Fotografierea Galaxiei Vârtelnița (Pinwheel Galaxy - M 101) cu un DSLR și o cameră color dedicată (OSC)

Galaxia Vârtelnița (M 101) este o galaxie spiralată care a fost descoperită de astronomul francez Pierre Méchain în 1781. Dimensiunea ei aparentă mare de 28.8' x 26.9' și luminozitatea sa fac ca această galaxie să fie una dintre primele ținte dedicate începătorilor care doresc să fotografieze galaxiile, chiar și cu un aparat foto DSLR/mirrorless normal (nemodificat penru astrofotografie).

Galaxia Vârtelnița (M 101) se poate identifica destul de ușor pe cerul nopții dacă luăm ca reper a doua și a treia stea din vârful Carului Mare.
Prelungind imaginar, cu un segment egal cu distanța dintre stelele Alioth și Mizar, axa care unește aceste două stele, vom identifica galaxia Vârtelnița (M 101) cu o aproximație destul bună.

Am fotografiat Galaxia Vârtelnița, pentru prima dată, în anul 2021 pe 6 august cu un Canon 7D. Acea vară a constituit începutul meu în astrofotografie, dar și în identificarea unor astfel de ținte minuscule invizibile cu ochiul liber (sau abia vizibile din zone cu cer fără poluare luminoasă).

Perioada optimă de fotografiat galaxia Vârtelnița este primăvara până spre sfârșitul verii, însă se poate extinde acest interval dacă aveți o bună vizibilitate spre Nord.

Trebuie să recunosc că această galaxie nu m-a impresionat la început, așa cum a făcut-o Galaxia Volburei (M 51) sau Galaxia Andromeda (M 31). Însă am fost plăcut surprins de detaliile obținute în primăvara lui 2022 când am utilizat o cameră ASI 533 MC-PRO într-o zonă de lângă București (cer Bortle 6)... astfel, interesul meu pentru fotografierea ei a renăscut.

Mai jos este lista tuturor încercărilor mele de a fotografia galaxia Vârtelnița (M 101), până la data scrierii articolului:

1. Galaxia Vârtelnița (Pinwheel Galaxy - M 101) fotografiată cu DSLR nemodificat și un SkyGuider Pro - 6 august 2021

Canon 7D (nemodificat), 44 cadre de 2 minute fiecare la ISO 3200, Sigma 150-600 Contemporary la 600mm, f/8.0, 7 cadre tip DarkFrame. Imagine făcută din zona Vâlcea, cer Bortle 4. Fără ghidare. Timp total de integrare: 1 oră și 30 min.

Star Tracker iOptron Sky Guider Pro cu iPolar

Prelucrare în Starry Sky Stacker (program de suprapunere imagini pt. Mac) și Photoshop.

Imaginea rezultată are o calitate mediocră, cadrul master rezultat după suprapunerea tuturor cadrelor având destul de mult zgomot. Dar dovedește că se poate fotografia folosind doar un star-tracker, un teleobiectiv și un DSLR (cu tehnologie destul de veche) împreună cu o telecomandă pentru declanșare și un trepied.

Nu a fost simplă identificarea pe cer a a galaxiei, însă am folosit un truc util atunci când ai un obiectiv zoom: mai întâi fotografiez la focală minimă (150 mm în cazul meu) și centrez obiectul. Apoi, după ce este cât mai bine centrat, măresc focala la 600 mm (sau cât este cazul) și refac focusul. Este mult mai ușor să identifici și să centrezi un obiect la focale mici. La focale mari, o mică modificare a declinației sau a unghiului de pe axa de rotație poate face ca obiectul să dispară din cadru...iar apoi totul trebuie luat de la capăt...

Neavând montură cu Go-To care se poziționează automat pe un obiect ceresc, de multe ori am fotografiat ținta chiar dacă nu a fost perfect centrată, mai ales dacă focala era mare (peste 400 mm). Altfel aș fi riscat ca prin micile corecții pe care le-aș fi făcut, în loc să corectez centrarea să pierd obiectul cu totul din cadru...ceea ce mi s-a și întâmplat de multe ori.

2. Galaxia Vârtelnița (Pinwheel Galaxy - M 101) fotografiată cu cameră foto astronomică ASI 533 MC-PRO în data de 20 aprilie 2022. Timp integrare: 3 ore și 30 minute.

Imaginea făcută din zona Vâlcea, cer Bortle 4, ghidare prin ASI AIR+. De aseastă dată am încercat să echilibrez cât am putut de bine atât pe axa de rotație (ceea ce este simplu), cât, mai ales, pe declinație (ceea ce este destul de complicat).

Camera răcită la -20C, gain 101, 71 cadre Light de 3 minute fiecare, 20 cadre Flat si 100 cadre Bias. Am observat că nu prea mai sunt necesare cadrele Dark dacă folosesc camera ASI 533 MC-PRO, zgomotul fiind minimal.

Obiectiv Sigma 150-600 Contemporary la 600mm, f/8.0.

Filtru Optolong L-Pro de 1.5".

Star Tracker iOptron Sky Guider Pro cu iPolar. Aliniere polară făcută pe laptop în aplicația iOptron iPolar.

Întregul proces de fotografiere este gestionat prin intermediul lui ASIAIR+ și a aplicației sale mobile de pe tabletă, ceea ce ușurează foarte mult etapele, mai ales pe cele de identificare a țintei prin algoritmi de PLATE SOLVING.

Nici nu vreau să-mi amintesc momentele frustrante de anul trecut în care încercam să găsesc și apoi să centrez un obiect cosmic făcând totul manual și vizual pornind de la repere celeste (stelele din apropiere). Este bine ca un începător să treacă, totuși, și prin astfel de momente pentru a învăta cerul cât mai bine și să ajungă apoi să aprecieze metodele noi și inovatoare.

Mi-am dat seama că la focale mari (peste 500 mm), cu o montură minimalistă (SkyGuider Pro), este important chiar și modul în care sunt strânse cablurile de alimentare. Un cablu lung de alimentare, nu doar că poate influența trackingul prin simpla oscilație în adierile ușoare de vânt, dar uneori cablul poate funcționa ca un arc, astfel încât atunci când camera foto este mai aproape de pământ, cablul funcționează ca un resort care împinge în sus angrenajul, iar când camera foto este sus, cablul este ca un arc care trage spre el angrenajul. Așadar este important câte cabluri atârnă, cum sunt strânse și cum sunt grupate. Aceasta este o problemă la care încă nu am o soluție finală ... Cu o montură "serioasă", astfel de "finețuri" nu ar trebui să conteze atât de mult.

Prelucrare în PixInsight și Photoshop.

Imaginea rezultată mi s-a părut acceptabilă pentru un timp de integrare de 3 ore jumate. Cadrul master final conținea mult mai mult semnal util și mai puțin zgomot față de varianta efectuată cu Canon 7D.

Așadar galaxia Vârtelnița (Pinwheel Galaxy - M 101) se poate fotografia chiar și cu un DSLR clasic, nemodificat astro. Ar fi indicat un timp de integrare cât mai lung. Focala de 600 mm este acceptabilă, însă aș prefera 750mm-1200mm, eventual un telescop cu o apertură cât mai largă.
O cameră astro color, cum este ASI 533 MC-PRO, este suficient de bună pentru o astfel de țintă de bandă largă. M 101 se poate fotografia și cu o cameră mono cu filtre L R G B.

Aparatura utilizată:

• Montura (star-tracker) iOptron Sky Guider Pro cu iPolar (aliniere polară folosind laptopul)
• Camera ZWO ASI 533 MC-PRO sau Canon 7D (nemodificat)
• Obiectiv Sigma 150-600 f5.6-6.3 Contemporary la focala de 600mm
• Filtru Optolong L-Pro de 1.5"
• ASIAIR+
• Cameră de ghidare ASI 120 MM
• Trepied Manfroto CX PRO3
• Telecomandă declanșare - pt. Canon 7D
• 2 baterii dedicate: Baterie Omegon Pro Powerbank 96k LiFePO4 307Wh 12V + Celestron Powertank Lithium Pro LiFePO4 159Wh

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 pot vedea mai multe cadre:
- un cadru neprelucrat (.RAW) tras cu Canon 7D ... astfel arată un cadru pe ecranul aparatului
- cadrul master rezultat în Stary Sky Stacker după suprapunerea celor 44 cadre de 2 minute fiecare realizate cu Canon 7D
- cadrul master rezultat în Pixinsight după suprapunerea celor 44 cadre de 2 minute fiecare realizate cu Canon 7D
- un cadru neprelucrat (.FIT) fotografiat cu ASI 533 MC-PRO ... astfel arată un cadru pe ecranul aplicației mobile conectate la ASIAIR+
- cadrul master rezultat în Pixinsight după suprapunerea celor 71 cadre de 3 minute fiecare realizate cu ASI 533 MC-PRO

Apoi se execută în Pixinsight mai multe procese:
- Primul pas este eliminarea backgroundului verde și corectarea pe cât posibil a gradientului: se poate experimenta cu BackgroundNeutralization sau AutomaticBackgroundExtractor; iar în cazul unui gradient foarte complex se poate utiliza DynamicBackgroundExtractor
- ColorCalibration
- 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.

Retușurile finale pentru culori le-am executat în Photoshop, apoi, la sfârșit am reimportat în Pixinsight imaginile modificate în Photoshop și am generat imaginea finală suprapunând poza în care apar doar stelele peste poza în care stelele lipsesc

În final galaxia Vârtelnița (M 101) poate fi un subiect atât pentru astrofotografii începători care au doar un star-tracker, un aparat foto obișnuit și un teleobiectiv, cât și pentru astrofotografii avansați care dispun de o montura cu Go-To, telescop cu focale peste 600mm și cameră dedicată astro (color-OSC) sau mono (în acest caz se utilizează un set de filtre R-red G-green B-blue).