W otchłani Wszeświata

Kolejnym krokiem po lustrzance cyfrowej jest chłodzona kamera CCD. Eksperci używają kamer monochromatycznych i filtrów kolorowych.

Chociaż są astrofotografowie, którzy robią piękne zdjęcia głębokiego nieba za pomocą niechłodzonych lustrzanek cyfrowych, to wyspecjalizowani astrofotografowie sięgają po chłodzone kamery CCD, by uniknąć negatywnych właściwości lustrzanek cyfrowych, takich jak np. niekorzystny stosunek sygnału do szumu. Przy odrobinie doświadczenia można wykonywać wtedy efektowne zdjęcia.

Małym krokiem od lustrzanki cyfrowej do chłodzonej kamery CCD byłby wybór takiej z chipem czułym na kolory: zachowujemy zaletę DSLR w postaci zapisywania obrazu kolorowego na pojedynczym zdjęciu, natomiast unikamy jej wad, czyli szumów niechłodzonej kamery. Mimo to, wielu fotografów głębokiego nieba woli korzystać z chłodzonej kamery CCD z sensorem monochromatycznym, ponieważ jest ona znacznie bardziej uniwersalna – a w większości przypadków chipy monochromatyczne mają również wyższą czułość niż sensory kolorowe.

Porównanie zdjęć mgławicy Koński Łeb (Barnard 33, IC 434) z trzema różnymi filtrami Hα o różnej szerokości pasma transmisji:

Zdjęcia mają ten sam czas ekspozycji i zostały poddane identycznej obróbce. Wyraźnie widać, że wraz z malejącą szerokością połówkową, blokowany są coraz większy zakres światła gwiazd (ciągłego). Niestety, wraz z zawężaniem pasma transmisji rosną również wymagania produkcyjne, a wraz z nimi cena tego typu filtrów.

Chipy monochromatyczne wymagają co prawda w celu uzyskania zdjęcia kolorowego, wykonania (co najmniej) trzech ekspozycji przez odpowiednie filtry: czerwony, zielony i niebieski, ale pozwalają na zastosowanie dodatkowych filtrów (na przykład wąskopasmowych i liniowych. Wymaga to funkcjonalności zmiany filtrów: suwaka filtrowego lub zmotoryzowanego koła filtrowego, sterowanego poprzez oprogramowanie do rejestrowania obrazu.

Wytrawni fotografowie głębokiego nieba, którzy specjalizują się na przykład w gwiazdach podwójnych lub mgławicach planetarnych, przy wyborze optyki będą kierować się specjalistycznymi wymaganiami: dla tych bardzo małych obiektów niebieskich zastosowanie ogniskowych od 2000 do 3000 mm jest jak najbardziej celowe. Do astrofotografii tego typu obiektów służą zoptymalizowane układy optyczne w konstrukcji Ritchey-Chrétien lub Cassegrain. Do fotografowania słabych mgławic stosuje się natomiast teleskopy o krótszych ogniskowych, często jedynie między 500 a 1500 mm. Dla tych obiektów zaleca się stosowanie krótkoogniskowej, ale jasnej optyki o dużej aperturze. Teleskopy te są w stanie oświetlić pole obrazu o rozmiarach (co najmniej) chipa pełnoformatowego. Szczególnie w zakresie astrografów o dużych aperturach i odpowiednich polach obrazu istenieje wiele wyspecjalizowanych modeli, których koszt może sięgać przedziału cenowego małego samochodu.

Naprawdę stabilny montaż na odpowiednim statywie lub na kolumnie, oraz niezawodny autoguider są niezbędne w ambitnej fotografii głębokiego nieba. W końcu nie ma nic gorszego, jak uświadomienie sobie pod koniec długiej, pogodnej nocy, że gwiazdy na długoczasowych ekspozycjach nie są punktowe, ponieważ montaż nie pracował optymalnie, nie był wystarczająco dokładnie ustawiony na biegun, czy nie był odpowiednio stabilny, by wytrzymać nocne podmuchy wiatru.

Filtry i ich zastosowanie

Filtry Hα
Wiele mgławic emisyjnych pokazuje wyraźnie swoją strukturę dopiero po zastoswaniu filtra Hα. Te filtry pomagają zablokować szerokie części widma światła, dzięki czemu słabe promieniowanie mgławicy w pasmie Hα (długość fali 656 nm) staje się bardziej kontrastowe i lepiej widoczne. Efekt zastosowania takiego filtra zależy od szerokości transmisji: im węższa przepustowość filtra (im im dokładniej jest on zoptymalizowany dla konkretnej długości fali), tym większy może być widoczny efekt.

Filtry OIII
Te filtry bardzo dobrze nadają się do fotografowania większości mgławic planetarnych i pozostałości supernowych, ponieważ redukują światło gwiazd o dwie magnitudo i znacznie zwiększają kontrast między mgławicą a tłem nieba. Regiony zewnętrzne także często stają się bardziej szczegółowe niż w przypadku fotografii bez filtra. Linie widmowe podwójnie zjonizowanego tlenu mają długość fali 496 nm i 501 nm; dlatego typowe filtry OIII mają z reguły szerokość transmisji od 6 do 12 nm w zakresie od 494 do 506 nm.

Filtry SII
Filtry te, które są także przezroczyste w zakresie czerwonych linii widmowych, nadają się również do fotografowania mgławic emisyjnych. W połączeniu z filtrami OIII i Hα, filtry SII są tradycyjnie wykorzystywane do obrazowania obszarów mgławicowych w fałszywych barwach. Linia widmowa pojedynczo zjonizowanej siarki ma długość fali 672 nm; typowe filtry SII mają z reguły szerokość transmisji od 6 do 12 nanometrów w z tą linią pośrodku.

Filtry Hβ
W przeciwieństwie do filtrów Hα, filtry Hβ są przezroczyste w zakresie światła niebieskiego. Nadają sie one do fotografowania niektórych mgławic emisyjnych, gdyż nie wszystkie takie obszary mgławicowe silnie świecą w zakresie OIII. W niektórych przypadkach filtry Hβ są przez to bardziej odpowiednie do obrazowania w falszywych barwach. Linia widmowa wodoru Hβ ma długość fali 486 nm; typowe filtry Hβ mają z reguły szerokość transmisji od 8 do 12 nm z tą linią pośrodku.

Aby móc robić kolorowe zdjęcia chłodzoną kamerą monochromatyczną CCD, niezbędne jest, jak wspomniano powyżej, zastosowanie filtrów kolorowych i/lub filtrów wąskopasmowych: klasyczny zestaw obejmujący filtr czerwony, zielony i niebieski jest zwykle punktem wyjścia do wykonywania kolorowych zdjęć obiektów niebieskich. Jednak aby wydobyć specyficzne detale niektórych obiektów, przydatne są różne filtry wąskopasmowe lub liniowe. Poszczególne zdjęcia wykonane przez różne filtry mogą być przypisane do poszczególnych kanałów barwnych zdjęcia podczas późniejszej obróbki obrazu, i z różnych czarno-białych obrazów w określonej długości fal powstaje żywe, kolorowe zdjęcie. Ponieważ w przypadku fotografii głębokiego nieba nierzadko stosuje się kilkugodzinne czasy naświetlania, zawsze warto wziąć ze sobą lornetkę, by "spacerować" po rozgwieżdżonym niebie, podczas gdy teleskop i kamera wykonują serię ekspozycji.

Autor: Ullrich Dittler / Licencja: Oculum-Verlag GmbH