A caccia del Cacciatore

Orione è una delle costellazioni più famose in assoluto, nota perfino a chi di astronomia non sa proprio nulla, e domina il cielo invernale, culminando verso sud, almeno da Novembre a Febbraio; Orione è noto anche come "Il Cacciatore", ed il suo gioiello più osservato e fotografato è la Grande Nebulosa di Orione (M42 nel catalogo Messier), un'immensa cattedrale di polveri e gas a 1300 anni luce da noi, illuminati come insegne al neon da un compatto gruppo di stelle, note come "Trapezio". Le dimensioni e la grande brillantezza della nebulosa la rendono facilmente fotografabile anche con attrezzature minimali, ma, paradossalmente, proprio queste caratteristiche pongono un limite a qualunque sensore si utilizzi per la ripresa; per evidenziare le strutture più deboli ed evanescenti in cui è immersa la parte più luminosa si è costretti ad allungare i tempi di posa, finendo inevitabilmente per "bruciare" il brillante nucleo. La cosiddetta gamma dinamica è di fatto troppo ampia per i sensori digitali, pure i più moderni e performanti.

La galassia "esce" dal campo inquadrato.

M42 ripresa nel 2007 con Canon 400D

M42 ripresa nel Febbraio 2018 con Canon 5D Mark IV

Ho già tentato la ripresa di M42 in due occasioni: nel 2007 con la piccola Canon 400D ed un teleobiettivo Sigma davvero economico, e nel 2018 con la ben più performante 5D Mark IV e l'eccellente 100-400 Mark II. Per quanto negli anni siano cambiati attrezzatura e capacità tecniche del sottoscritto, il risultato del 2018 era ancora migliorabile, per resa dei colori e profondità della posa; per ottenere un miglioramento eclatante, però, avrei dovuto utilizzare una camera astronomica dedicata e, soprattutto, raffreddata. Tralasciando la parte prettamente ottica e meccanica inevitabilmente connesse, un ottimo cielo sarebbe stato parimenti determinante.

Progettare la ripresa fotografica

Dal momento che la camera astronomica, nel mio caso la ZWO ASI 1600MM-PRO, utilizza comunque un sensore digitale come quello di una reflex, avrei avuto bisogno di estendere la sua gamma dinamica per registrare le parti più deboli e quelle più luminose. Direttamente dalla buona vecchia fotografia tradizionale ho preso in prestito la tecnica del "bracketing" per produrre immagini HDR (High Dynamic Range): la tecnica consiste nel fare più scatti dello stesso soggetto, con tempi di posa differenti, per poi (manualmente o grazie a software dedicati) "fonderli" in un'unica immagine contenente il meglio di ogni scatto, in sostanza le regioni ben registrate ma non bruciate o "clippate". In base alle impostazioni che ho scelto di usare, ho optato per 3 diversi tempi di esposizione, di 2, 30 e 180 secondi, la cui successiva fusione sarebbe stata sufficiente a coprire tutta la gamma dinamica di M42. L'immagine qui sotto mostra come appare la nebulosa variando esclusivamente il tempo di posa. 

Il bracketing con i tempi di posa scelti: il nucleo è recuperabile dalle pose da 2", mentre le nebulosità deboli da quelle da 180"

Le camere astronomiche monocromatiche sono più versatili e sensibili delle corrispettive a colori, ma obbligano chi le utilizza a scattare con tre diversi filtri RGB (red, green, blue) per creare un'immagine a colori. Un quarto filtro, detto di "Luminanza", è sostanzialmente un filtro neutro che taglia le frequenze infrarosse, ed è utilizzato per aggiungere dettaglio al soggetto, senza separare alcun canale di colore. Non me ne vogliano i più tecnici per la spiegazione sommaria e superficiale, ma fornirne una davvero corretta ed esauriente non è lo scopo di questo articolo.

E' bene poi ricordare, quando si pianifica il bracketing  di un soggetto astronomico, che per arrivare ad ognuna delle pose (per ogni tempo e filtro!) sarà necessario realizzare numerosi scatti da sommare nel software astrofotografico, il quale, con i dovuti algoritmi, ne migliorerà il rapporto segnale/rumore attraverso la tecnica dello "stacking": è così che in astrofotografia si ottengono immagini più pulite e successivamente elaborabili.

Il mio progetto, fortunatamente portato a termine, prevedeva quindi l'acquisizione di:

- 60 pose da 180" per le regioni più deboli

- 25 pose da 2" per il nucleo

- 35 pose da 30" per le regioni a media luminosità

- 25 dark frames + 25 flat frames per la calibrazione delle pose da 180"

Tutto a gain 75, e per il solo canale Luminanza.

 

E di nuovo...

- 20 pose da 180"

- 25 pose da 2"

- 35 pose da 30"

- 25 dark frames + 25 flat frames per la calibrazione delle pose da 180"...

...stavolta a gain 139, per OGNUNO dei filtri RGB, così da ottenere le informazioni di colore.

La fase di elaborazione

Ho utilizzato il software gratuito Deep Sky Stacker per sommare i light frames divisi per ogni tempo di scatto ed ogni filtro, finendo per ottenere 12 immagini (4 filtri x 3 tempi di scatto ognuno), ed è stato fondamentale utilizzare in ogni processo sempre la stessa immagine di riferimento, al fine di facilitare le successive fasi di allineamento. Non ho però proceduto subito ad alcuna elaborazione di quei 12 files. Ho invece fornito al software SNS HDR Pro, le 4 serie da 3 immagini in bracketing, perché mi generasse 4 immagini (Luminanza + RGB) in HDR. Nell'immagine sotto, in fig.1 la versione HDR "base" del filtro luminanza. Dal momento che il canale luminanza è quello contenente la maggior quantità d'informazioni (produrrà il dettaglio, diciamo), è stata nuovamente elaborata, stavolta singolarmente, così che il software enfatizzasse i segnali più deboli senza bruciare le alte luci: una sorta di primo "stretching" (vedi fig.2 sotto). L'ultimo passo è stato elaborare in Photoshop ognuna delle 4 immagini (LRGB) già "ottimizzate" dal programma per l'HDR, in modo da tirare fuori il massimo segnale possibile, ed aprire le ombre del fondo cielo (fig.3 sotto).

Gli step di elaborazione del canale luminanza

Per non ritrovarmi con forti sbilanciamenti di tonalità una volta composta l'immagine a colori, ho cercato di elaborare in modo molto simile i files dei tre canali RGB. Ho pensato che in futuro potrebbe essere utile registrare delle macro in Photoshop, almeno per una prima elaborazione sommaria. Nell'immagine sotto i tre canali di colore in versione HDR, in ognuno dei quali è ancora perfettamente visibile il Trapezio di Orione, non bruciato come nelle singole pose da 30 e 180 secondi. Insieme al canale luminanza contribuiranno a produrre l'immagine a colori, seppur non definitiva.

I tre canali RGB, tutti in versione HDR

La fine del tunnel...

In Photoshop ho provveduto alla compositazione dell'immagine LRGB, generando un file finalmente a colori, seppur da rifinire: bilanciamento dei canali RGB per ottenere una resa bilanciata e "reale" della nebulosa in luce visibile (fase ostica e frustrante!), ottimizzazione di contrasto e mezzi toni con lo strumento curve, ed un tocco finale di pulizia del rumore residuo, comunque presente nelle zone più scure del frame. Il risultato è finalmente quello che tanto sognavo di poter ottenere. Il lavoro sarebbe stato notevolmente minore se avessi utilizzato una camera a colori, ma avrei sicuramente perso qualcosa in risoluzione e "profondità" della posa. Sono sicuro che il cielo da cui ho scattato abbia contribuito non poco al risultato finale, ed anzi...forse avrei potuto osare di più e fare pose pure più lunghe, magari spingendomi fino a 5 minuti: ne avrebbero però risentito le stelle più luminose, obbligandomi all'utilizzo di tecniche di riduzione del diametro stellare, che ancora non conosco. E già con tre valori di bracketing...è stato un lavoro lungo e tedioso.

Piccoli astrofotografi crescono...

Ad elaborazione terminata sono rimasto un sacco di tempo a studiare l'immagine su schermo: un tempo d'integrazione totale di oltre 7 ore su un soggetto così luminoso ha garantito una resa nei colori di gas e polveri che mi ha stupito, ed ha evidenziato diverse regioni gassose in sovrapposizione, creando un effetto 3D. Numerosi astrofotografi evoluti, i veri guru del Deep Sky saranno certamente abituati ad immagini anche migliori, e potranno anche godere di cieli fantastici, attrezzature blasonate e decine di ore d'integrazione...ma quest'avventura fotografica resta per me la più bella di questo inverno. 

Il Gioiello del Cacciatore

Non mi sono dilungato a specificare troppo in merito all'attrezzatura usata, alle condizioni climatiche o altro, ma potete trovare alcune info sul blog, in cui ho scelto di ricordare le tre serate dedicate alla ripresa della Grande nebulosa di Orione, insieme a qualche curiosità. Per una visione migliore di M42 insieme con la compagna M43 (Nebulosa Running Man), trovate la foto nella galleria astrofotografica, proprio qui.

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