Le comete con Deep Sky Stacker

Deep Sky Stacker (DSS) è un software Windows per l’allineamento e la somma delle immagini di corpi celesti “deep sky”, tipicamente nebulose e galassie. L’allineamento e la somma di diverse immagini riprese con un tempo di posa breve ha il vantaggio di non dover compensare per lungo tempo la rotazione terrestre, lavoro che richiede una buona montatura equatoriale, un telescopio di guida con una telecamera collegata a un computer e condizioni meteo o ambientali stabili. Al contrario, riprendere pose brevi non necessita di un inseguimento impeccabile per lungo tempo, si possono eliminare le pose compromesse (ad esempio dal passaggio di un aereo o di un satellite artificiale) salvando il resto del lavoro e si può aumentare la visibilità dei corpi celesti più deboli semplicemente aumentando il numero delle immagini da sommare. Sommando diverse immagini tutti i corpi celesti che sono al di sopra del rumore di fondo della singola immagine, anche se non direttamente percepibili ad un’ispezione visuale, diventeranno progressivamente visibili aumentando il rapporto segnale/rumore (S/N). Il S/N aumenta proporzionalmente alla radica quadrata del numero di immagini allineate & sommate quindi, ad esempio, per raddoppiarne il valore bisogna sommare 4 volte più immagini.

In questo articolo vedremo come applicare DSS non agli oggetti deep sky, ma alle comete. Tipicamente una cometa, specie se vicina alla Terra, ha un moto proprio elevato quindi sono necessarie pose brevi per “congelarne” lo spostamento angolare in cielo al di sotto della scala dell’immagine digitale (su come riprendere i corpi celesti con una DSLR applicata a un teleobiettivo o a un telescopio e come calcolare la scala dell’immagine vedi il libro “Ai confini della Via Lattea“).

Il problema con le riprese delle comete è che sommando le immagini allineate sulle stelle di fondo l’immagine finale della cometa risulterà mossa, mentre allineando le immagini sulla chioma della cometa (tipicamente la parte più brillante), risulteranno mosse le stelle di fondo. Con DSS è possibile allineare sia sulle stelle di fondo, sia sulla chioma della cometa separatamente, in modo tale da ottenere un’immagine finale che mostrerà la cometa come mai sarebbe possibile usando una posa singola di lunghezza equivalente alla somma delle pose brevi. Naturalmente questo nell’ipotesi che durante la sequenza di pose la cometa non muti in modo significativo il proprio aspetto.

Per scrivere questo breve tutorial è stato usato DSS 4.2.3 e come cometa per il test sono state prese alcune immagini in formato raw della Leonard (C/2021 A1), riprese la sera del 20 dicembre 2021 insieme alle immagini di calibrazione ossia flat e dark (vedi sempre “Ai confini della Via Lattea“). L’installazione di DSS è standard per un sistema Windows e non richiede particolari commenti. Una volta che si hanno a disposizione N immagini della cometa riprese in tempi diversi si lavora principalmente sulla finestra “Allinea e combina” di DSS. Ribadiamo che su ogni immagine il moto proprio della cometa deve essere inavvertibile ossia la cometa deve apparire senza un “mosso” evidente. Lo scopo dell’elaborazione è combinare tutte le N immagini in un’unica immagine allineando contemporaneamente sulle stelle e sulla cometa, in modo tale che nessuna delle due componenti dell’immagine appaia strisciato.

Ecco come appare la finestra principale di DSS durante il caricamento delle immagini da elaborare. A sinistra si trovano i comandi con cui interagire, come “Allinea e Combina”, “Elaborazione” e “Opzioni”. Al centro l’immagine c’è l’immagine corrente e sotto si trova l’elenco di tutte le immagini caricate, compresi dark e flat. Le immagini con il segno di spunta sono quelle effettivamente usate dal software. L’elenco delle immagini resta sempre visibile a meno che non ci si trovi in “Elaborazione” ossia alle prese con l’immagine finale.

Sotto “Allinea e Combina” bisogna interagire con le seguenti voci:

1-“Apri immagini…” per caricare tutte le immagini della cometa
2-“dark files…” per caricare tutti i dark della sessione
3-“flat files…” per caricare tutti i flat (si possono caricare anche i dark dei flat)

Cliccare su “Marca tutti…” per essere sicuri di selezionare tutte le immagini (cometa, dark e flat) e successivamente cliccare su “Allinea immagini selezionate…“. Così facendo si apre l’importante finestrella dei “Settaggi Allineamento“, qui va tolta la spunta su “Combina dopo l’allineamento” (perché prima di “combinare” vogliamo allineare anche sulla cometa) e va verificato il numero di stelle rilevate in ogni immagine nel tab “Avanzate”. Per variare il numero di stelle rilevate si può agire sulla “soglia rilevamento stelle“. Se questa soglia, che è un limite inferiore di intensità, è troppo alta nessuna stella potrebbe essere rilevata: va aggiustata fino a quando non si trova un buon numero di stelle (es 100 o 200). Una volta che il rilevamento stelle è buono cliccare sul pulsante <OK> della finestra “Settaggi Allineamento”. L’operazione di allineamento stellare andrà avanti in automatico, a seconda del numero di immagini, delle loro dimensioni e della potenza del PC utilizzato ci potrebbero volere diversi minuti.

La finestra “Settaggi Allineamento” che si apre cliccando su “Allinea immagini selezionate…”.
Sempre in “Settaggi Allineamento” c’è il tab “Avanzate” per la verifica del numero di stelle rilevate sulle immagini.

Dopo l’allineamento automatico delle immagini sulle stelle dobbiamo fornire a DSS le informazioni sulla posizione della chioma della cometa. A questo scopo selezionare la prima immagine dell’elenco e attivare “Modalità modifica cometa” (icona con la cometa verde a destra dell’immagine), e cliccare con il puntatore del mouse sulla testa della cometa che, una volta identificata, verrà evidenziata da un cerchietto viola. Questa operazione di identificazione della chioma cometaria va ripetuta per tutte le immagini allineate in precedenza.

L’operazione manuale di identificazione del nucleo cometario va ripetuta per ogni immagine della cometa che vogliamo sommare.

Una volta terminata l’identificazione della cometa sulle immagini, DSS ha tutte le informazioni necessarie quindi si può cliccare su “Combina immagini selezionate…“. Così facendo si apre la finestrella “Procedura combinazione“, basta cliccare sul pulsante “Parametri combinazione…” sul tab “Comete” e scegliere la modalità “stelle + cometa“. Nei tab successivi della stessa finestra si può scegliere come combinare le immagini, il dark e il flat (ad esempio media o mediana). Terminata la scelta dei parametri di combinazione basta premere il tasto <OK> della finestra “Procedura combinazione” ed inizierà l’allineamento sulla chioma della cometa.

Finestra per la combinazione delle immagini dopo l’allineamento stellare e l’identificazione della testa della cometa in ciascuna di esse.
Per avere contemporaneamente stelle e cometa allineate va usata la modalità di combinazione “stella + cometa”. Usando la “Combinazione standard” l’allineamento sarà fatto sulle stelle e la cometa apparirà mossa sull’immagine combinata, mentre con “Combinazione per comete” si allineano le immagini sulla chioma della cometa e le stelle di fondo nell’immagine combinata appariranno strisciate.

Quello che si ottiene alla fine è un’immagine combinata allineata sia sulle stelle, sia sulla cometa che verrà mostrata nella finestra “Elaborazione”. A questo punto conviene salvare l’immagine finale in formato tiff cliccando su “Salva immagine…” nella finestra elaborazione e bilanciare colori e modificare l’istogramma con altri software più performanti di DSS.

Dopo la combinazione delle immagini DSS mostra il risultato finale che può essere salvato ed elaborato con altri software. I colori potrebbero non essere realistici, ma si possono recuperare senza grossi problemi usando software di grafica dedicati come Gimp.

Il risultato dell’elaborazione: la cometa Leonard e le stelle sono state entrambe allineate. In questo caso si tratta della somma di 7 pose riprese con tracking siderale ed esposizione di 20 s ciascuna la sera del 20 dicembre 2021 con un teleobiettivo da 135 mm, F/2. Il cielo ancora chiaro del crepuscolo ha ostacolato la detection della coda, di cui è visibile solo la parte iniziale.

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