Pilvinen talvi 2014-2015

Hei!

Pitkästä hiljaiselosta huolimatta blogi ei ole vieläkään kuollut. Elo-syyskuuta lukuunottamatta kuvauskausi 2014-2015 on ollut erittäin pilvinen. Lokakuusta helmikuuhun oli lähes yhtäjaksoisesti pilvistä. Vasta helmi-maaliskuussa oli pidempi selkeä jakso ja nyt taas näyttää pilvistyneen. Ynnäilin kuvaustunteja yhteen, ja näyttää siltä, että elo-syyskuussa ehdin valottaa enemmän kuin loka-tammikuussa yhteensä.

Kesäaikaan siirtymisen jälkeen pimeän tulo on siirtynyt jo kovin myöhäiseksi ja yöt lyhenevät kovaa vauhtia, joten kuvauskausi alkaa taas olla kohtapuoliin paketissa.

Syyskaudella sain kuvattua tällaisia kohteita, joukossa myös yksi mosaiikki!

Kevätkaudella kuvasato jäi harmillisen pieneksi:

  
Erikoismainintana koostin myös lyhyen animaation komeetta Lovejoysta ja sen liikkeistä:

Kuvaköyhää kevätkautta piristi mukavasti jokavuotinen Hauhon tähtikuvaustapaaminen. Tapahtuman yhteydessä oli tarjolla niin kiinnostavia esitelmiä, hyvää seuraa kuin maittavaa ruokaakin!

Kuvauskausi päättyi harvinaisiin herkkuihin, nimittäin kirkkaisiin revontuliin ja auringonpimennykseen.

Revontulia Helsingissä 17.3.2015.

Osittainen auringonpimennys 20.3.2015.

Molemmista tapauksista löytyy lisää kuvia Flickr-tililtäni.

Kapeakaistakuvien käsittely ja Hubble-paletti

Hubble-avaruusteleskoopin kuva tähtisumusta M16
NASA, ESA, STScI, J. Hester ja P. Scowen (Arizona State University)

Nykyään harrastajille on tarjolla verrattain edullisia kapeakaistasuotimia, jotka päästävät lävitseen vain erittäin kapean kaistaleen valon spektriä halutulla aallonpituudella. Kapeakaistasuotimet ovat tähtikuvaajalle hyvin hyödyllisiä, sillä avaruuden emissiosumujen säteilemä spektri koostuu kapeista spektripiikeistä, jolloin emissiosumuista tuleva valo voidaan lähes täysin eristää muusta valosaasteesta. Sopivilla välineillä emissiosumuja voidaankin siis kuvata jopa valosaasteisesta kaupungista ilman suurempia ongelmia. Kuluttajahintaisten suotimien päästökaistan leveys vaihtelee jotakuinkin välillä 3-12 nanometriä. Mitä kapeampi päästökaista on, sitä vähemmän valosaastetta pääsee läpi.

Voimakkaimmat näkyvän valon alueen spektripiikit aiheutuvat ionisoituneen vedyn, hapen ja rikin emissioista. Vety säteilee aallonpituudella 656,3 nanometriä (aallonpituutta kutsutaan H-alfaksi), kahdesti ionisoitunut happi (O-III) säteilee aallonpituudella 500,7 nanometriä ja kerran ionisoitunut rikki (S-II) aallonpituudella 672,4 nanometriä. Yleisimmät harrastajien käyttämät kapeakaistasuotimet päästävät läpi juuri näitä aallonpituuksia.

On loputon määrä tapoja yhdistää nämä mustavalkoiset kapeakaistakuvat värikuviksi. Ensimmäisenä mieleen tullee ajatus tehdä värikuva spektripiikkien todellisen värin perusteella, mutta lopputulos voi tuottaa pettymyksen. Sekä H-alfa että S-II ovat näkyvän valon spektrin punaisessa päässä, ja O-III on vihreällä alueella. Tällöin lopullisessa kuvan punaisessa kanavassa olisi yhdistelmä vetyä ja rikkiä, vihreässä kanavassa happea ja sinisessä kanavassa ei mitään. Punaisen ja vihreän yhdistelmä ei todennäköisesti ole visuaalisesti kovin miellyttävä, eikä erottele vedyn ja hapen emissioita lainkaan.

Monet tähtikuvaajat käyttävät kapeakaistavärikuvien tekemiseen niin sanottua Hubble-palettia. Hubble-paletti on väritys, jolla pyritään jäljittelemään monen Hubble-avaruusteleskoopilla otetun kuvan värejä. Alla on Hubble-avaruusteleskoopilla otettu kuva Kotkan tähdistössä sijaitsevasta Messierin kohteesta 16. Hubblen tähtisumukuvat ovat usein pääväreiltään oranssi-vihertäviä tai oranssi-sinertäviä. Tätä väritystä jäljittelevä Hubble-paletti on yksinkertaistetusti sellainen, että S-II sijoitetaan kuvan punaiseen värikanavaan, H-alfa vihreään värikanavaan ja O-III siniseen värikanavaan. Alta löytyvässä ohjeessa on muutamia tarkennuksia tähän.

Hubble-paletti ei tietenkään ole ainoa käyttökelpoinen tapa muodostaa värikuvia kapeakaistadatasta. Maailmalla käytetään monia muitakin menetelmiä, mutta niiden tarkempi selostaminen jääköön toiseen blogikirjoitukseen. Tähän alle olen kirjoittanut selostuksen siitä miten itse käsittelen kapeakaistakuvat PixInsight-kuvankäsittelyohjelmalla, ja miten sovellan Hubble-palettia kuvankäsittelyssä. Käytän esimerkkinä vastikään kuvaamiani kapeakaistakuvia Kefeuksen IC 1396 -sumusta, eli tuttavallisemmin elefantin kärsästä. Kuvat on otettu Astrodonin 5 nanometrin kapeakaistasuotimilla, TS Boren-Simon Powernewt 8″ f/2.8 -peilikaukoputkella sekä Atik 460EX -kameralla.

Raakakuvien kalibrointi ja pinoaminen sujuu kapeakaistasuotimilla täysin samalla tavalla kuin vastaavat toimenpiteet LRGB-suotimillakin. Olen selostanut tämän osuuden jo aiemmassa tekstissäni PixInsightin alkeista, joten en toista sitä tässä. Teksti kannattaa muutenkin lukea ennen kapeakaistakuvien käsittelyyn perehtymistä. Moni tässä ohjeessa mainittu asia on selostettu paljon tarkemmin alkeita käsittelevässä kirjoituksessa.

Tämän ohjeen lähtökohtana on kolme pinoa, yksi S-II:lle, yksi H-alfalle ja yksi O-III:lle. Olen nimennyt aukiolevat kuvat PixInsightissa tunnuksilla sii, ha ja oiii. Kuvia on venytetty näyttöä varten PixInsightin näyttövenytyksellä. Itse data on edelleen lineaarista.

Alkuperäiset kapeakaistapinot

Heti alkuun kuvat voidaan yhdistää yhdeksi värikuvaksi. Tämä on helpointa tehdä joko LRGBCombination– tai PixelMath-prosessilla. Koska Hubble-paletissa ei yhdistellä eri suotimia samaan värikanavaan, yhdistäminen on helppo tehdä LRGBCombinationilla. PixelMath on monipuolisempi, joten se soveltuu vaikeampiin tapauksiin.

LRGBCombination-prosessin asetukset

R-kanavaan valitaan sii-kuva, G-kanavaan ha-kuva ja B-kanavaan oiii-kuva. Tämän jälkeen klikataan pyöreää Apply Global -nappia LRGBCombination-ikkunan vasemmasta alakulmasta. Koska emissiosumu säteilee vedyn aallonpituudella paljon voimakkaammin kuin rikin tai hapen aallonpituudella, kuvasta tulee varsin vihreä.

Kapeakaistakuva ilman käsittelyä

Kuvan alareunassa pilkottava taustataivas paljastaa, että taustataivas ei ole täysin neutraalin värinen. Värin voi neutraloida valitsemalla palasen taustataivasta Preview-ikkunalla ja suorittamalla kuvalle BackgroundNeutralization-prosessi siten, että Reference image -laatikkoon on valittu taustataivata kuvaava Preview-ikkuna. Alla on kuva ennen ja jälkeen taustan neutraloinnin.

Taustataivaan neutralointi

Taustataivaan neutraloinnin lisäksi kuvan valkotasapaino pitää säätää ColorCalibration-prosessilla. Olen selittänyt valkotasapainotuksesta yksityiskohtaisemmin aiemmassa ohjeessani. Tässä tapauksessa valkotasapaino on jo valmiiksi lähelle oikeaa, joten ero ennen ja jälkeen prosessin ei ole suuri.

Valkotasapainon säätö

Toistaiseksi kuvan väritys ei juuri jäljittele Hubblen kuuluisia kuvia. Perinteisesti tässä vaiheessa vihreän kanavan voimakkuutta on vain vaimennettu, jolloin muutkin kanavat pääsevät esiin. Tässä on kuitenkin se ongelma, tähdet eivät säily harmonisen värisinä, vaan niistä tulee räikeän pinkkejä. PixInsightista löytyy kuitenkin prosessi, jolla vihreän värin dominanssia voidaan vähentää koskematta tähtiin lainkaan. Prosessin nimi on kryptisesti SCNR, joka on lyhenne sanoista Substractive Chromatic Noise Reduction. Prosessi on tarkoitettu vaimentamaan värikohinaa kuvissa, mutta prosessi yllättäen soveltuu myös vihreän värin vähentämiseen Hubble-palettikuvissa.

SCNR-prosessi voidaan ajaa suoraan sen oletusasetuksilla. Oletusasetuksilla prosessi toimii siten, että se tarkastelee kuvan jokaista pikseliä yksittäin ja korvaa vihreän kanavan arvon punaisen ja sinisen keskiarvolla, jos vihreä on alunperin tätä suurempi. Toisin sanoen prosessi hävittää kuvasta vihreää sellaisista paikoista joissa on pelkkää vihreää, eikä kovin paljon muita värejä. Eksaktimmin ilmaistuna vihreän pikselin uusi arvo G’ määräytyy tällä lausekkeella:

G’ = min(G, (R+B)/2)

Nokkelimmat ehkä huomaavatkin, että sellaisenaan tämä prosessihan heittäisi lähes kaiken H-alfa-datan pois. SCNR-ikkunasta löytyvä Preserve lightness onkin erittäin tärkeä asetus. Se saa työkalun erottelemaan kuvan luminanssi- ja värikomponentteihin, ja edellä mainittu korvaaminen tehdään vain värikomponenteille. Tällöin H-alfan merkittävä vaikutus kuvan luminanssiin säilyy, eikä H-alfaa mene hukkaan. Ilman Preserve lightness -asetusta vetydata heitettäisiin lähes kokonaan pois ja korvattaisiin huomattavasti heikompien rikki- ja happikanavien keskiarvolla.

Vihreän värin vähentäminen SCNR-prosessilla

Väritys alkaa jo muistuttaa Hubblen kuvia! Tästä eteenpäin käsittely sujuu jotakuinkin samaan malliin kuin LRGB-kuvien käsittely aiemmassa ohjeessani. Kuva venytetään epälineaariseksi HistogramTransformation-prosessilla, jolloin näyttövenytystä ei enää tarvita. Kuva on alkukäsittelyn jäljiltä aika väritön, mutta värikylläisyyttä voi lisätä säätämällä värikylläisyyskäyrää CurvesTransformation-prosessilla.

Värikylläisyyden lisääminen

Loppukäsittely onkin enää kuvan kirkkauden, kontrastin ja värien hienosäätöä, sekä lievää kohinasuodatusta tarvittaessa. Käytän näihin tehtäviin eniten CurvesTransformation– sekä ACDNR-prosessia. Hienosäätöä voisi tehdä loputtomiin, mutta jossain kohtaa on täytyy lopettaa. Alla on lopputulos johon itse päädyin.

Lopullinen kuva

Säädän yleensä kapeakaistakuvien sinivihreät sävyt varsin sinisiksi, ne miellyttävät silmiäni hieman enemmän kuin alkuperäisten Hubble-kuvien vihertävämmän värit. Nämä ovat kuitenkin makuasioita, ja se oma lempisävy löytyy kokeilemalla. Hubble-paletti ei sovi täydellisesti kaikkiin emissiokohteisiin, vaan joskus kannattaa kokeilla muitakin väritystapoja. Itse pyrin jäljittelemään luonnollisia värejä tuoreessa sirppisumukuvassani, vaikka kuva on kuvattu samoilla kapeakaistasuotimilla kuin tämä elefanttikuvakin. Ehkä kirjoitan tästä luonnollisesta väripaletista lisää myöhemmin.

Onnea kokeiluihin!

Kauden 2014-2015 avaus

Uusi tähtikuvauskausi on jälleen aluillaan. Kalusto on pysynyt pääpiirteissään samana, ainoastaan käytetyt suotimet ovat muuttuneet. Myin vanhat Astronomikit pois ja ostin Astrodonit tilalle. Nyt suodinpyörästä löytyy Astrodonin E-sarjan LRGB-suotimet sekä 5 nanometrin kapeakaistat (H-alfa, Rikki-II ja Happi-III).

Kaukoputki jalustallaan

Pari viikkoa ennen kauden avausta huomasin, että luonto valtaa alaa Komakalliolla. Käyttämääni havaintosuojaan oli muuttanut lepakko! Lepakko putosi ovenraosta kun avasin havaintosuojaa. Nostimme tokkuraisen lepakon varovasti läheiseen pusikkoon, mutta ensimmäisenä kuvausyönä lepakko oli taas tornissa. Havaintosuojaa voinee kutsua tästä lähin lepakkotorniksi!

Ensikohtaaminen lepakon kanssa

Toinen lepakkohavainto

Olen ollut kuvaamassa vasta parina yönä, mutta tulosta on jo ehtinyt syntyä. Julkaisin Astrobinissä pari 1-2 tunnin kapeakaistasuotimilla kuvattua räpsyä Sirppisumusta NGC 6888 sekä Elefantin kärsästä IC 1396. Pääset katsomaan kuvia tarkemmin klikkaamalla alla olevia pikkukuvia.

Lyhyistä valotusajoista huolimatta kuvista tuli ihan kohtalaisia. Äärimmäisen kapeat Astrodon-filtterit näyttävät ajavan asiansa!

Komakallio

Etelä-Suomessa on saatu nauttia jo parista selkeästä yöstä, joista ensimmäisen pääsin itsekin hyödyntämään. Lähdimme iltayhdeksän aikaan sunnuntaina useamman hengen porukalla Kirkkonummen Komeetan havaintopaikalle Komakalliolle. Paikalle pääsi lopulta allekirjoittaneen lisäksi Lauri Kangas, Antti Kuntsi, Jyri Lehtinen sekä Mika Luostarinen. Olen kesän aikana käynyt Komakalliolla päiväseltään useampaan otteeseen, pääasiassa talkoilemassa ja valmistelemassa kuvauskautta, mutta tämänkertainen reissu oli ensimmäinen havaintoyöni Kirkkonummella. Komakalliolle on kesän aikana rakennettu niin uusi jalustatolppa kuin havaintosuojakin. Kellotapuliksi nimetty havaintosuoja on Antti Kuntsin käsialaa. Lisää tietoa kellotapulin rakentamisesta löytyy Antin omasta blogista. Loppukesästä havaintopaikalla oleva työmaaparakkikin remontoitiin sisältä täysin ja parakki on nyt oivassa kunnossa havaintokautta varten. Perähuoneeseen on saatu kerrossänky ja etuhuoneeseen keittiövälineitä ja suuri pöytä etäohjaustietokoneita varten.

Tolppaa rakentamassa

Uutta jalustatolppaa ei ole vielä valamisensa jälkeen käytetty, joten havaintoyö oli samalla tolpan ensivalo. Menomatkan aikana ehti pimeä jo yllättää ja perillä virittelin HEQ5 Pro -jalustapään sekä kuvauslaitteet tolpan päälle. Jalusta tuntui pysyvän paikallaan tukevasti. Olin kevyemmän kuvauskaluston kanssa liikenteessä. Kamerana käytin aiemmassa kirjoituksessa mainittua Canon EOS 450D -järkkäriä sekä 200/2.8L-objektiivia 1.4x-telejatkeen kanssa. Seuraavana vuorossa oli jalustan napasuuntaus. Onneksi tässäkin tietotekniikka tulee apuun. Kuntsin Antti on kovaa vauhtia koodannut AstroTortilla-nimistä mainiota aputyökalua tähtikuvaamiseen. Tortilla hyödyntää Astrometry-platesolvausohjelmistoa, jonka avulla taivaalta otetun kuvan koordinaatit voidaan tarkasti määrittää, jopa ilman mitään etukäteistietoa kuvasta. Tämän avulla moottoroidun jalustan goto-ominaisuuksia voidaan korjata ja samalla iteratiivisesti osoittaa jalusta tarkalleen haluttuun paikkaan. En ole malttanut pitää näppejäni erossa softan kehittämisestä, vaan koodasin pari viikkoa takaperin napasuuntausmoduulin AstroTortillaan. Napasuuntausavustin pystyy muutaman valokuvan ja kääntelyn perusteella määrittämään jalustan napasuuntausvirheen koon ja suunnan. Tämän perusteella jalusta on helppoa napasuunnata mahdollisimman nopeasti ja vaivattomasti oikein.

Tähtijoukko IC1396 sekä sitä ympäröivä vetysumu

Kun jalusta oli napasuunnattu ja kaikki kuvausvalmiudessa, oli aika siirtyä lämpimään työmaakoppiin etäohjaamaan jalustan luokse jätetty kuvausläppäriä. Aikanaan sain syvän taivaan valotukset pyörimään, ja kuvasinkin puolitoista tuntia tähtijoukkoa IC1396, jota ympäröi kaunis vetysumu. Kameran valottaessa visuaalihavaintojakin ehti tehdä, vaikka hyvin kostea sää pitikin taustataivaan suhteellisen kirkkaana. Kosteusprosentti pyöri koko yön 95% paikkeilla ja kaikki kuvausvälineet olivat hyvin nopeasti märkiä. Dewnot-huurrepannat olivat todellakin tarpeen. Jyri Lehtisen johdolla katselimme taivaalta kerhon Celestron C11 -kaukoputkella sekä vastikään M101-galaksissa syttynyttä supernovaa SN2011FE:tä että komeettaa C/2009 P1 (Garradd). Noin magnitudia 10 oleva supernova yllätti kirkkaudellaan, odotin paljon himmeämpää ilmestystä. Kirkkaan taustataivaan vuoksi itse emogalaksi M101 näkyi vain huonosti, mutta supernova oli selkeästi kirkkain tähti näkökentässä. Loppuvuoden aikana mahdollisesti jopa paljain silmin näkyväksi kirkastuva komeetta Garradd näytti myös komealta C11-putken lävitse. Tällä hetkellä Garraddin magnitudi on Seiichi Yoshidan mukaan noin 6,9.

Syksyn ensimmäinen kunnollinen havaintoyö oli kaikin puolin antoisa, vaikka käteen jäikin ”vain” yksi kuva ja pari visuaalihavaintoa. Päällimäiseksi jäi mieleen kuvauslaitteiden johdotukset, joita täytyy rankasti järkeistää. Tähän asti johdot ovat roikkuneet huolettomasti milloin missäkin, koska kuvaaminen on tapahtunut aina parvekkeelta. Komakallion uusi jalustatolppa on kuitenkin maastossa, joten varsinkaan talvella johdot eivät saisi roikkua lumihangessa asti. Kuvausläppärille täytyy myös hankkia kylmälaukku suojaksi, estämään kosteuden kertymistä läppärin pintaan kosteina öinä. Kaiken kaikkiaan hauskaa oli, toivottavasti pääsee ottamaan syksyn aikana useampaan kertaan uusiksi.

Hyviä havaintoöitä!