije početka fotografiranja zvijezda, obavezno sve postavke namjestite na ručno podešavanje – oznaka M (manual = ručno)

Objektiv

Poželjno je da objektiv koji koristite bude svjetlosno jak, tj. da ima što manji f-broj kako bi prikupio što više svjetla. Za početak postavite najveći otvor objektiva kako bi prikupili čim više svjetlosti. Ponekad to može rezultirati zamućenim zvijezdama na rubovima fotografije, ali budući da je cilj u što kraćem vremenu snimiti što više zvijezda, to ćete morati tolerirati. Eventualno ako fotkate iz grada gdje je svjetlosno onečišćenje veće pa ne dozvoljava ekspozicije od 20 ili 30 sekundi pokušajte malo zatvoriti objektiv (postaviti veći f-broj) kako bi se te optičke greške smanjile. Tada će na čip fotoaparata doći manje svjetlosti zvijezda pa je potrebno produljiti ekspoziciju.

Što je veća žarišna duljina objektiva, tragovi zvijezda će biti izraženiji. Zato se preporuča fotografiranje širokokutnim objektivima, da tragovi budu što manji. S 50 mm objektivom će već nakon 10 sekundi tragovi zvijezda biti vidljivi.

Duljina ekspozicije

Vrijeme ekspozicije na tamnom nebu izvan grada namjestite na 20-30 sekundi uz korištenje širokokutnog objektiva. Ako fotografirate iz naselja ili za vrijeme mjesečine, pokušajte sa 5-15s ekspozicije. Isprobavajte postavke dok ne dobijete zadovoljavajući izgled zvijezda i dovoljnu količinu svjetlosti da zvijezde budu dobro zabilježene na fotografiji. Nemojte vjerovati ekranu fotoaparata – svjetlina vas može zavarati kad gledate ekran u mraku. Pravilnu provjeru možete napraviti jedino provjeravanje histograma i obradom na računalu.

Plaža Beritnica na Pagu. Nikon D600, 14mm, f/2.8, ISO3200, 30s (nebo) + 120s (prednji plan).

Izoštravanje

U astrofotografiji je jako važno dobro izoštriti zvijezde. Automatsko izoštravanje najvjerojatnije neće raditi jer su zvijezde uglavnom previše tamne. Nemojte vjerovati oznaci beskonačno (∞) na objektivu – zvijezde možda ipak neće biti dovoljno oštre. Najbolje rješenje je korištenje “live view” opcije kod DSLR aparata koji imaju takvu mogućnost. Postavite najveći mogući otvor objektiva i visoku ISO osjetljivost. Na nebu pronađite najsjajniju zvijezdu ili planet i uključite live view. Na ekranu povećajte zvijezdu (ne zumiranjem objektiva, već kontrolama slike na ekranu!), a zatim ručno izoštrite. Budite oprezni kod korištenja zoom objektiva jer prilikom mijenjanja žarišne duljine (“zumiranja”) promijeniti će se i fokus, pa je potrebno ponoviti proces izoštravanja. Ako nemate mogućnost ručnog izoštravanja, pokušajte naciljati nekakav oštri osvijetljeni rub u daljini (zgradu, stup…), jako svijetlu zvijezdu/planet ili Mjesec ako je na nebu, a nakon toga ponovo kadrirati.

Balans boje

Balans bijele boje (“white balance”, WB) bi također obavezno trebao biti ručno namješten. Ako ostane na “auto”, aparat će za svaku fotografiju malo promijeniti balans boja. Kad stavite WB za dnevno svjetlo (“daylight” – oznaka Sunca u opcijama)  rezlutat će vam se vjerojatno činiti malo narančast, ali to je normalno i posljedica je sveprisutnog svjetlosnog onečišćenja. Fotografirate li u blizini naselja pokušajte namjestiti opciju “incandescent” (žaruljica), pa bi i boje trebale biti bolje korigirane. Ako imate nebo neutralne boje sa “daylight” opcijom, znači da ste na odličnoj tamnoj lokaciji bez svjetlosnog onečišćenja!

Idealno bi bilo ručno namjestiti temperaturu boje u kelvinima (K), da nebo bude ne previše obojano. Balans bijelog se može kasnije detaljno namjestiti, a budući da se noćno nebo fotografira u RAW formatu, to neće biti problem. Ipak, uzmite si naviku ručnog namještanja balansa bijelog jer ćete možda nekad htjeti snimati timelapse video, a u tom slučaju se možda odlučite na jpeg format, pa će biti jako zeznuto namještati boje!

ISS-tranzit
Tranzit Međunarodne svemirske stanice nad koncertnom dvoranom Lisinski u Zagrebu. Balans bijelog postavljen je na “incandescent” kako bi se dobila plava boja neba.

ISO osjetljivost

Količina zvijezda koju će fotoaparat zabilježiti ovisi i o ISO osjetljivosti fotoaparata. Što je veća osjetljivost više će biti prikazano zvijezda i maglica, međutim digitalni šum će biti veći i time pokvariti ukupni dojam fotografije. ISO osjetljivost za početak postavite na 1600, a zatim provjerite da li ga možete još povećati bez da šum postane pretjeran. Moderni DSLR aparati mogu snimati sa ISO 1600 ili 3200 bez prevelikog gubitka kvalitete. Da bi smanjili digitalni šum nije loše koristiti redukciju šuma (“noise reduction”), opciju koju mnogi digitalci imaju kad se koriste dugačke ekspozicije.

Digitalni šum je veći što je dulje vrijeme ekspozicije. Osim toga, ovisi i o temperaturi čipa u fotoaparatu – na većim temperaturama i šum je veći. Redukcija šuma funkconira na način da fotoaparat nakon snimke zvijezda snimi još jednu fotografiju istog vremena ekspozicije, ali sa spuštenim zatvaračem. Na taj način dobije se slika digitalnog šuma koja se kasnije oduzme od snimke zvijezda, a rezultat je fotografija sa znatno manjim digitalnim šumom. Za početak će biti dovoljno koristiti automatske postavke fotoaparata za smanjenje digitalnog šuma.

Nekad se i ta opcija može preskočiti jer se hot pikseli mogu eliminirati u raw konverteru (postupak sam opisao ovdje) ili se može koristiti “trik” snimanja nekoliko fotografija uzastopce te ih kasnije registrirati i kombinirati u jednu fotografiju sa smanjenim šumom. Za to koristite odličan besplatan program Sequator koji može istovremeno registrirati pomak zvijezda na nebu, a da prednji plan pejzaža ostane fiksiran!

Za bilježenje konjunkcija planeta i Mjeseca u sumrak koristite kraće ekspozicije. U tom slučaju važnije je kvalitetno snimiti pejzaž (prirodu, panoramu grada) i boje sumraka. Sjajni planeti i Mjesec dobro će se vidjeti i na kraćim ekspozicijama. Za ekspoziciju od 1/10 do 1/2 sekunde ponekad je dovoljno pronaći čvrsti oslonac za fotoaparat da slika ne bude zamućena.

Mjesec i Venera nad Zagrebom, 5.12.2013. Nikon D600, 24mm, f/4, 1/4s, ISO 800
Mjesec i Venera nad Zagrebom, 5.12.2013. Nikon D600, 24mm, f/4, 1/4s, ISO 800

Sažetak:

  • čvrsti stativ
  • ručne (manual) postavke, RAW
  • maksimalno otvoren širokokutni objektiv
  • ručno izoštravanje
  • ručni balans bijelog (oko 3000K)
  • ISO 800-3200
  • 20-30 sekundi ekspozicije
  • nekoliko uzastopnih fotografija istog kadra, radi kasnijeg kombiniranja (stack) za smanjenje šuma i bolju mogućnost obrade (program Sequator)

Ovo će vam biti sasvim dovoljno za prve pokušaje u astrofotografiji. Da bi vaš početak bio što bolji, evo još nekoliko savjeta:

  • Fotografirajte zvijezde što dalje od gradske rasvjete. Svjetlosno onečišćenje spriječiti će vidljivost najtamnijih zvijezda.
  • Provjerite u koje doba noći i na kojem dijelu neba se vidi Mliječni put. Središte Mliječnog puta, koje je najsjajnije i najaatraktivnije, vidljivo je ljeti.
  • U kadar pokušajte ukomponirati dio pejzaža kako bi bolje dočarali odnos Zemlje i svemira.
  • Na ultra širokokutnom objektivima zvijezde mogu izgledati vrlo jednolično, naročito kad se fotografija smanji za prikaz na webu. Za bolji dojam zviježđa, sitne zvijezde smanjite umjerenim korištenjem minimum filtera u Photoshopu, a sjajnije zvijezde možete naglasiti pluginom StarSpikes Pro.
  • Kompaktni digitalni fotoaparati mogu se postaviti na male stative koje možete uvijek nositi sa sobom.
  • Planeti se dobro vide i iz najvećih gradova – bliski susreti planeta i/ili Mjeseca (konjunkcije) uvijek su atraktivni, naročito kombinirate li ih sa nekim zanimljivih gradskim motivom u sumrak. Za takve snimke dovoljne su ekspozicije od 1-5 sekundi. ISO može biti oko 400, a objektiv zatvoren na f/5.6 – f/8 da snimka bude što oštrija.
  • Nemojte se ravnati po prikazu fotografije na ekranu fotoaparata. Fotografirate li nešto što vam je važno, svakako to napravite sa nekoliko različitih postavki i provjerite da histogram nije “odrezan”. Obavezno koristite RAW format kako bi na stolnom računalu mogli dobiti što kvalitetniju fotografiju i bolje napraviti njenu obradu.
  • Ako fotografirate zimi, obavezno se dobro obucite! Tijekom fotografiranja nećete se puno kretati – jedna jakna  nije dovoljna, važno je imati više slojeva.

Primjeri:

 Jednostavna astrofotografija – drugi dio

Kako sam otkrio novu promjenjivu zvijezdu

Update siječanj 2018.: prema ovom istraživanju objavljenom 2015. poznato je 28 takvih sistema. Analiza je vrlo opširna, ali i zanimljiv prikaz ovih objekata.

Update listopad 2013.: zvijezda je snimljena sa još nekoliko teleskopa (promjera do 2 metra!) i analizirana od strane astronoma diljem svijeta (+ Gregor, naravno!), a rezultati su objavljeni u biltenu. Na linku pročitajte detalje, a ja ću samo ukratko citirati:

“The orbital period of the system is the second longest (after AA Dor) among the previously known sdB+M dwarf eclipsing binaries. Out of 13 known sdB + M eclipsing binaries (Barlow et al., 2013) the system shows deepest primary eclipses. VSX J075328.9+722424 definitely deserves medium or high-resolution spectroscopy to find the spectroscopic orbit of the primary and to reliably estimate the absolute parameters of the components. The spectroscopy would also solve the issue of third light which might come from (i) an additional source (quite likely in the case of close binary stars, see Pribulla & Rucinski, 2006) or (ii) result from inadequate modelling of the reflection effect. For this V = 16m.5 short-period eclipsing binary an 8 m-class telescope is required.”

(slijedi tekst koji sam pisao nedugo nakon otkrića)

Prošli tjedan dok sam bio na Petrovoj Gori, pokušao sam jednu jednostavnu metodu potrage za novim kometima uz pomoć teleskopa i CCD kamere. Nekoliko susjednih vidnih polja snimao sam po redu ekspozicijom od 5 min i zatim ponovio snimanje od početka. Uspoređujući dvije slike kao dva layera u Photoshopu sa blendingom na “difference”, bilo kakav objekt koji bi se pomaknuo bio bi odmah vidljiv, kao na snimci Plutona.

Sljedeći dan kada sam analizirao snimke nije bilo nikakvog novog mutnog objekta, ali jedna zvijezda je bila vidljiva na snimkama napravljenim u razmaku od 40-tak minuta. Evo kratke animacije:

Sljedeću noć sam ponovno snimio isto područje kako bi potvrdio da to možda nije neki asteroid, ali zvijezda je i dalje bila tamo. Nažalost, kasnije mi se pokvarila montaža pa nisam mogao nastaviti sa snimanjem. Na moj upit na forumu zvjezdarnice.com pomogli su mi Kruno i Gregor. Zvijezda je USNO-A2.0 1575-02788049, te do sada nije katalogizirana kao promjenjiva. Magnituda joj je 16.7 i dosta je plava. Ja sa astrometrijom i fotometrijom nemam uopće iskustva pa sve informacije koje sam dobio su rezultat truda navedene dvojice forumaša na čemu im puno zahvaljujem!

U srijedu 31.8. Gregor je snimio krivulju promjene sjaja ove zvijezde. Ispada da je minimum vrlo dubok, čak 2.8 magnitude i to u vrlo kratkom vremenu!

Prema Gregorovom mišljenju primarna zvijezda je bijeli patuljak kojem svjetlost blokira crveni ili čak smeđi patuljak. Taj duboki minimum traje svega 7% vremena od punog ciklusa pa je stvarno sreća kako sam uspio snimiti taj trenutak! Na grafu se vidi i sekundarni minimum, negdje na 25.0 koji nastaje zbog obrnute situacije, dakle kada primarna zvijezda blokira dio svjetlosti sekundarne. Sekundarni minimum je malen vjerojatno baš zbog toga što je primarna zvijezda fizički malena.

Također je zanimljivo kako na grafu svjetlost nakon prvog minimuma lagano raste sve do sekundarnog i onda simetrično opada. To je zbog refleksije svjetlosti primarne zvijezde od one koja se giba oko nje. Fantastično je da taj efekt možemo izmjeriti na astronomskim udaljenostima!

Za 100% potvrdu svega ovoga treba napraviti još mjerenja, ali u svakom slučaju priča je zanimljiva. Pokazuje da je na nebu ostalo puno zanimljivih stvari za otkriti na amaterskim snimkama – samo ih treba provjeriti.

UPDATE: Gregor je opet snimao zvijezdu i dobio cijelu faznu krivulju:

Faza je 0.2032 dana, tj. objekt napravi jedan krug oko matične zvijezde za manje od 5 sati (4h 52min) Zvijezda je “prijavljena” AAVSO-u i čeka se potvrda. Bilo bi stvarno super saznati što je taj pratioc koji radi pomrčine primarne zvijezde. Gregor pretpostavlja da je to kombinacija sdB + dM zvijezda, a tražeći po inernetu vidim da je takvih do sada otkriveno tek 8.

Nova krivulja sjaja nakon još više mjerenja (također Gregorovih):

Zvijezda je od danas (12.9.2011.) i službeno “priznata” na International Variable Star Indexu.

 

Perzeidi i sv. Lovro

Star party promatranja perzeida sa Petrove gore, 2015.
Star party promatranja perzeida sa Petrove gore, 2015.

Meteorski potok perzeida najpoznatiji je javnosti jer je aktivan za toplih ljetnih mjeseci kada su mnogi na moru, planinama i općenito na zasluženom godišnjem odmoru te imaju vremena uživati u toplim ljetnim noćima. Izvor meteora je periodični komet Swift-Tuttle koji u svojoj 133-godišnjoj putanji oko Sunca za sobom ostavlja trag prašine. Planet Zemlja presijeca taj trag u kolovozu i tako nastaje meteorski potok. Naziv “perzeidi” odnosi se na prividan izvor meteora koji se u ovom slučaju nalazi u zviježđu Perzej. Meteori se mogu pojaviti blo gdje na nebu, no ako u mislima produžite trag meteora unazad, vidjeti ćete da dolaze iz iste točke na nebu – radijanta.

Maksimum obično pada u noći 12. ili 13. kolovoza i moguće je vidjeti oko 60 meteora u jednom satu. Nemojte da vas zbune veće vrijednosti ZHR-a (zenithal hourly rate) jer se one odnose na idealne uvjete, odnosno koliko bi se meteora vidjeli da je radijant (točka iz koje prividno dolaze meteori) u zenitu (najvišoj točki na nebu, direktno iznad glave) i to na vrlo tamnom nebu bez svjetlosnog onečišćenja i mjesečeve svjetlosti To znači da će za vrijeme maksimuma od 100 ZHR vidjeti 20-50 meteora u jednom satu, ovisno o vašoj lokaciji. Za promatranje perzeida treba pričekati do 23h, a sve više će ih biti vidljivo u jutarnjim satima.

Perzej_slova_radijant
Zviježđe Perzeja. Foto: Boris Štromar.

Da biste vidjeli čim više meteora, obavezno se udaljite od gradskog svjetlosnog onečišćenja. Svjetlost Mjeseca također može “pokvariti” maksimum perzeida pa budu vidljivi samo najsjajniji meteori. No sjajni perzeidi su uvijek spektakularni jer u atmosferu ulijeću brzinama od oko 60 km/s te ponekad za sobom ostavljaju trag vidljiv nekoliko sekundi nakon što se meteor ugasi. Perzeide nemojte tražiti u smjeru radijanta – tamo će ih biti najmanje i tragovi će biti kratki budući da iz tog smjera idu ravno prema promatraču. Zato gledajte u nekom drugom smjeru, po mogućnosti dalje od Mjeseca koji će vas zaslijepiti ako se nalazi na nebu. Nebo je obično najtamnije u zenitu pa se udobno smjestite u ležaljku ili vreću za spavanje i uživajte. Ne zaboravite da noći i ljeti mogu biti hladne, naročito kada mirujete.

Perzeid snimljen sa Petrove Gore, 2012. g.
Perzeid snimljen sa Petrove Gore, 2012. g.

Perzeidi se u kršćanskom svijetu predstavljaju kao goruće “suze sv. Lovre“, mučenika koji je spaljen 258. godine. Perzeidi su prvi puta zabilježeni u kineskim spisima još 36. godine, što je više od 200 g. prije Lovre (izvor). Radi se o tome da se u Italiji dan sv. Lovre obilježavao festivalima za vrijeme kojih su ljudi primjećivali “zvijezde padalice” i od toga stvorili legendu.

Istraživajući po internetu naišao sam na zanimljivost koja je najvjerojatnije izvor “mita”  o famoznim suzama. Giovanni Pascolli, poznati talijanski pjesnik 19. stoljeća opjevao je smrt svoga oca kojeg su ubili baš na noć sv. Lovre:

San Lorenzo, io lo so perché tanto
di stelle per l’aria tranquilla
arde e cade, perché si gran pianto
nel concavo cielo sfavilla…

Meteore uspoređuje sa suzama koje padaju s neba, a podsjećaju ga na dan ubojstva njegovog oca (tj. (10.8., dan sv. Lovre). U Italiji je vrijeme perzeida padalo na “noć sv. Lovre”, a suze su se u izraz uvukle kasnije. Budući da izraz zvuči nekako romantično, vrlo brzo se pojam raširio i stvorio dojam da u jeziku postoji od davnina. Međutim, u priči o sv. Lovri nema ni spomena o suzama. Prema legendi spržili su ga na rešetki te je nakon nekog vremena navodno rekao “gotov sam s ove strane, okrenite me na drugu”. Znanstveno priznata činjenica je da mu je jednostavno – odrubljena glava.

Astronomske pojave ipak treba ostaviti u domeni astronomije jer sa nadnaravnim i vjerskim pojavama nikada nisu bile povezane.

Radijant perzeida (2016.) snimljen ultra širokokutnim objektivom.

Zablude oko povećanja na teleskopima

Jedna o najvećih zabluda u astronomiji tiče se povećanja na teleskopima i dalekozorima. U stvari radi se o informacijama koje novi astronomi amateri upijaju, a nažalost nemaju iskustva da bi mogli razlučiti što je korisno. Najrasprostranjeniji klišej je da se objekti dubokog neba najbolje vide na malenim, a planeti na velikim povećanjima. Teleskop svojim promjerom uvijek prima jednaku, ograničenu količinu svjetlosti, pa je istina da će slika biti svjetlija na manjem povećanju jer je svjetlost (magice, galaksije…) koncentrirana na manjoj površini. Upotrijebi li se veće povećanje, jednaka količina svjetlosti raspršiti će se na većoj površini i objekt će biti tamniji. Isto vrijedi i za planete, no oni su u pravilu jako svijetli – kod njih je važno staviti što veće moguće povećanje kako bi mogli razlučiti sitne detalje.

Kontrast

U ovoj jednadžbi izostavlja se najvažniji čimbenik, a to je kontrast. U astronomskim promatranjima, kontrast je ono što čini sliku ne samo ugodnom za gledanje već omogućuje promatranje detalja koje inače ne bi mogli lako uočiti. Ljudsko oko naime ne reagira linearno na razinu osvjetljenja. Da vas ne gnjavim sa stručnim detaljima koje vjerojatno ni sam ne bi uspio dobro objasniti, uzmimo u obzir par primjera. Ukoliko krenete uspoređivati dva jaka izvora svjetlosti, sasvim sigurno ćete uspjeti odrediti koji od njih je sjajnji, ali biti će vam izuzetno teško pogoditi koliko je jedan sjajniji o drugog! S druge strane, ako promatrate dva slabašna izvora u mraku, lako ćete moći pogoditi da je jedan izvor, recimo, dvostruko sjajniji. Ta preciznost najbolje dolazi do izražaja kod astronoma amatera koji vizualno određuju promjene sjaja promjenjivih zvijezda – lakše je preciznije odrediti razliku između dvije tamne nego između dvije sjajne zvijezde.

Prilikom promatranja objekata dubokog neba važno je uzeti u obzir kontrast objekta u odnosu na pozadinsko osvjetljenje neba. Promatranjem objekata na malim povećanjima ne povećava se samo sjaj objekta već i pozadinski sjaj neba postaje veći! Time se smanjuje kontrast između objekta i neba te slika izgleda “zamuljana”. Upotrijebi li se veće povećanje, smanjiti će se prividni sjaj objekta, ali i neba u pozadini čime će se postići povećanje kontrasta. Na taj način moguće je vidjeti više detalja na objektu, te lakše uočiti one tamne dijelove koji su se na manjem povećanju stopili sa pozadinom. Osim toga, na većim povećanjima moći ćete vidjeti tamnije zvijezde – budući da su one uvijek točkasti izvori svjetlosti, sjaj će im biti jednak na bilo kojem povećanju dok će se osvjetljenje neba raspršiti na većom površini i time smanjiti. Uzmite to u obzir ukoliko npr. budete pokušavali vidjeti otvoreni skup Tombaugh 4 kojem su sve zvijezde ispod 14. magnitude!

Optimalno povećanje uz pomoć exit pupila

Najjednostavniji način za određivanje povećanja sa optimalnim kontrastom je koristeći vrijednost izlaznog otvora (izlazne pupile ili na engleskom “exit pupil”). Jedino uz pomoć te vrijednosti dobiti će se jednak kontrast neovisno o instrumentu kojeg koristite! Izlazni otvor računa se tako da se podijeli promjer teleskopa u milimetrima sa povećanjem.

Na slici je simulacija pogleda na grupu galaksija M 65, M 66 i NGC 3628 (poznati “Leo Triplet” u zviježđu Lava) kroz teleskop promjera 127 mm i žarišne duljine 1000 mm. Primjetite kako je na većem povećanju lakše uočiti tamne zvijezde te je puno lakše uočiti gdje je rub galaksija, usprkos tome što su tamnije nego na povećanju od 40x!

Koji izlazni otvor upotrijebiti ovisi o mnogo stvari. Na kontrast će velikog utjecaja imati kvaliteta vašeg teleskopa. Osobno, iznenadilo me kako lijepo izgledaju deep sky objekti u malim apokromatskim refraktorima – to ne znači da su objekti bili jako sjajni, nego su dolazili do izražaja  na manjim povećanjima zbog većeg kontrasta. Upravo zbog toga često ćete za promatranje nekog velikog objekta upotrijebiti manji teleskop – najbolji primjer je galaksija M 31 koja izgleda spektakularno u dalekozoru velikom promjera, dok će na malom povećanju u velikom teleskopu izgledati kao nezanimljiva ogromna siva mrlja.

Optimalan exit pupil

Naravno, kvaliteta neba je presudna – ako promatrate iz mjesta sa velikim svjetlosnom onečišćenjem tamni objekti biti će zauvijek izgubljeni u svjetlini pozadine. Iz vlastitog iskustva primjetio sam da deep sky objekte najbolje vidim kada je izlazni otvor između 1.5 i 2 mm. Dalekozori, zbog toga što se koriste oba oka, jednaki efekt imaju sa izlaznim otvorom koji je otprilike dvostruko veći, dakle 4 mm.

Vrsta objekta također diktira odabir odgovarajućeg izlaznog otvora. Malene galaksije lako podnose veća povećanja, a planetarne maglice bez problema možete promatrati sa povećanjima koje bi inače koristili za planete! Njihova svjetlost koncentrirana je na jako maloj površini i jedino ćete na velikim povećanjima moći vidjeti neke detalje, npr. krakove maglice Saturn. Mnogo puta sam se uvjerio da je plamnetarnu maglicu M 57 (Ring Nebula) najbolje promatrati na povećanju od barem 200x (detaljne izvještaje sa promatranja sa različitim teleskopima usporeite na DeepSkyPediji).

Velike, difuzne maglice (npr. Veil, North America, Eagle Nebula) posebna su priča. Izuzetno su osjetljive na kvalitetu neba i često je potrebno upotrijebiti filter (UHC, OIII) da bi se uopće vidjele. U tom slučaju povećanje ne igra toliku ulogu, čak štoviše, dobro je upotrijebiti manje povećanje. No to su ipak posebni slučajevi i svaka od ovih maglica imati će neku drukčiju optimalnu kombinaciju teleskopa okulara i filtera.

Promatranje planeta

Kod promatranja planeta obrnuta je stvar jer se očekuju silni detalji na povećanjima od 200-300x, nakon čega slijedi razočaranje – sve je mutno i ništa se ne vidi! Pravilo kod promatranja planeta glasi – upotrijebiti najmanje moguće povećanje na kojem će se ugodno moći vidjeti svi detalji koji su u tom trenutku vidljivi. Detalji na planetima uglavnom su puno slabijeg kontrasta u odnosu na ono što astronom amater početnik očekuje. Osim toga, turbulencije dodatno zamućuju detalje i u oba slučaja biti će potrebno upotrijebiti manje povećanje kako bi željeni planet mogli ugodno promatrati bez zamaranja oka. Dok promatrate planet važno ja ne naprezati oko budući da je potrebno proći dosta vremena da se naviknete na kontrast i počnete uočavati detalje. Tek nakon 5-10 minuta oko će vam se naviknuti na uvjete i detalji će polako postati sve vidljiviji.

Izoštravanje astrofotografija (smart sharpening)

Prilikom snimanja astrofotografija mnoge svari utječu na konačnu oštrinu slike. Od fokusa koji mora biti savršen, do praćenja i atmosferskih turbulencija – svi ti efekti uzrokuju da konačna, kombinirana slika (od svih frameova i/ili snimki kroz svih filtera) bude mutnija nego što je moguće postići sa instrumentom kroz koji snimamo.

Najjednostavnije rješenje je su filteri “sharpen” i “unsharp mask” u Photoshopu i drugim programima za obradu astrofotografija, međutim oni često ne daju zadovoljavajuće rezultate. Kao što je moguće vidjeti na primjeru unsharp mask filtera, postoje različite mogućnosti izoštravanja slike. Unsharp mask je možda dovoljno dobar za normalne fotografije, ali na astrofotografijama često djeluje prilično destruktivno ako se ne koristi vrlo pažljivo.

Najbolji način izoštravanja je tzv. dekonvolucija, metoda koja se najčešće koristi u astrofotografiji. Profesionalni astronomi ju često koriste prilikom obrade astrofotografija, međutim oni prije obrade točno izmjere “neoštrinu” pojedinog instrumenta kako bi ju kasnije mogli eliminirati. Neoštrinu je najlakše izmjeriti na način da vidimo efekte koje neoštrina ostavlja na točkasti izvor svjetlosti – a to su upravo zvijezde. Zbog toga je dekonvolucija najefikasnija u astrofotografiji budući da na “običnim” fotografijama najčešće nemamo točkasti izvor.

Neki programi za astrofotografiju (npr. Iris) sadrže algoritme za dekonvoluciju. To nije uvijek jednostavan proces jer je potrebno odrediti parametre – bilo odokativno ili odabirom odgovarajuće zvijezde na snimci. No, vjerovali ili ne, postoji jedan popularan program za obradu fotografija koji također koristi algoritme za dekonvoluciju, iako ih naziva drugačije – “smart sharpen” u Photoshopu.

Koristeći smart sharpen također je potrebno malo eksperimentirati, ali rezultat je brzo vidljiv na preview prozoru i nije potrebno dugo čekati da bi se rezultat vidio, kao što je to slučaj u mnogim specijaliziranim programima za astrofotografiju. Jednostavno nakon konačne obrade vaše astrofotografije odaberite filter -> sharpen -> smart sharpen. U dijalogu koji se otvorio možete namjestiti jačinu izoštravanja (amount) i promjer “neoštrine” (radius). No prije toga svakako odaberite opciju “more accurate” i remove -> lens blur (umjesto unaprijed zadanog gaussian blur). Na mojem primjeru stavio sam amount na 200% i radius na 1 pixel. Ako su vam zvijezde zbog nekog razloga veće, probajte povećati radius.

Na ovaj način dobiti ćete detalje na objektima koje niste ni znali da ste snimili! Međutim, filter će izoštriti cijelu sliku što znači da će i šum iz pozadine biti izoštren i na taj način će cjelokupna kvalieta slike biti lošija. Srećom, ako kliknete na “advanced” dobiti ćete mogućnost kontrole izoštravanja tamnih i svijetlih dijelova snimke! U mom slučaju u opciji “shadow” namjestio sam fade amount na 20%, a ostale opcije ostavio nepromijenjene (tonal width = 50%, radius = 1 pixel). Eksperimentirajte sa postavkama dok ne dobijete lijepo izoštrene objekte, a nebo u pozadini ostane nepromijenjeno. Rezultat je stvarno fantastičan,, kao što možete vidjeti na donjoj slici koja je 100% crop originalne snimke. Snimljeno je Pentax 105 SDP APO refraktorom i SBIG STL-11000 CCD kamerom.

Smart sharpen se može upotrijebiti i na snimkama planeta. Ukoliko ga lukavo upotrijebite nekoliko puta uz različite radiuse i jačine, možete dobiti rezultat sličan ili čak bolji nego obradom u Registaxu. Dolje je primjer moje snimke Jupitera. Lijevo je stack u Registaxu bez obrade, a desno izoštravanje isključivo pomoću smart sharpen funkcije.

Ljepše zvijezde i balans boja u obradi astrofotografija

Prilikom obrade astrofotografija fotograf uglavnom nastoji iz rezultirajuće snimke (nakon kalibracije i stackiranja) izvući maksimum detalja iz tamnih dijelova. Takvom obradom često zapostavljamo izgled zvijezda koje tada izgledaju “prekurene” odnosno njihovi središnji dijelovi su potpuno zasićeni, bez ikakvih detalja i informacija o sjaju i boji. Naravno, za prikazivanje fotografija na webu ili izložbi to i nije tako bitno kao što je kod  npr. određivanja točnog sjaja zvijezde, no moje je mišljenje da u tome gubimo jednu čar astrofotografije – šarene i dobro definirane zvijezde uvijek su estetski privlačne gledatelju. Međutim, prilikom obrade teško je održati sjajne zvijezde pod kontrolom kako ne bi izgubile informacije u svojem središtu. Umjesto kreiranja maske kojom će se zaštititi centri sjajnih zvijezda od gubitka informacije moj prijedlog je da se korekcije naprave kasnije, nakon “deep sky” obrade.

Prvo je potrebno postići odgovarajući balans boja na fotografiji. Mnogi programi to pokušavaju napraviti automatski sa više ili manje uspjeha, ali ako ste dobro kalibrirali snimke (korekcije sa dark i flat frameovima) pozadina neba bi vam trebala biti neutralno crna ili siva. Pozadina NE SMIJE IMATI RGB VRIJEDNOST 0/0/0 !! Tako ćete izgubiti dragocjene informacije u tamnom dijelu snimke što je sve samo ne poželjno! Često je teško odrediti koji dio fotografije bi trebao biti “crni”. Pokušajte to napraviti u Photoshopu tako da odaberete opciju image -> adjustments -> threshold. Pomicanjem strelice sa lijeve strane na desno slika će postepeno sa potpuno bijele boje dobivati crne fleke gdje je pozadina najtamnija. Od trenutka kada vidite prve “crne” detalje pomaknite strelicu za još 10-20 piksela u lijevo kako ne bi došlo do gubitka informacije prilikom daljnje obrade. Na tu vrijednost potrebno je postaviti lijevi kraj levelsa svakog od RGB kanala (image -> adjustments -> levels).

DC_01_tresh

Obratite pažnju gdje se nalaze ti najtamniji dijelovi i na njih postavite “eyedropper tool” točku koja će vam u desnoj kućici “info” dati podatke o vrijednosti tog polja. Veličina uzorka (“sample size”) treba biti barem 5×5 piksela. U mojem primjeru stavio sam tri kontrolne točke – RGB vrijednost se vidi u kućici “info” na desnoj strani.

DC_02

RGB vrijednost tih najtamnijih dijelova potrebno je postaviti da bude približno jednakih vrijednosti. Ovisno o fotografiji, ta vrijednost će biti između 20 i 50. Ja sam u ovom primjeru to napravio vrlo uspješno, no često to neće biti tako. Zato je potrebno imati više kontrolnih (“sample”) točaka i iz njih pokušati zaključiti koja vrijednost je odgovarajuća.

Pogledajte sada na desnoj strani histogram – iako je crna točka namještena na neutralnu boju evidentno je da je pozadina precrvena. To se vidi po tome što je crveni histogram “deblji” od zelenog i plavog. U situaciji kada imate crvene maglice (poput maglice Sjeverna Amerika) to je možda moguće tolerirati, ali ovdje gdje se nalaze samo zvijezde želimo dobiti neutralni balans boja. Pomoću opcije image -> adjustments -> curves pod “options” odabrati opciju koja će izjednačiti vrijednosti histograma. U mom slučaju to je bio odabir “Enhance per Channel Contrast” kao što se vidi na slici. Dobro pazite da “clipping” crnog dijela ne bi pojeo detalje koje ste u prethodnom dijelu pažljivo namjestili!

DC_03_levels

Nakon toga treba krenuti na dodatno namještanje boja. Ova metoda dobro će doći svima kojima je pozadina neba “šumovita”. Ako je puno šuma probajte ovaj korak napraviti prvi! Duplicirajte layer (layer -> duplicate layer) i nakon toga dabirom opcije filter -> noise -> dust&scratches treba pokušati eliminirati šum pozadine i tamnije zvijezde. Pokušajte sa vrijednostima radiusa od 2 ili 3 piksela. Međutim, rezultirajuće zvijezde su nekako nepravilne. “Zaokružite” ih upotrebom filtera “gaussian blur” manje vrijednosti (1-2 piksela). Sada duplicirajte taj layer i na njemu još jednom napravite isti gaussian blur – taj layer će se kasnije koristiti za povećanje saturacije boja.

Isti taj najgornji layer selektirajte (edit -> select all) i kopirajte (edit ->copy). Kliknite na “oko” koje se nalazi lijevo od tog layera tako da ne bude vidljiv – koristiti ćete ga kasnije. Klinite na srednji layer i odaberite layer -> layer mask -> reveal all. Desno od tog layera će se pojaviti bijela kućica koja predstavlja masku layera. Tu masku ćemo koristiti kako bi “popunili” sredine sjajnih zvijezda u kojima na početku nije bilo informacija sa bojom koju smo dobili “zamućivanjem” drugog (sada središnjeg) layera. Držite tipku “alt” i kliknite na bijelu masku tog layera i zatim naredite edit -> paste (iliti kombinaciju tipki ctrl+V za napredne 😉 ).

Oprostiti ćete mi ako ovaj opis djeluje zamorno, ali bitno je da shvatite o čemu se radi. Princip je zapravo vrlo jednostavan i jednom kada ga shvatite koristiti ćete ga redovno! Slična metoda je opisana u elektronskoj knjizi Jerrya Lodrigussa, no on ju koristi u nekim drugim slučajevima. Korištenje maske je vrlo moćan alat za astrofotografe, pa i obične fotografe u mnogim situacijama.

Sada ćete vidjeti crno bijelu mutnu sliku – točnije, gornji mutni layer koji ste kopirali u prethodnom koraku. Maska djeluje na način da BIJELI dijelovi PROPUŠTAJU obradu i efekte na layer na kojem se maska nalazi, a CRNI ih BLOKIRAJU. Ja sam namjestio “curves” tako da pozadina neba bude potpuno crna (lijevu točku na krivulji sam povukao malo udesno – vidi sliku), a tek najsjajnije zvijezde su potpuno bijele. Maska je mutna (gaussian blur se može napraviti i kasnije na samoj maski, u ovom primjeru je to napravljeno unaprijed) kako se na rezultatu ne bi vidio oštri prijelaz između obrađenog i neobrađenog dijela snimke, ali i da se lakše može manipulirati obradom (curves) maske.

DC_04_mask

Kliknite natrag na središnji layer (pazite da gornji layer bude isključen, tj. da mu se ne vidi “oko”!) i primjetite razliku – sredine sjajnih zvijezda koje su do sada bile “spaljene”, tj. potpuno bijele bez detalja poprimile su boju od središnjeg zamućenog layera! Klikom na “oko” središnjeg layera vidjeti ćete razliku. Ukoliko vam se efekt čini prejak, namjestite “opacity” srednjeg layera na manju vrijednost. Ja sam u ovom slučaju stavio opacity na 50%. Efekt je moguće pojačati različitim vriejdnostima gaussian blura i obradom maske. Efekt možda djeluje suptilno, ali meni je dovoljno da su rubovi zvijeda bar malo manje oštri. Izgledaju puno ljepše kada se gledaju na 100% veličini slike na ekranu ili kada se približite uvećanoj razvijenoj fotografiji na fotopapiru.

Za kraj uključite gornji layer i namjestite mu blending na saturation. Zatim opcijom image -> adjustments -> saturation povećajte zasićenost boja (+30 je obično dovoljno). Bitno je da taj layer također bude “mutan” (gaussian blur) kako se ne bi znatnije pojačavala saturacija pozadine neba i šuma koji se tamo nalazi. Naravno, i u ovom layeru možete koristiti masku i pojačati zasićenost boja samo sjajnim zvijezdama!

Dolje je moj rezultat na snimki Double Clustera. Pozadina neba je neutralna, zvijezde definirane, saturirane, ugodnih rubova bez oštrih prijelaza. S lijeve strane je cijela, umanjena fotografija (malo croppana u odnosu na original), a desno je detalj jednog od skupova u originalnoj (100%) veličini.

DC_usporedba

Ukoliko imate pitanja ili prijedloga, slobodno ostavite komentar!