Fotografia słoneczna: profesjonalne zdjęcia w paśmie H-alfa

W tym artykule dowiesz się, jak wykonać spektakularne zdjęcia burz słonecznych oraz powierzchni Słońca.

Ten przewodnik stanowi kontynuację poprzedniego wpisu. Jeśli nie wiesz jeszcze, jak najlepiej ustawić teleskop w kierunku Słońca, jakie środki bezpieczeństwa są absolutnie niezbędne oraz jakich programów do robienia zdjęć i łączenia klatek potrzebujesz, zdecydowanie zalecamy przeczytanie najpierw tego artykułu: https://www.astroshop.pl/i,1754 

Potem możesz kontynuować właśnie w tym miejscu. Czy znasz już podstawy? W takim razie przejdźmy teraz razem do fascynującego tematu fotografii H-alfa!

Te potężne wyrzuty materii, zwane również burzami słonecznymi, w języku fachowym nazywane są protuberancjami. Są to spektakularne łuki plazmy, które Słońce dosłownie wyrzuca w przestrzeń kosmiczną. Mogą one osiągać rozmiary kilkukrotnej średnicy Ziemi i charakteryzują się stosunkowo dużą prędkością własną – to właśnie czyni je tak wyjątkowymi w astronomii.

Jednak ze względu na ogromną jasność Słońca wyrzuty te szybko giną w jego blasku i charakteryzują się bardzo niskim kontrastem. Protuberancje można obserwować głównie w bardzo konkretnej długości fali: 656,28 nanometrów. Aby podzielić to niezwykle wąskie spektrum, stosuje się jednostkę miary Ångström (Å). Obowiązuje tu zasada: im mniejsza wartość w ångströmach, tym większy kontrast protuberancji. Niektóre urządzenia z najwyższej półki pracują nawet z dokładnością do 0,5 ångströma – to niewyobrażalnie wąski zakres światła.

To właśnie dlatego tradycyjne filtry H-alfa stosowane w fotografii głębokiego nieba nie nadają się do fotografowania Słońca. Co prawda teoretycznie możliwe jest uchwycenie bardzo jasnych protuberancji przy użyciu filtra H-alfa o długości fali 3 nanometrów i dodatkowej folii przeciwsłonecznej, jednak wiąże się to z bardzo długimi czasami naświetlania, a zdjęcie jest mało kontrastowe i nieostre.

Filtry H-Alpha do obserwacji Słońca są niezwykle skomplikowane w produkcji i charakteryzują się bardzo wysokim odsetkiem braków produkcyjnych: spośród około 100 wyprodukowanych filtrów zaledwie jeden lub dwa przechodzą rygorystyczną kontrolę jakości. Im większa średnica filtra, tym droższa i trudniejsza jest jego produkcja.

Aby precyzyjnie ustawić właściwą długość fali, wiele urządzeń wyposażonych jest w mechaniczny mechanizm przechylający, który przechyla filtr o kilka milimetrów. Dzięki temu droga światła ulega minimalnemu przesunięciu, a struktury H-alfa stają się widoczne. Inne urządzenia z wyższej półki wykorzystują natomiast tzw. „Pressure Tuner”, który za pomocą ciśnienia powietrza precyzyjnie dostosowuje filtr do właściwej długości fali. Dużą zaletą tej metody jest znacznie bardziej równomierna ostrość i oświetlenie w całym polu obrazu.

Do fotografowania Słońca w paśmie H-alfa zdecydowanie zalecamy użycie aparatu czarno-białego (monochromatycznego). Aparat kolorowy jest z natury mniej czuły na światło, a ponadto wbudowana matryca Bayera powoduje utratę cennej rozdzielczości. Kolejna wada: zdjęcie z aparatu kolorowego ma bardzo ciemnoczerwony odcień, co znacznie utrudnia późniejszą obróbkę obrazu.

Przed zakupem warto sprawdzić, który aparat najlepiej uchwyci Słońce w połączeniu z teleskopem H-Alpha. Rozmiar matrycy i ogniskowa decydują o tym, czy Słońce zmieści się w całości na zdjęciu, czy też widoczny będzie tylko jego fragment. Najlepiej skorzystaj z tego narzędzia, aby wcześniej obliczyć żądany kadr: https://astronomy.tools/calculators/field_of_view/  Przełącz się tam na „Imaging Mode” i wybierz w „Solar System” Słońce („The Sun”). Następnie wprowadź parametry swojego teleskopu H-Alpha (np. apertura 40 mm i ogniskowa 400 mm). Teraz możesz wybrać model swojej kamery lub ręcznie wprowadzić dane z karty katalogowej.

Szybko zauważysz, że jeśli ustawisz czas naświetlania tak, aby powierzchnia Słońca była idealnie naświetlona, protuberancje będą ledwo widoczne. Z drugiej strony, jeśli prawidłowo naświetlisz protuberancje, powierzchnia Słońca zostanie całkowicie prześwietlona i stanie się biała. Aby oba elementy były widoczne jednocześnie, zalecamy naświetlenie powierzchni tak, aby była jasna, ale nie prześwietlona (nie wypalona).

Bardzo ważne: nie rób pojedynczego zdjęcia, tylko nagraj film w formacie .ser. W tym formacie pliku surowe dane są zapisywane jako nieskompresowane, liniowe obrazy w jednym pliku (podobnie jak w formacie .fits, tyle że w formie filmu). Daje to znacznie większą swobodę podczas obróbki. Oprogramowanie SharpCap doskonale nadaje się do takich nagrań.

Nagraj film trwający maksymalnie 60 sekund, wykorzystując najwyższą możliwą liczbę klatek na sekundę (FPS) w Twoim aparacie. Ponieważ Słońce charakteryzuje się dużym zakresem jasności, już po minucie widoczne stają się pierwsze ruchy protuberancji – nie nagrywaj więc dłużej bez przerwy, aby uniknąć rozmycia obrazu. Gotowy plik .ser należy następnie załadować do programu AutoStakkert! i wykonać stakowanie.

Jeśli chcesz uchwycić ruch burz słonecznych w przyspieszonym tempie, najlepiej postępuj w następujący sposób: nagraj na przykład 60 filmów po 60 sekund każdy, zachowując między nimi 30-sekundowe przerwy. W ten sposób zarejestrujesz Słońce w okresie około 1,5 godziny. Ważne: w tym czasie śledzenie montażu musi być absolutnie precyzyjne!

Po zakończeniu sesji na dysku twardym znajdzie się 60 dużych plików wideo. Należy więc koniecznie zadbać o wystarczającą ilość miejsca, ponieważ szybko zajmie to kilka gigabajtów. Program AutoStakkert! może następnie wykonać praktyczną operację „batch-stacking”, w ramach której wszystkie 60 plików zostanie automatycznie połączonych jeden po drugim. Gotowe 60 obrazów sumarycznych można następnie połączyć w programie PIPP w płynny film. Przy odtwarzaniu z prędkością 20 klatek na sekundę (FPS) otrzymają Państwo w ten sposób spektakularny film poklatkowy o długości około 3 sekund.

Czy chcesz stworzyć jeszcze dłuższy film poklatkowy i pokazać powolny ruch obrotowy Słońca? W takim razie potrzebujesz więcej materiału. W tym przypadku zalecamy około 300 ujęć po 30 sekund każde, z 30-sekundową przerwą między nimi. W ten sposób uchwycisz około 5 godzin aktywności Słońca, a na koniec otrzymasz imponujący film trwający około 15 sekund.

Aby na gotowym zdjęciu idealnie wyeksponować zarówno protuberancje, jak i powierzchnię Słońca, konieczna jest pewna obróbka zdjęcia. Najpopularniejszym obecnie narzędziem do tego celu jest oprogramowanie PixInsight w połączeniu z Solar Toolbox. Jak je zainstalować i optymalnie wykorzystać, pokazuje astrofotograf Daniel Nimmervoll w tym znakomitym i szczegółowym filmie: https://www.youtube.com/watch?v=pyYM9l3NCKE 

• Wprowadź adres URL: https://www.cosmicphotons.com/pi-modules/solartoolbox/ w menedżerze repozytoriów programu PixInsight
  i uruchom program ponownie.
• Załaduj złożony obraz Słońca w formacie .tif.
  Otwórz zestaw narzędzi z menu w sekcji „Process” –> „Solar Toolbox”.
• Ustaw opcję „Image Type” na „Surface and prominence” (Powierzchnia i protuberancje).
• Wypróbuj różne ustawienia suwaków i dostosuj obraz do własnych upodobań.
• Zapisz wynik jako plik .tif. Ostateczne poprawki (np. korekcję kolorów lub filtry Camera Raw) możesz teraz wprowadzić w programie Photoshop.

Wskazówka: Możesz również zastosować tę metodę w trybie edycji zbiorczej („Batch Edit”), aby jednorazowo przetworzyć wszystkie 60 (lub więcej) klatek swojego filmu poklatkowego. Następnie wystarczy połączyć gotowe, pokolorowane i wyostrzone klatki w programie PIPP. Dokładnie tak robią profesjonalni fotografowie zajmujący się fotografią słoneczną!

Mamy nadzieję, że ten artykuł pomoże Państwu z powodzeniem pokonać pierwsze trudności związane z fotografowaniem Słońca. Jeśli mają Państwo jeszcze jakieś pytania lub potrzebują porady dotyczącej wyboru odpowiednich teleskopów i aparatów, prosimy nie wahać się skontaktować z naszym zespołem ekspertów – chętnie Państwu pomożemy!

Marc-Antonio, znany w Internecie jako astronomical_horizon, jest zapalonym astrofotografem najchętniej korzystającym z teleskopów zwierciadlanych o dużej światłosile. Jego specjalnością są małe mgławice planetarne. Oprócz gwiazd jego serce bije dla botaniki. Zna lokalną florę jak własną kieszeń. W wolnych chwilach, sięga również po gitarę elektryczną.