di Aldo Zanetti e ShaRA Team

Il Target

Nel progetto ShaRA#13 il team ha affrontato un soggetto recentemente diventato iconico nella community di astrofotografi mondiali grazie alla disponibilità sempre maggiore di stazioni osservative remote, ubicate nell’emisfero sud del nostro pianeta, capaci quindi di riprendere agevolmente target del cielo australe come questo, ossia la nebulosa ad emissione Uovo di Drago. Il progetto è stato sviluppato combinando le riprese di due grandi telescopi remoti cileni, molto diversi tra loro per lunghezza focale, caratteristiche ottiche e meccaniche: l’RC1000 ed il Newton 500. La sfida del tredicesimo progetto è stata quella di fondere le immagini derivanti dal telescopio a maggior lunghezza focale con quelle realizzate col telescopio “più piccolo”, combinando sessioni di ripresa con filtri a banda larga e banda stretta, in 15 nottate differenti, per un totale di quasi 40 ore di integrazione, talvolta realizzate in contemporanea coi due telescopi. Nel fare questo il team si è imbattuto in svariate complessità elaborative, ed anche in una sorpresa finale. Ma andiamo con ordine.

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Dati Astronomici

La nebulosa Uovo di Drago, catalogata nel New General Catalog come NGC 6164, è una nebulosa ad emissione che si trova a circa 4200 anni luce dalla terra nella costellazione australe della Norma (la squadra del falegname, come nominata da Nicolas Louis de Lacaille nel 1763). La sua forma rettangolare e bipolare ricorda quella di una nebulosa planetaria, ovvero del resto dell’esplosione di una vecchia stella morente, con cui spesso viene confusa, ma in realtà il gas che la compone è espulso da una giovane e massiccia stella di tipo O che si trova al suo centro e che è anche la fonte di energia per la sua ionizzazione. La nebulosa si estende per 4,2 anni luce. La stella che la genera (HD 148937) ha una massa di circa 40 masse solari ed è circondata da un intenso campo magnetico. In virtù della sua grande massa la stella consumerà velocemente la sua vita. Al momento la sua età è stimata in 3-4 milioni di anni, e dato che questo tipo di stelle ha un’età media di 6 milioni di anni, fra circa due milioni di anni probabilmente esploderà in una supernova. Questa nebulosa fu scoperta nel 1834 da John Herschel.

L’elaborazione delle immagini

Le immagini sono state acquisite con il telescopio Ritchey-Cretien da 1 metro di diametro e lunghezza focale di 6,8 metri per quanto riguarda i canali in banda stretta H-alpha e OIII, e con quello Newton da 50 centimetri e lunghezza focale 1,934 metri per la parte RGB più i tre canali SHO, entrambi del servizio remoto Chilescope. Le camere di ripresa sono state due CCD FLI Proline 16803 per il RC e il Newton.

I filtri utilizzati sono stati i classici RGB per la banda larga, e i filtri SII, H-alpha e OIII per la banda stretta, tutti della marca Astrodon. I tempi di acquisizione scelti: 600 secondi x 24 immagini per l’H-alpha e 600s x 27 immagini per l’OIII sul metro, affiancati sul 50 centimetri da 600 secondi x 57 immagini per l’H-alpha più 600s x 58 immagini per l’OIII più 600s x 55 immagini per l’SII, cui si sono aggiunti 12 frame da 300 secondi per ognuno dei canali RGB per le stelle del fondo cielo. Il totale dei tempi di acquisizione è stato pertanto di 8 ore e mezzo per il metro e di 31 ore e 20 minuti per il 50 centimetri. Tutte le immagini utilizzate erano in binning 1.

Per diversi membri del team ShaRA si è trattato della prima volta con l’utilizzo del telescopio da un metro, ciò ha contribuito a rendere l’impresa più stimolante ed eccitante. C’è stata anche l’occasione per realizzare alcune sessioni in contemporanea così da confrontare la resa ottica e le performance dei due strumenti sotto lo stesso identico cielo e le identiche condizioni meteo (i telescopi sono operativi a 30 metri di distanza l’uno dall’altro).

Con un confronto interno al team abbiamo valutato il tipo di immagini da utilizzare per il superstacking, optando per un’elaborazione RGB più HOO sul telescopio da 50 centimetri, aggiungendo successivamente le immagini in HOO del telescopio da un metro a quanto già ottenuto. La soluzione scelta ha consentito di accentuare i dettagli della nebulosa, soprattutto nella sua parte più interna, per poi montarli nel campo più ampio e con le stelle con i colori dell’RGB. Abbiamo poi chiesto a chi fosse disponibile la possibilità di fare anche l’elaborazione in SHO, la quale non sarebbe poi stata usata per il classico Workflow ShaRA (ossia votazioni anonime e superstack pesato con PixelMath di PixInsight), così abbiamo ottenuto un’ulteriore versione di questo bellissimo campo.

Come spesso accade con immagini acquisite dal Cile non si è presentata la necessità di eliminare gradienti (non c’erano), e siamo passati subito alla combinazione dei canali, al solito fatta da qualche membro con Pixinsight e da qualcun altro con Photoshop o GIMP. Alcuni si sono concentrati sulle riprese ottenute con il metro, in modo da avere da subito evidente il livello del dettaglio della nebulosa, che è apparso affascinante anche a chi elabora immagini da diversi anni. Il workflow generico utilizzato da alcuni membri per elaborare le immagini acquisite col RC da 1 metro sostanzialmente segue gli step: deconvoluzione, una leggerissima riduzione del rumore, separazione delle stelle dalle parti nebulari e trasformazione dell’immagine senza stelle dalla fase lineare a quella sviluppata. A seconda dei diversi software utilizzati si è proceduto poi con diverse strade a montare l’immagine senza stelle in HOO, ovvero assegnando il segnale di H-alpha al canale rosso, una combinazione fra H-alpha e OIII al verde e il segnale di OIII al canale blu. Si tratta di uno dei passaggi più delicati essendo le “bolle”, causate dalla pressione di radiazione della stella, ben presenti sia in H-alpha che in OIII, il relativo colore quindi avrebbe dovuto tener conto dell’informazione e non rendere l’immagine né troppo rossa né troppo azzurra.

Ci siamo dedicati poi a preparare l’immagine ottenuta con il 50 centimetri. Ai vari frame sono state applicate le due elaborazioni separate di RGB e di HOO. La prima in banda larga per ottenere una buona immagine delle stelle con i colori più naturali possibili, la seconda come già fatto per il metro.

Per quanto riguarda l’RGB, e quindi le stelle, il workflow è stato: la combinazione dei canali RGB, poi deconvoluzione, calibrazione del colore e separazione delle stelle dalla nebulosa, infine sviluppo della parte delle stelle e attenta correzione dei colori. Per l’HOO si veda quando già fatto nel caso del telescopio da 1 metro.
Alla fine, abbiamo ricombinato l’immagine HOO della nebulosa con la RGB delle stelle per ottenere l’immagine finale del 50 centimetri.

Chi del gruppo ha lavorato alle immagini di entrambi gli strumenti ha potuto confrontare la differenza di dettagli fra le immagini prese alle due focali nonché la differente resa sulle stelle (l’RC ha un supporto del secondario volto ad eliminare gli spike delle stelle). L’opinione condivisa è stata che l’immagine a più lunga focale contiene un leggero aumento dei dettagli ma anche l’immagine del 50 centimetri mostra dettagli eccellenti. Perciò abbiamo scelto di precedere con l’ultimo passo di questa lunga e complessa elaborazione, scalando le due immagini per renderle sovrapponibili e ricombinandole per dare l’immagine con il cielo di sfondo con i colori naturali e la nebulosa in HOO con tutti i dettagli al massimo livello. E qui i novizi del RC1000, si sono imbattuti in una sorpresa facile da spiegare ma a cui inizialmente non avevano pensato: le due immagini si presentavano infatti ribaltate specularmente l’una rispetto all’altra. Questo fatto è dovuto alla diversa configurazione ottica dei due telescopi, in cui uno introduce un numero di riflessioni pari ed uno un numero dispari. Fortunatamente i vari software di elaborazione delle immagini consentono di rovesciare specularmente le immagini, e quindi la fusione dei due contributi è continuata scalando di un fattore 3.5 l’immagine del 50 centimetri (rapporto tra le due focali), e allineando le stelle con StarAlignement di PixInsight. Il risultato sono le immagini singole che vedete in queste pagine.

In ultimo l’elaborazione in SHO, partendo dai tre canali NB, ha richiesto un tempo e sforzo limitato, dato che i due canali H-alpha e OIII erano già stati preparati per le immagini precedenti, così come le stelle in RGB. Abbiamo quindi preparato l’SII come fatto con gli altri due canali NB, e poi abbiamo combinato i tre colori attribuendo i canali SII al rosso, H-alpha al verde e OIII al blu. L’immagine ottenuta, in quella che viene chiamata Hubble Palette dall’attribuzione del segnale a colori traslati ma rispettosi della sequenza delle lunghezze d’onda tipica dell’Hubble Space Telescope, mostra dominanti gialle e verde acido tipiche di questa combinazione per cui qualcuno del team ha anche preparato un’immagine più orientata all’estetica che attribuisce i colori sempre secondo la sequenza delle lunghezze d’onda, ma più virata sulle tonalità del giallo e del rosso. I dettagli della nebulosa sono molto ben marcati, come sempre quando si utilizza segnale acquisito con filtri in banda stretta.
L’algoritmo di superstacking di ShaRA ha poi provveduto a fondere le immagini individuali del RGB-HOO in una unica del gruppo, ed ecco il risultato finale di ShaRA#13, l’Uovo del Drago, con un livello di elaborazione e di dettagli raramente confrontabile.

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L’articolo è pubblicato in COELUM 276 VERSIONE CARTACEA