Cum fotografiem Galaxia lui Bode (M 81) și Galaxia Țigară (M 82) din constelația Carul Mare

Galaxia lui Bode (M 81) este una dintre țintele preferate ale astrofotografilor pasionați de fotografia galaxiilor. M 81 este o galaxie spiralată descoperită în 1774 de Johann Elert Bode și deseori este fotografiată în același cadru alături de o altă galaxie spectaculoasă numită Galaxia Țigară (M 82). Aceasta din urmă are o formă alungită cu expulzări gazoase la mijlocul său și constituie un "laborator cosmic" în care se nasc multe stele. Atât M 81 cât și M 82 sunt ținte de bandă largă, bogate în hidrogen-alfa (mai ales M 82), care pot fi fotografiate în sezonul galaxiilor din primăvară.

Este destul de ușor de identificat pe cer poziția galaxiei lui Bode, fiind foarte aproape de stelele Carului Mare. O variantă aproximativă de localizare, chiar și fără o montură cu Go-To, este să trasăm o linie imaginară de la steaua Phecda din Carul Mare către Dubhe și apoi să o prelungim cu o distanță aproximativ egală cu distanța dintre aceste 2 stele. Astfel ajungem într-o zona de pe cer unde se găsește galaxia lui Bode. Se poate vedea imaginea de mai jos unde sunt trasate reperele vizuale.

Dacă vrem să avem un cadru în care să apară atât Galaxia lui Bode cât și Galaxia Țigara, atunci este bine să îndreptăm telescopul/obiectivul către un punct situat între cele 2 galaxii, de exemplu la coordonatele RA: 09h 55' 10", DEC: +69º 18' 38", in cazul in care avem un pixel-size similar cu cel al camerei ASI 533 MC-PRO (de 3,76) și folosim o focală de 600 mm.

Am fotografiat Galaxia lui Bode (M 81) în noaptea de 19 martie 2022, când temperatura a fost foarte scăzută (sub zero grade), iar Luna era aproape plină. Deși când Luna este pe cer, în general, nu este indicat să fotografiem cerul cu filtre de bandă largă (în astfel de cazuri se pot face totuși fotografii foarte bune cu filtre de bandă îngustă - Ha Oiii și Sii), totuși am ieșit la fotografiat, cerul fiind extrem de senin. În plus Luna era destul de departe de ținta aleasă. Locația aleasă a fost în zona orașului Otopeni, un cer Bortle 6-7. Deci condițiile au fost mediocre.

Perioada cea mai bună de a fotografia galaxia lui Bode (M81) este în intervalul februarie-mai.

Galaxiile M81 și M82 pot fi fotografiate atât cu cameră astro color cât și cu cameră mono folosind filtre L R G B. În plus se pot face expuneri doar cu filtrul Ha pentru a scoate in evidenta zonele cu mult hidrogen-alfa din Galaxia Țigară și apoi cadrele L R G B se pot suprapune cu imaginea Ha ca sa scoatem in evidenta detaliile proeminente cu gazul expulzat din M82. Eu am utilizat o cameră astronomică color (ASI 533 MC-PRO), am racit-o la -20 grade Celsius, iar ca filtru de bandă largă cu rol de micșorare a poluării luminoase am folosit: Optolong L-Pro.

Galaxiile M81 si M82 se pot fotografia și cu un DSLR modificat astro, sau chiar și cu un DSLR clasic (nemodificat), eventual doar cu filtru anti poluare luminoasă. Evident în acest caz detaliile vor fi mai estompate și este necesar un timp de integrare cât mai lung.

Aparatura utilizată:

• Montura (star-tracker) iOptron Sky Guider Pro cu iPolar (aliniere polară folosind laptopul)
• Camera ZWO ASI 533 MC-PRO
• Obiectiv Sigma 150-600 f5.6-6.3 Contemporary la focala de 600mm si f/7.1
• Filtru Optolong L-Pro de 1.5"
• ASIAIR+
• Camera de ghidare ASI 120 MM
• Trepied Manfroto CX PRO3
• 2 baterii dedicate: Baterie Omegon Pro Powerbank 96k LiFePO4 307Wh 12V + Celestron Powertank Lithium Pro LiFePO4 159Wh

Problemele întâmpinate au fost multe. În primul rând calitatea ghidajului a fost slabă. Multe cadre au ieșit cu stelele alungite. Timpul maxim de expunere per imagine a fost de 2 minute la o focală de 600mm. Ulterior mi-am dat seama că montura nu era echilibrată decât pe axa de rotație, iar pe declinație era extrem de dezechilibrată, fiind mult mai grea către vârful obiectivului.
O altă problemă pe care am întâlnit-o și în alte nopți de la începutul anului 2022 a fost faptul că stelele aveau colțuri. Așa cum se vede și-n imaginile postate, stelele nu sunt rotunde (și nici măcar ovale) ci colțuroase. Am căutat mult timp pe forumuri care ar fi soluția si care ar fi cauza problemei și am găsit că, probabil, este vorba despre pinched optics. Se pare că în cazul utilizării unui obiectiv foto (Sigma 150-600 în cazul meu) se pot strica anumite alinieri interne ale părților componente ale obiectivului din cauza sistemului de stabilizare optică. Aceasta ar fi una din posibilele cauze. Acesta este un motiv suplimentar pentru care teleobiectivele cu stabilizare optică nu sunt cele mai indicate pt. astrofotografie. Obiectivele cu focus manual și focală fixă sunt mai ieftine, au mai puține componente în interior (deci șansa ca să se strice ceva este mai redusă) și sunt mai ușoare.

Pe scurt explicațiile posibile în acest caz par a fi 3:
- stelele colțuroase sunt cauzate de alinieri defectuase cauzate de sistemul de stabilizare optică, deși acesta era (evident...) închis în momentul fotografierii
- stelele colțuroase sunt cauzate de temperatura scăzută de afară
- stele colțuroase sunt cauzate de o diafragmă prea deschisă (în cazul meu era f/7.1)

Ca să elimin această problemă, la următoarele sedințe foto am schimbat diafragma la f/8.0 ...deci am mai închis-o puțín. Apoi, conform unor sfaturi de pe alte forumuri de astrofotografie, am pus obiectivul Sigma pe un Canon 7D, am activat sistemul de stabilizare optică apăsând butonul de declanșare până la jumate și am așteptat 2-3 secunde să dispară sunetul tipic de la sistemul de stabilizare. Am repetat de câteva ori acest pas. În plus, la următoarele sedințe foto a mai crescut și temperatura...oricum de atunci stelele nu au mai fost colțuroase...sau, cel puțin, acum arată mai bine. Deci este greu de spus care din cele 3 cauze posibile este cea care a deteriorat aspectul stelelor...

Mai jos se poate vedea cum arată Galaxia lui Bode (M81) și M82 dacă sunt extrase toate stelele din imagine folosind pluginul STARNET2 din PixInsight care folosește algoritmi de inteligență artificială.

Mai jos se poate vedea cum arată Galaxia lui Bode (M81) cu stele. Varianta crop.

Încă de la început trebuie spus că Galaxia lui Bode nu este foarte greu de fotografiat, dar este dificil de prelucrat. Cel puțin mie mi s-a părut foarte greu de prelucrat, astfel încât detaliile să fie evidențiate, culorile să fie cât mai corecte etc.

Primul pas este încărcarea cadrelor (Light, Flat, Bias etc.) în Pixinsight Script >> Batch Processing >> WeightedBatchPrepocessing pentru a suprapune cadrele, urmând ca programul să exporte un singur cadru final cu care vom lucra. Prefer varianta aceasta mai simplă, fără prea multe setări, deși sunt multe alte variante de suprapunere (inclusiv în PIXINSIGHT) mai avansate. Sunt numeroase alte soft-uri: DeepSkyStacker (cel mai utilizat software pt. Windows), SIRIL (Windows, Linux și Mac) sau Starry Sky Stacker (Mac).

Mai jos se poate vedea cum arată un singur cadru (format .fit) și cum arată cadrul final (Master) rezultat după câteva minute de calcule intense (cadrul de la care se începe prelucrarea). Cadrul .fit inițial conține toate imperfecțiunile (vignetare, gradient, un spot mare pe mijloc de la praf pe filtru) care vor fi rezolvate în procesul de suprapunere poze dacă cadrele flat au fost trase corect:

Apoi se execută în Pixinsight mai multe procese:
- BackgroundNeutralization (pt. a elimina backgroundul verde)
- ColorCalibration - sau DynamicBackgroundExtraction
- SCNR
- eliminare zgomot (EZ Denoise)
- împărțirea imaginii în 2: imaginea fără stele (se elimină toate stelele din fotografie) și imaginea cu stele (o imagine în care apar exclusiv stelele) folosind STARNET2. Ulterior se lucrează separat cu cele 2 imagini, în felul acesta prelucrările efectuate asupra zonelor cu nebulozitate nu afectaza stelele. Este dificil de micșorat stelele în cazul în care acestea sunt colțuroase folosind MorphologicalTransformation.

Anumite retușuri finale le execut în Photoshop, apoi, la sfârșit reimport în Pixinsight imaginile modificate în Photoshop și generez imaginea finală suprapunând poza în care apar doar stelele peste poza în care stelele lipsesc folosind PIXELMATH (cu o formula de genul: poza_fara_stele + 0.8*poza_doar_stele)

Sper ca primăvara viitoare să reiau această galaxie, poate cu un echipament îmbunătățit, eventual o montură cu Go-To și un telescop cu focală mare.