Técnica Hubble Palette (SHO) com OSCs em astrofotografia de céu profundo com o Astro Pixel Processor

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Técnica Hubble Palette (SHO) com OSCs em astrofotografia de céu profundo com o Astro Pixel Processor

IC2118

 IC 2118 ou Nebulosa da Cabeça da Bruxa (apenas 27x120s)

Fajã de Baixo, ilha de S. Miguel Açores

9 de Dezembro de 2020

NGC1579 ou Nebulosa da Trífida do Norte

 NGC 1579 ou Nebulosa da Trífida do Norte em 9 de Dezembro 2020 na Fajã de Baixo, ilha de S. Miguel, Açores

Sh2-273

 Sh2-273, Nebulosa do Cone e cluster da Árvore de Natal (a propósito!)

9 de Dezembro de 2020

Fajã de Baixo, ilha de São Miguel, Açores

Messier 1

 Messier 1 em 9 de Dezembro de 2020

Restos de uma Supernova que explodiu em 1054 a 6500 anos luz na constelação do Touro e onde reside no seu seio um Pulsar ou estrela de neutrões que pulsa 30 vezes por segundo.

Os filamentos alanrajados são constituídos por hidrgénio, os azuis por oxigénio e os esverdeados por enxofre ionizado.

Dados técnicos:

Refractor Takahashi 102FS f/6

Montagem equatorial alemã iOptron CEM60

Camara de captura ZWO ASI294MC Pro

Guiagem off-axis com ZWO ASI224MC

Filtro Optolong L-eNhance

Processo robótico WiFi conduzido por Stellarmate 1.5.5

Plataforma Kstars-Ekos-INDI em Win10

Astro Pixel Processor

Fajã de Baixo, ilha de São Miguel, Açores

 Cometa C/2020 M3 (ATLAS) no início da noite de 8 de Dezembro 2020 em trânsito junto à IC410 ou Nebulosa dos girinos (tadpoles) e ao Enxame Globular Estelar NGC 1893. A estrela brilhante à esquerda é a 16 Auriga, estrela dupla variável situada a 232 anos luz do nosso sistema solar.

O cometa apresenta-se com um brilho esverdeado devido à presença de moléculas de cianogénio C2N2.

Imagem resultado da integração de 26 x 120 segundos com camara ASI294MC Pro a 0 celsius, 220 ISO e 8 offset.

Filtro Optolong L-eNhance 2"

Telescópio refractor Takahashi 120FS f/6

Guiagem OAG com ASI224MC

Processo robótico conduzido com RPi4 Stellarmate 1.5.5 e plataforma Kstars-Ekos-INDI em windows 10

Fajã de Baixo, 8 de Dezembro de 2020

Hubble Palette com APP em OSC

Revista da APAA com artigo sobre automação robótica

                                 APAA Associação Portuguesa de Astrónomos Amadores

15 de novembro

http://apaa.co.pt/Rev57/APAA_REVISTA_57_2021.pdf

 

Cometa C/2020 M3 (ATLAS)

 Apesar da forte neblina na noite de ontem, 13 de Novembro 2020, tivemos o cometa C/2020 M3 ATLAS como grande vedeta da noite.

As imagens presentes foram obtidas com a integração de 22 outras com 120 segundos cada com a técnica de centragem nas estrelas ou no falso núcleo do cometa.

Camera OSC ASI294MC Pro com filtro Optolong L-eNhance com guiagem Off-Axis ASI224MC e montagem equatorial-alemã iOptron CEM60 e tubo óptico refractor Takahashi 102FS f/6.

Processo controlo WiFi com Stellarmate em plataforma Kstars-Ekos-INDI em emulação Win10.

O cometa apresenta uma magnitude muito fraca só sendo visível com um telescópio de abertura média.

Fajã de Baixo, ilha de São Miguel, Açores, 13 de Novembro de 2020.

Sol - Região Activa 2781

 Região Activa 2781 constituída por mais de 14 manchas solares sendo a principal 3x maior que o nosso planeta, atravessa o disco solar sob uma configuração Ekc mas transitando para menor complexidade magnética.

Obtida com o stack de 500 frames com camera ZWO ASI224MC e maksutov-cassegrain ETX90ec pelas 11:40 UTC em Ponta Delgada, Açores.

Software de processamento RegiStax 5.

Um aranhiço e uma mosca

 Estava para não editar esta das Nebulosas da Aranha e da Mosca porque lhe falta o triplo de exposições, mas como a meteo vai andar pouco colaborativa esta e se calhar para as próximas semanas... aqui fica.

Uma, a IC417, parece um aranhiço de longas patas a enviar um esporão para a NGC1931, a Mosca, muito pequena e de grandes olhos, como se a quizesse apanhar.

Apenas 10 imagens de 120 segundos cada uma, na madrugada de 10 de Outuro de 2020 em Fajã de Baixo, ilha de São Miguel, antes do mau tempo se ter instalado.

Supernova 2020uxz

 Supernova SN2020uxz na NGC 514 com magnitude 13,74 em 18 de Outubro de 2020. Uma luz com 95,5 milhões de anos que só agora chegou até nós.

Refractor Takahashi 102FS f/6 com camera ZWO ASI294MC Pro em iOptron CEM60 e guiagem automática OAG com ASI224MC.

Fajã de Baixo, ilha de São Miguel, 18 de Outubro de 2020.

IC348

 A IC 348 ou IC 1985 é um Enxame Estelar Aberto rodeado por uma Nebulosa de Reflexão, a vdB19, localizada na constelação de Perseu a 890 anos luz do nosso sistema solar. Fazem parte da Nuvem Molecular OB2 de Perseu que a imagem ténuamente mostra por necessitar de mais subs para integração, coisa que as condições atmosféricas da noite de 18 de Outubro não deixaram fazer.

Ficamos a aguardar melhores "tempos" para republicar esta imagem.

Fajã de Baixo, S. Miguel, 18 de Outubro de 2020.

Técnica Hubble Palette com OSCs em astrofotografia de céu profundo com o Astro Pixel Processor

 

O surgimento das camaras CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) OSC (One Shot Color) veio solucionar um grande problema próprio de regiões geográficas onde a instabilidade atmosférica é a regra no dia-a-dia. Isto porque tradicionalmente para sistemas ópticos comuns, são necessárias longas exposições que podem envolver até algumas dezenas de horas, muitas vezes repartidas por várias sessões de astrofotografia durante algumas noites.

No nosso caso, vivendo nos Açores e numa ilha onde sobretudo a humidade é reinante ultrapassando facilmente os 90% e onde, “pode não chover na minha rua, mas pode estar a chover na rua do vizinho ao lado”, as hipóteses de fazer astrofotografia de longa exposição ou mesmo de um pouco menor duração, usando dispositivos ópticos de curta distância focal, tornam-se muito diminutas. Tudo isto agravado por um Bortle flutuando entre 6 a 8.

 

Mapas de distribuição da poluição luminosa e da precipitação pluviométrica em 2019, na ilha de S. Miguel

 

Neste caso a “ciência” está em usar sistemas ópticos rápidos na aquisição de fotões com distâncias focais muito curtas, tais como astrógrafos ou aplicar por exemplo Hyperstars em sistemas Schmidt-Cassegrain em simultâneo com as câmaras OSC agora colocadas à disposição no mercado da astronomia amadora. Esta prática é agora potencializada pelo aparecimento dos primeiros filtros de banda dupla e tripla agora lançados e comercializados pela empresa chinesa Yulong Optics Co. Ltd. (ramo comercial Optolong), nomeadamente os filtros de Banda Estreita L-eNhance (2019) e L-eXtreme (2020).

Seria impensável utilizar a tradicional roda de filtros com camaras monocromáticas pela simples razão da morosidade na obtenção necessárias das imagens em H-alfa, S-II e O-III, através dos respectivos filtros. Com uma OSC refrigerada, do género ZWO ASI294MC Pro, da qual tenho suficiente experiência, é possível numa sessão mínima de 1 hora, obter um conjunto de “subs” que integrados produzirão imagens de nebulosas da fraca magnitude, que de outro modo levaria 3x mais tempo.

Nebulosa de emissão do Coração ou Sharpless 190 ou ainda IC 1805, situada na constelação da Cassiopeia. Imagem resultante da integração de duas horas, em duas sessões distintas em Agosto de 2020.Camara ZWO ASI294MC Pro (60x120s), filtro Optolong  L-eNhance, Offset 8, Temperatura 0 C, 220 Gain, binning 1x1, com pré-processamento 40 Flats, 20 Darks e 20 Bias.

No nosso “setup” utilizámos um porta filtros de extrema operacionalidade conhecido como UFC 2” Slider com o VaryLock da Baader (Universal Filter Changer).Este dispositivo, sistema Baader UFC, foi desenhado para ser aplicado para uma variedade grande de telescópios e camaras, mas com um formato de reduzida espessura, podendo no entanto acomodar filtros com dimensões de 50x50 mm. Assim adaptam-se a ópticas de curta distância focal como o EdgeHD Hyperstar ou aos RASA da Celestron assim como aos restantes astrógrafos de foco primário com reduzido “backfocus”.

                                                                                  (a)

    (b)

(a)      Câmara ASI294MC Pro com Sistema UFC VaryLock com Optolong L-eHancefilter, OAG com ASI224MC e Rotator manual

(b)     Sistema completo: Takahashi 102FS f/8, iOptron CEM60, USBFocus_v3, Astrolink 4 mini e RPi 4 da StellarMate

 

Em 2019 apareceram no mercado pela primeira vez e pela mão da Optolong, um filtro triplo de banda estreita denominado L-eNhance e que incluía as linhas de transmissão H-alfa nos 656nm, H-beta em 486.1nm e OIII nos 501nm, onde é possível verificar que a primeira linha de transmissão inclui os comprimentos de onda associadosao H-beta e OIII, traduzindo-se na captação de imagens com maior profundidade e com níveis de transição mais suaves.

Filtros Optolong L-eNhance e L-eXtreme

 

Porta filtros UFC de duas polegadas da Baader

 

 

Gráfico das linhas de transmissão do filtro de bandadupla L-eNhancedaOptolong

 

 

Gráfico das linhasespectraisde transmissão do filtroOptolong L-eXtreme

 

Pelo contrário no filtro L-eXtreme (um refinamento da L-eNhance) as bandas de passagem são extremamente selectivas (7 nm) conferindo maior contraste às imagens das nebulosas brilhantes de emissão mais pronunciada em OIII e àquelas de emissão mais ténue em H-alfa, por bloquear as emissões H-beta e aquelas intermediárias entre esta e a OIII. O filtro é de uma espessura mínima de 1,85 mm. De referir o corte apreciável nas emissões relativas à poluição luminosa tanto num filtro como no outro (acima dos 90% *).

(*) Optolong L-eXtreme Filter Comparison, Jim Thompson, P.Eng, Test Report – August 25th, 2020.

Imagem original. Nebulosa do Feiticeiro ou Sh2-142, situada na constelação do Cepheu a 8000 anos luz e com um Enxame Globular Aberto de estrelas no seu seio, a NGC 7380.

 

Imagens obtidas em duas sessões (Junho e Outubro de 2020), perfazendo duas horas e meia de exposições com subs de 120 segundos.

A imagem SHO resulta do algoritmo APP Hubble 2 com filtro Optolong L-eNhance de banda tripla (H-alfa, H-beta e OIII) sob uma camara OSC (ZWO ASI294MC Pro).

Refractor Takahashi 102FS com redutor de focal f/6 Takahashi, montagem equatorial alemã iOptron CEM60 em autoguiagem OAG com ZWO ASI224MC.

Software APP-Astro Pixel Processor 1.083 beta 1.

 

Imagem com extração H-alfa, OIII e SII da imagem original

 

Os procedimentos para processamento das imagens foram feitos com o software APP - Astro Pixel Processor 1.080 da Aries Production, concebida em Junho de 2017 pelo astrofísico E.M.W.P. Havercamp (mais conhecido por Mabula) para processar imagens do céu profundo, calibrando, registando, integrando e produzindo as imagens finais de forma intuitiva e fácil com a aplicação de algoritmos futurísticos (que implica também um mínimo de 8 GB de RAM, sobretudo quando é necessário fazer mosaicos).

O APP pode ser instalado em Linux DEB e RPM, bem como em Windows e MacOS.

 

Astro Pixel Processor– APP com a imagem original da M20

 

Enquanto a denominada Palete Hubble é obtida normalmente pela utilização de filtros de banda estreita (H-alfa, OIII e SII), transformando as imagens monocromáticas obtidas nos canais a cores RGB, agora trata-se de indexar as imagens RGB em SHO monocromáticas onde, S II = vermelho, H-alfa = verde e O III = azul.

Roteiro de procedimentos

A – Extração dos canais monocromáticos H-alfa, OIII e SII:

1.      Execução para o H-alfa

 

Ir para o “TAB 0”

1-     Selecionar padrão RGGB;

2-     Validar caixa“Force Bayer”;

3-     Selecionar opção  “Halfa-OIII extractHalfa”;

4-     Validar caixas“Neutralize”e “Saturation” na coluna à direita.

 

Ir para o “TAB – LOAD”

Fazer o carregamento das respectivas imagens (Lights, Flats,Darks e Bias).

 

Ir para o “TAB – INTEGRATE” e integrar deixando todas as opções como estão pré-definidas.

 

2.      Execução para o OIII

 

Ir para o “TAB 0”e selecionar a opção “Halfa-OIII extract OIII”;

Ir para o “TAB 5—NORMALIZE”e normalizar;

Ir para o “TAB 6 – INTEGRATE”e integrar.

                                                             

3.      Execução para o SII – repetir os passos anteriores

 

“TAB 0”–Selecionar opção “Halfa-OIII mono”;

“TAB 5—NORMALIZE” e normalizar;

“TAB 6 – INTEGRATE” e integrar.

(a) H-alfa

 

(b) OIII

 

(c) SII

B – Atribuição das imagens monocromáticas H-alfa, OIII e SII (SHO)nos canais RGB:

 

Em “TAB 8 – TOOLS”, selecionar opção “COMBINE RGB” e de seguida selecionar “ADD CHANNEL”em simultâneo com as 3 imagens (Halfa, OIII, SII);

                              Na opção “CHOOSE COMPOSITE FORMULA “ selecionar  “SHO (HUBBLE) 2”

                              Na opção “SHOT WITH FILTER”, selecionar “Hidrogen alfa” e premir “OK”

                             

Repetir a operação para SII e OIII:

Em “CHOOSE COMPOSITE FORMULA” selecionar “SHO (HUBBLE) 2”

                              Em “SHOT WITH FILTER” selecionar “Sulfur II”

                              Premir “OK”

 

Em “CHOOSE COMPOSITE FORMULA” selecionar “SHO (HUBBLE) 2”

                              Em “SHOT WITH FILTER” selecionar “Oxygen III”

                              Premir “OK”

 

C - Parâmetros a introduzir (poderão variar sendo que, a nosso ver, os melhores resultados foram obtidos com os valores indicados).

 

H-alfa	Enxofre II	Oxigénio III
4.712	7.119	10.000
1.000	1.000	1.000
R 33	R 100	R 0
G 9	G 0	G 10
B 18	B 0	B 100
L 35	L 0	L 16

Finalmente ir para opção “NORMALIZE” e selecionar “ADD” seguido de “RE(CALCULATE)” que editará a imagem final a cores.

 

D - Trabalhar com as opções da coluna do lado direito (gradiente de cor, contraste, brilho,ruído, etc) e depois salvaguardar a imagem resultante em formato FITS ou TIFF de 16 bits para posterior edição por exemplo no PhotoShop.

Exemplo: caso da Messier 20

 

Imagem original

 

 

Imagem SHO

 

Messier 20 ou Nebulosa difusa da Trífida constituída por uma nebulosa de reflexão azul e uma de emissão avermelhada, situada na constelação do Sagitário. Imagem resultante da integração de 19 subs de 120 segundos cada, utilizando um refractor Takahashi 102FS a f/6 e uma camara ZWO ASI294MC Pro (0 graus Celsius, 220 gain, 8 offset). Filtro Optolong L-eNhance. 

Pré processamento com 40 flats, 20 darks e 20 bias com Astro Pixel Processor 1.083 beta 1. 

Guiagem em off-axis com ZWO ASI224MC e montagem equatorial alemã iOptron CEM60.

Processo de aquisição robótica com Stellarmate, plate solver astrometry.net, focagem automática USB_Focus v3.

A imagem Hubble palete, obtida a partir da imagem original, usando o algoritmo SHO (Hubble) 2 do Astro Pixel Processor com extração para H-alfa, OIII e SII.

Ponta Delgada, Fajã de Baixo, Bortle 8, 4 de Outubro de 2020.

Conclusão

Apesar deste roteiro Hubble Palette, assim estruturado, não ser verdadeiramente uma técnica fidedigna, os algoritmos presentes no Astro Pixel Processor (neste caso o SHO (HUBBLE) 2), conseguem realizar um bom trabalho de aproximação.

Por outro lado, como muitos objectos do céu profundo emitem na banda estreita H-alfa, realçando as suas imagens a cor esverdeada, a utilização dos filtros L-eNhance e L-eXtreme contribuem, ao estreitar ainda mais os comprimentos de onda H-alfa, H-beta e OIII no primeiro caso e H-alfa e OIII no segundo caso, para conferir um maior contraste e profundidade aliado a uma transição mais suave quando da atribuição dos canais RGB nas imagens obtidas e cortando muito ruído introduzido pela poluição luminosa. Utilizar o método SHO baseia-se no facto de que o filtro OIII é muito próximo do azul no espectro de luz visível, assim como o SII é bem próximo do vermelho enquanto o H-alpha se situa entre ambos.

Assim, as camaras OSCs com os seus CMOS refrigerados e uma variada gama dimensionada de pixéis, prometem adaptar-se às mais diversas configurações ópticas. A evolução tecnológica dos sensores CMOS a par do melhoramento refinado de novos filtros, prometem grandes desenvolvimentos futuros para a astronomia amadora e profissional estreitando cada vez mais a colaboração entre ambas e democratizando irreversivelmente a primeira e a ciência.

Nebulosa da Lagoa – método SHO (hubble) 2 do Astro Pixel Processor