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 dar bogate în hidrogen-alfa (mai ales M 82), care pot fi fotografiate în sezonul galaxiilor din primăvară. Este indicat să se suprapună cadrele Ha peste cele RGB.

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.

Perioada cea mai bună de a fotografia galaxia lui Bode (M81) sau Galaxia Trabuc (Cigar Galaxy - M82) este în intervalul februarie-mai.

Prima dată 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.

Atunci am folosit: star-tracker iOptron Sky Guider Pro cu iPolar (aliniere polară folosind laptopul), camera ZWO ASI 533 MC-PRO la -20C, 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...

A doua oară am fotografiat M81 și M82 din balcon din București la sfarsit de februarie 2024. A fost o surpriză plăcută să identific o poziție a monturii astfel încât să pot fotografia de acasă. Pe parcursul a 3 nopți am fotografiat cu Luna aproape plină în apropiere și sub un cer bortle 7-8 tipic pentru București. Două sesiuni foto însumând 9 ore au fost efectuate cu filtrul L-Pro (bandă largă) și o sesiune de vreo 6 ore a fost realizată cu filtrul Optolong L-eXtreme (Ha & Oiii) pentru a extrage componenta Ha și a o suprapune ulterior.

De această dată am utilizat o montură SW EQ6-R Pro în locul star-tracker-ului. În rest, același echipament.

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.

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 (

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:

Pentru suprapunerea cadrelor cu Ha peste cele RGB se procedează astfel, conform tutorialului Adding Ha to Your RGB Data | High Point Scientific sau Add Ha To RGB Data - PixInsight OSC Method:

Trebuie să avem cele 2 fișiere master: cel RGB făcut cu filtrul LPro pe care-l vom numi "RGB" și cel rezultat din sesiunea când am utilizat filtrul L-Xtreme pe care o să-l numim "LXTREME". Deci pornim cu 2 imagini, care sunt deja prelucrate minimal: DynamicBackgroundExtraction, BackgroundNeutralization, BlurXterminator, SCNR, ColorCalibration/PhotometricColorCalibration, eliminare zgomot.

Se utilizeaza Star Alignment pentru a alinia cadrul LXTREME cu RGB.

Se extrag canalele de culoare (R,G și B) din ambele imagini și se păstreaza doar RGB_R și LXTREME_R. Redenumim LXTREME_R ca fiind "Ha", pentru claritate.

Se utilizează LinearFit asupra cadrelor Ha și RGB_R astfel încât să fie identice ca luminozitate.

Se modifică cadrul Ha pentru a i se estompa stelele: în RGB/k din PixelMath se scrie formula: Ha-Q*(RGB_R - med(RGB_R)); iar în Pixelmath>Symbols se declară variabila Q=0.5; se aplică această transformare trăgând cu mouse-ul fereastra PixelMath (triunghiul din stânga-jos) peste cadrul Ha. Apoi se scrie o nouă formula în PixelMath>RGB/k care se suprapune tot peste cadrul Ha: Ha-med(Ha)

Se vor scrie următoarele expresii în PixelMath (se debifează "Use a single RGB/K expression"):
-la R/K: $T + (Ha)
-la G: $T
-la B: $T + 0.2*Ha
Apoi se aplică aceste corecții direct peste cadrul inițial RGB.

Ulterior se împarte imaginea RGB rezultată în 2: imaginea fără stele (se elimină toate stelele din fotografie) și imaginea cu stele (o imagine în care apar exclusiv stelele) folosind STARNET2. Din acest moment se lucrează separat cu cele 2 imagini care trebuie trecute din starea liniară în starea neliniară. Se lucrează cu măști.

La sfârșit se suprapune cadrul cu stele peste cel fără stele folosind următoarea expresie în PixelMath: combine (Starless, Stars, op_screen()), unde "Starless" trebuie sa fie denumirea cadrului fără stele, iar "Stars" este numele cadrului care conține doar stele. Eventual se reduc și stelele din imaginea finală.