di Alessio Pariani
Dopo aver visto nel gruppo le foto di Alessio non ho potuto fare a meno di incuriosirmi tantissimo e chiedergli di condividere con noi la sua grande preparazione. Ecco il primo articolo sull’astrofotografia e, se avrete piacere, avrà anche un seguito. fatevi sentire nei commenti. [ Ugo B.]
Definizione: Astrofotografia è il termine che si utilizza comunemente per indicare qualsiasi tipo di fotografia notturna.
Credo che la più grande differenza tra l’astrofotografia e la fotografia tradizionale “diurna” consista non tanto nel fatto di fare foto di notte (una branca dell’astrofotografia del Sistema Solare comprende le riprese in alta risoluzione del Sole: si tratta quindi di astrofotografia nonostante sia diurna per forza di cose), quanto nel doversi affidare a una strumentazione che permetta di inseguire correttamente i soggetti da fotografare compensando il moto di rotazione terrestre.
Divido questa disciplina in 3 ambiti principali:
1. La Paesaggistica Notturna (in inglese “Nightscape”) è composta prevalentemente utilizzando più scatti per le diverse parti dell’immagine (scatti senza inseguimento per il soggetto in primo piano come montagne o edifici e scatti con inseguimento per il cielo, successivamente montati per ottenere un unico scatto) fatte normalmente con obiettivi grandangolari o super-grandangolari.
2. L’Astrofotografia Planetaria / del Sistema Solare / ad Alta Risoluzione è, come si evince dal nome, la tecnica base per la ripresa dei pianeti e del Sole.
Si caratterizza per le lunghissime focali (talmente lunghe che non vengono più espresse in mm ma in metri!!! Si parla tranquillamente anche di 8-10m di focale) e per una tecnica molto particolare: siccome i pianeti sono molto luminosi ma molto piccoli, la qualità delle immagini è fortemente influenzata dalle turbolenze atmosferiche (il cosiddetto Seeing è il peggior nemico dei planetaristi) ovvero dal movimento dell’aria calda che si sposta verso l’alto causando un tremolio ottico (immaginate di guardare sopra una candela accesa).
Per poter aggirare questo problema, come nella fotografia sportiva e wildlife, si utilizzano scatti brevissimi registrati in sequenza. Praticamente si registra un video del soggetto, poi via software si farà una scomposizione dei vari frame, una selezione dei migliori scatti (quelli che presentano più dettagli e che, quindi, sono stati meno influenzati dal seeing) e lo stacking di questi ultimi selezionati per ridurre il rumore.
3. L’Astrofotografia del Profondo Cielo / Deep Sky che, sostanzialmente, riprende tutto ciò che sta fuori dal Sistema Solare.
In questo ambito si possono sfruttare tutti i tipi di focale poiché c’è un’estrema varietà di soggetti delle dimensioni più svariate. Generalmente si tende a preferire focali maggiori di 100mm (sta spopolando letteralmente il Samyang 135mm f/2 per il suo rapporto qualità/prezzo) e difficilmente si sale oltre i 2000mm (maggiore la focale e maggiore deve essere il diametro per mantenere un rapporto focale sufficientemente veloce. Più grosso significa quasi sempre più costoso).
Questo è l’ambito che più preferisco e, praticamente, l’unico in cui mi diletto, quindi sarà l’unico che approfondirò da qui in poi.
IL PROFONDO CIELO
Come precedentemente detto, si definisce oggetto del profondo cielo (Deep Sky Object – DSO) un qualsiasi oggetto esterno al Sistema Solare. Questo tipo di oggetti di suddividono in diverse categorie di oggetti tra cui i principali sono:
1. Nebulose a emissione ovvero nubi di gas ionizzato e luminescente (principalmente Idrogeno e Ossigeno, ma anche Zolfo e Azoto in minima parte), sono agglomerati in costante compressione (per effetto dell’attrazione gravitazionale esercitata dai gas stessi) che spesso ospitano zone ad altissima densità in cui si formano nuove stelle.
2. Nebulose a riflessione sono composte non più da gas luminosi, ma da polveri (rocce, ghiaccio, ecc.) che riflettono la luce di una stella relativamente vicina.
3. Nebulose oscure come suggerito dal nome, queste nebulose sono composte da polveri non illuminate in alcun modo (o lo sono molto debolmente) che si notano in una foto per formare macchie scure che nascondono il tappeto di stelle della nostra Galassia.
4. Nebulose planetarie sono piccole nebulose a emissione formatesi dopo l’implosione di una piccola stella. Sono generalmente di dimensioni molto contenute e rappresentano il futuro del nostro Sistema Solare dopo l’implosione del Sole.
5. Resti di supernova come per le planetarie, queste nebulose di sono generate al momento della fine del ciclo vitale di una stella. A differenza di queste ultime, la stella in questione era più massiccia e ha dato origine al fenomeno della Supernova (invece di collassare su se stessa, la stella è esplosa espellendo violentemente una nube di gas in rapida espansione.
6. Ammassi stellari globulari o aperti sono degli agglomerati di stelle molto vicine tra loro che si sono concentrate per effetto della reciproca attrazione gravitazionale.
7. Galassie sono tra gli oggetti più lontani fotografabili con una strumentazione amatoriale e sono gli unici tra quelli qui elencati a stare fuori dalla Via Lattea (la nostra galassia).
Aggiungo qui sotto una carrellata di foto con descrizione di alcuni DSO. Le aree con colori diffusi sono sempre Nebulose a Emissione (salvo aloni colorati intorno alle stelle o Galassie) in cui si possono distinguere in azzurro l’ossigeno ionizzato (OIII – leggi “Ossigeno terzo”) e l’idrogeno (per la precisione “Idrogeno alfa”) in rosso o in giallo in base alla palette di colori prescelta per la foto finale.
LA TECNICA FOTOGRAFICA
Per la ripresa dei DSO è fondamentale l’uso di scatti a lunga o lunghissima esposizione ma, siccome la Terra ruota su se stessa, allungare i tempi significa avere le stelle strisciate in pochi secondi.
La soluzione del problema è l’utilizzo di un motore che faccia ruotare la strumentazione fotografica nel verso contrario.
Un astroinseguitore (Skytracker) o una montatura equatoriale fanno proprio questo. Una volta allineati al Polo Nord Celeste (vicino alla stella Polare), replicano la rotazione terrestre nel verso opposto permettendo così di allungare gli scatti fino a qualche minuto.
I vantaggi di una montatura equatoriale sono molteplici:
• Portata: un astroiseguitore ha una portata massima che difficilemente supera i 5kg (non sembra, ma la fotocamera e un obiettivo con una buona apertura arrivano facilmente a un paio di chili, escludendo già i modelli di fascia più economica) mentre la montatura equatoriale più scarsa ha portata di 5,5kg
• Motorizzazione su due assi fondamentale per un puntamento preciso e per un inseguimento avanzato con sistemi di autoguida (una piccola telecamera che prende una stella come riferimento e manda alla montatura gli impulsi necessari alla correzione di eventuali imprecisioni di inseguimento)
• Puntamento automatico dei DSO scegliendo semplicemente il numero di catalogo dopo aver fornito alla montatura almeno un punto di riferimento (con lunghe focali è estremamente difficile puntare un qualcosa che non si vede nemmeno con il live view della fotocamera).
Una volta allungati i tempi di esposizione e visto il DSO, ci si accorge che il singolo scatto è strapieno di rumore dovuto a vari fattori tra cui il surriscaldamento del sensore durante la ripresa lunga, gli alti ISO necessari per intensificare il segnale e, più di tutti, la scarsità del segnale.
Nonostante la lunga esposizione, i soggetti del profondo cielo sono molto poco luminosi e sappiamo tutti benissimo quanto vengano rumorose le foto quando la luce è scarsa.
Il modo più valido per ridurre il rumore o, meglio, per aumentare il rapporto Segnale/Rumore è utilizzare la tecnica dello Stacking, ovvero l’impilamento di più foto uguali.
Siccome il rumore compare in modo casuale nell’immagine, facendo una media matematica degli scatti il rumore si attenua e lo scatto finale (il Master Light) si ripulisce. Più scatti si sommano e più il metodo è efficace, come una statistica è più valida se il campione considerato è molto ampio. Si può vedere qui sotto il confronto tra un singolo scatto da 20 minuti sulla nebulosa Pellicano e un Master Light composto da 9 scatti da 20 minuti (3h di integrazione)
Esistono molte altre complicazioni e tecniche per contenere il rumore ed esaltare il segnale, ma per questa volta non vi tedierò oltre con tecnicismi.
INQUINAMENTO LUMINOSO
La peggiore piaga in assoluto per chi vuole praticare Astrofotografia di qualsiasi tipo è sicuramente l’inquinamento luminoso (da qui in poi abbreviato in IL).
L’IL è un fenomeno causato dalla scorretta installazione dell’illuminazione pubblica o privata o dall’installazione di impianti di illuminazione non schermati. In entrambi i casi, parte della luce prodotta dalle lampade viene diretta verso l’alto, nella maggior parte dei casi inutilmente e, qualora fosse ritenuto utile dai più (illuminazione dal basso di monumenti), quest’utilità è sicuramente discutibile in periodi di bassa stagione turistica e in ogni caso dopo una cert’ora della notte.
È spesso vero, purtroppo, che le leggi regionali (non esiste una legge univoca a livello nazionale in tema di IL) non sono rispettate dalla stessa pubblica amministrazione che continua a installare lampioni o altri impianti di illuminazione ormai fuori norma da anni (non si capisce nemmeno come possano ancora essere in commercio, tra l’altro!).
Gli impianti di illuminazione sono spesso in sovrannumero e presenti anche in punti in cui l’illuminazione è praticamente inutile.
Per far capire bene l’entità del problema, ho fatto un test per confrontare un cielo inquinato da uno pulito di montagna. Entrambi gli scatti sono stati fatti verso la mezzanotte, a distanza di 24h uno dall’altro, con la stessa strumentazione e le stesse impostazioni di scatto puntando allo zenit.
Un piccolo indizio: l’immagine di destra è fatta dal mio cortile di casa con le altre abitazioni attorno. Quello in mezzo è il cielo.
Nota tecnica: Alessio fotografa le stelle con AST-8300 X . E’ un sensore CCD (non CMOS) con sistema di raffreddamento del sensore tramite cella di peltier (a temperatura più bassa si ottiene molto meno rumore), ruota portafiltri e mini pc per il controllo del resto della strumentazione.
Alessio Pariani