L'estiu, el maleït estiu

Aquest blog és un monòleg, i jo deteste els monòlegs. Odie fer-los i odie que me'ls infligisquen. Per això havia pensat tancar-lo o simplement abandonar-lo. Però, ben mirat, hi puc veure un complement per a la llibreta on prenc les notes sobre les sessions d'astronomia que faig, i en aquest sentit pot tindre una utilitat. Què hi farem! Per als qui fan bones fotos astronòmiques, les meues tenen un interès nul; i per als qui no es dediquen a l'astronomia, totes aquestes explicacions deuen semblar un seguit de rapsòdies inintel·ligibles sobre tecnicismes per a friquis. Tant fa. D'ací cent anys, tots calbos.

 He llegit en diverses ocasions, i he sentit a dir en directe, que l'estiu és un moment ideal per a fer astronomia observacional o fotogràfica. No hi puc estar més en desacord. Vages on vages, i fins i tot si ho fas des de casa, et perseguiran els mosquits i tota mena de bestioles incòmodes o perilloses (m'esgarrifen les fotos d'escorpins que cada estiu fan al CAAT els meus col·legues); les suades immundes de carregar, descarregar, muntar, desmuntar i guardar l'equip m'han dissuadit moltes nits clares de juliol i d'agost; i, finalment, hi ha tan poques hores de foscor (sobretot entre juny i juliol) que tot plegat sembla un treball de Sísif. Així i tot, des que tinc telescopi sempre hi ha algun dia estiuenc en què l'afició i els reptes poden més que l'instint de comoditat.

Des de finals de la primavera, hem vist cada vegada millor una bonica alineació entre Saturn i Júpiter, primer a la matinada, i després cada vegada més d'hora, fins al punt que ara es poden veure ja des que es fa fosc, cap a les 9 del vespre. Podria haver assajat de fotografiar-los moltes ocasions, moltíssimes, però enguany tenia altres prioritats, espines clavades que esmentaré de seguida, i només he dedicat a aquests planetes un parell de sessions fotogràfiques. Una llàstima, perquè hi ha hagut dies que la combinació amb la Lluna donava un ritme molt bonic al cel: d'esquerra a dreta, i de menor visibilitat a major, eren (i són) una imatge realment bonica. D'aquelles dues sessions, només em serveixen les fotos de la del 19 d'agost, que tot i un problema d'enfocament no estan gens malament per a no perdre el costum de la fotografia planetària.

Foios, 19.08.2020
Newton 200/1000 f/5, EQ6-R, ZWO ASI 174-MC Cool
Vídeo de 2' Sharpcap, apilat amb RegiStax i processat amb Photoshop

Aquella mateixa nit, i després dels planetes, vaig demanar-li al GoTo que enfocara Messier 57 (M57 o nebulosa de l'Anell). I la posada en estació devia ser perfecta, perquè a la primera ja em va traure l'objecte centrat just al mig del visor de la càmera. M57 és una nebulosa planetària (el resultat de la mort d'un estel semblant al sol, que expulsa les capes superficials de la seua massa, incandescents, i emeten en diverses longituds d'ona, inclosa la llum visible). Es troba a 2.300 anys de la terra, i l'anell que li dona nom s'expandeix a uns 25 km/s. Per sensibilitat i qualitat d'imatge, vaig fer les fotos amb la Canon EOS 6D, però hauria d'haver-les fet amb la 450D modificada, ja que no té el filtre d'infraroig i s'haurien vist més detalls. Crec que era la primera vegada, o una de les primeres vegades, que deixava tots els aparells fent la seua faena i me n'abaixava a dormir. El resultat, en una primera versió, no està gens malament.

Foios, 19.08.2020
Newton 200/1000 f/5, EQ6-R, Canon EOS 6D
2h 55' 15'' d'exposició
DSS, PixInsight LE, PS

M57 té una magnitud aparent de 9,7, és a dir, que és molt tènue. Fotografiar-la des d'un entorn saturat de contaminació lumínica com el de l'àrea metropolitana de València té el seu mèrit, sobretot a l'hora d'eliminar aquesta contaminació de la foto. Però no es difícil, perquè és un objecte molt compacte i la càmera el veu. Però hi ha objectes en què això no és possible, i que fins i tot en un cel decent són difícils de distingir, tal com és el cas de M33, la galàxia del Triangle. Ja m'havia costat fer-la a Casinos, on em va eixir tallada, i en altres intents ni tan sols no la veia. Però després de diversos intents aparentment fracassats vaig arribar a la conclusió que en preses individuals no arribaria a veure-la, especialment en aquest cel contaminat, sinó que emergiria de la suma de moltes fotos. Això significava que per a centrar-la hauria de guiar-me pels estels dels voltants, vistos en un planetari com ara Stellarium. I amb aquesta premissa vaig muntar l'equip amb la idea de dedicar-hi més d'una nit. En van ser tres, entre el 20 i el 23 d'agost. La primera i la segona van donar fotos amb M33 centrada, però la sessió central no vaig ser capaç d'identificar els estels que m'havien de servir de referència. En total vaig poder arribar a sumar 420 minuts d'exposició, molt ben enfocada amb la màscara Bàhtinov que em vaig fer artesanalment amb una caixa de cartó. La versió provisional d'aquesta meua primera M33 sencera no està malament.

Foios, 21-23.08.2020
Newton 200/1000 f/5, EQ6-R, Canon EOS 6D
7h 5' 50'' d'exposició
DSS, PixInsight LE, PS

M33 és una galàxia espiral situada a uns 2,8 milions d'anys llum. El seu volum d'estels sembla ser la meitat del de la Via Làctia, i forma part del Grup Local, juntament amb la nostra galàxia i la d'Andròmeda (M31). Per tant, forma part del nostre veïnat galàctic. Per això li tenia tantes ganes, tantes com en el seu moment a M31. Ara em queden altres deutes pendents, com ara M63 o galàxia del Gira-sol.

En qualsevol cas, aquesta foto de M33 confirma un parell de coses: que paga la pena dedicar tota la nit (i més d'una) a un sol objecte, i que l'astrofotografia de cel profund també és possible des de cels urbans, per bé que amb més dificultats.

Astrofoto de cel profund

Si l'avaria del maquinari em va frustrar la tardor de 2019, i la meteorologia adversa va fer el mateix amb l'hivern 2019-2020, la COVID-19 ens ha arrabassat de manera inesperada i depriment la primavera d'enguany. Enfront d'això, poc es pot fer. Tornar-hi, amb la humilitat de qui sap que certes coses no estan en les seues mans, tornar-hi com es puga i quan es puga. I això fem. Aquesta és una afició tècnicament difícil, econòmicament ruïnosa, personalment dura (calor, mosquits i poc temps de foscor, a l'estiu; fred inhòspit a l'hivern; només es pot practicat quan precisament ja estàs cansat de tota la resta del dia), capritxosament atzarosa perquè depens de la meteorologia i de la fase en què es troba la Lluna, que amb el seu resplendor ho tapa quasi tot. Per tot això, demana un exercici constant de paciència budista. Però deixem estar aquestes queixes i anem al tema.

Abans de posar-m'hi seriosament i amb perseverança, tenia una idea molt errònia de com es practica la fotografia astronòmica. Em pensava que consistia a arribar allà, plantar el telescopi més o menys bé, apuntar i disparar; potser amb alguna especificitat, com ara fent una exposició més llarga del que és habitual, potser emprant la màxima sensibilitat ISO de la càmera, però en essència m'ho imaginava tal com és la fotografia diürna. És a dir: apuntar, disparar, i després Photoshop. Però estava molt equivocat.

Primer de tot, hem de saber que quan fem astrofoto de cel profund (és a dir, de tot el que està més enllà del Sistema Solar) aspirem a fotografiar objectes molt llunyans i molt tènues, la majoria dels quals no podem veure a ull nu, i que al telescopi poques vegades podem veure com alguna cosa més que taques borroses i tènues en colors grisencs (nebuloses, galàxies), boletes més o menys definides (cúmuls globulars) i grups solts d'estels (cúmuls oberts). Per tant, necessitem acumular molts fotons, tants com siga possible i sempre en el mateix enquadrament. Com es fa això?

Si arribem allà, instal·lem la maquinària (un altre dia parlarem d'això), apuntem i fem la foto, el resultat és generalment un cagarro. Encara que l'exposició siga relativament llarga (30 segons, posem per cas, que per als fotògrafs diürns és una eternitat), no obtindrem molt més que una imatge decebedora, amb molt poc senyal i emporcada de moltíssim soroll. Tal com podeu imaginar, "senyal" significa ací la imatge pròpiament dita, neta, de l'objecte que ens interessa, i "soroll" són totes les distorsions que impedeixen veure una imatge neta. I amb una solitària fotografia no anem enlloc: el que s'hauria de veure, es veu poc, i el que no hauria d'aparèixer, hi predomina. És el famós factor SNR, la relació senyal-soroll, que hem de millorar augmentant la primera i reduint el el segon. I aquesta és la dificultat.

La resposta és: fer tantes exposicions com es puga, tan llargues com es puga, i després apilar-les i restar-hi les preses de calibratge (és a dir, preses que recullen les diverses formes de soroll). Però cal no exagerar, perquè a mesura que entren fotons de l'objecte també s'acumula el soroll, de manera que per a cada objecte cal trobar el temps d'exposició òptim segons les característiques de la càmera, el nivell de contaminació lumínica i la magnitud relativa de l'objecte. I això només se sap fent provatures.

Una vegada n'hem fet suficients, cal fer les de calibratge. Aquestes poden ser de diversos tipus: darks, quan es fan a la mateixa temperatura de sensor que les d'imatge (lights), amb el mateix temps d'exposició i la mateixa sensibilitat (ISO en les càmeres rèflex, guany en les CCD), però amb el tub tapat; tenen la funció d'eliminar el soroll d'origen tèrmic. Bias, a fosques també però amb l'exposició mínima possible, per a eliminar el soroll induït pels defectes del sensor. I flats, les úniques que necessàriament s'han de fer in situ (tret que ho pugues deixar tot intacte i guardat al mateix lloc on has fet les lights), per a corregir defectes d'origen òptic (pols als espills, aberracions de les lents, etc.).

Quan tenim organitzat tot el paquet d'imatges amb les fotos i les preses de calibratge, el pas següent és apilar-les. Els programes específicament d'astrofotografia actuals estan preparats per a aquesta complexíssima feina, a través de diversos passos. Creen un resultat master de cadascun dels tipus, i a la suma de fotografies de l'objecte li resten les de calibratge. El resultat és la imatge apilada, un fitxer de gran quantitat de megabytes amb moltíssima informació. Amb aquest fitxer, generalment molt fosc i ple d'artefactes resultants de l'apilament, comença la tercera fase: el revelat, processament o edició, que sembla una mena de treball arqueològic, tècnicament molt complex i creatiu, que traurà a la superfície els objectes amagats en el fitxer apilat. Ho explicaré amb exemples visuals.

Això és M20 (Messier 20), una sola presa de 180'' d'exposició ininterrompuda. Què hi veiem? L'objecte, sí, però enfonsat en una mar de claror i de píxels erronis (soroll), i amb vinyetatge als cantons. SNR (relació senyal/soroll) molt baixa, una foto molt sorollosa. Baix cap a l'esquerra es pot veure M21, un cúmul obert que trobareu també al final d'aquesta entrada.

Quan n'hem fet unes quantes com aquesta (30, en el meu cas), tapem el tub del telescopi i, amb les mateixes característiques que aquestes (sensibilitat ISO, exposició i temperatura ambiental), en fem almenys 15 o 20. El resultat són els darks, preses negres que serveixen per a substraure el soroll de temperatura (que nosaltres, en els darks mateixos, no veiem). En el meu cas, vaig poder aprofitar darks que tenia guardats i classificats per temperatures, com aquest:

Tan foscos i aparentment buits com els bias, que també tinc guardats i enllaunats. Allí mateix, després de totes aquestes preses, fem els flats, en què tapem el tub amb una superfície translúcida monòcroma neutra (en el meu cas, una samarreta blanca), el sotmetem a una llum uniforme i situem la càmera en mode Av, perquè decidisca ella el temps d'exposició. Amb aquestes preses pàl·lides aconseguirem restar dels lights el soroll procedent de l'òptica emprada.

A casa, en un altre moment, li donem al programa d'apilament tot el paquet d'imatges, ordenadament. En el meu cas, un programari lliure i obert, DeepSkyStacker (DSS). El que fa aquest programari, com hem dit, és sumar senyal i restar soroll, i el resultat sol ser una imatge aparentment bruta, crua:

El que ve després és un procés complex: el trencaclosques de revelatge o edició, per al qual hi ha des de programari lliure i modest com ara el SiriL fins a la joia de la corona, el prestigiós i complicadíssim PixInsight de Peiades Astrophoto (desenvolupat en part per valencians com Vicent Peris), passant per programes comercials més accessibles com ara l'excel·lent StarTools). Personalment treballe amb aquest i amb una versió antiga, ara gratuïta i difícil de trobar, del programari de Pleiades, Pixinsight LE (encara més complicat que la versió comercial actual). Comences el revelatge enfrontant-te a una imatge quasi negra, inicialment un embull de foscor.

I aleshores pots passar-te hores i dies escarbant en aquesta foto enigma, aplicant-li processos i algorismes, estirant l'histograma i modificant les corbes de tots els canals, fins que arribes a un resultat més enllà del qual sembla que no pots anar. I llavors és quan tens la teua imatge (que en alguns casos, si l'has processat amb Pix LE, potser voldràs passar després per Photoshop per donar-li una última passada de contrast, color, etc.).

M20
Casinos, 20-21.06.2020
Newton 200/1000 f/5, autoguiatge Omegon 50 mm + QHY5L-II
Canon EOS 6D sense modificar
90' 12'' exposició
DeepSkyStacker, PixInsight LE

Aquesta última Lluna nova he pogut fer tres objectes Messier: M20, que acabeu de veure, M21 i M101, la bella galàxia del Molinet, a 20-27 milions d'anys-llum. Ací van les versions provisionals:

M21
Casinos, 20-21.06.2020
Newton 200/1000 f/5, autoguiatge Omegon 50 mm + QHY5L-II
Canon EOS 6D sense modificar
15' 02'' exposició
DeepSkyStacker, PixInsight LE

M101
Casinos, 13-14.06.2020
Newton 200/1000 f/5, autoguiatge Omegon 50 mm + QHY5L-II
Canon EOS 6D sense modificar
70' 18'' exposició
DeepSkyStacker, PixInsight LE

El retorn, 3: rehabilitació i manteniment

L'astrofoto és una inversió a llarg termini. Quan creus que ja has desenvolupat les habilitats necessàries, una nova etapa de sequera et fa tornar a l'estadi anterior d'imperícia matussera. Si et dediques a alguna cosa que no siga la fotografia planetària (és a dir, si fas el que s'anomena cel profund), durant almenys dues setmanes al mes no pots fer res perquè la Lluna està en fase creixent o plena. De les dues setmanes restants, has de tindre la sort que no faça mal temps, que no hi haja núvols, que no hi haja vent, que la humitat ambiental siga preferiblement baixa, que tot això passe en cap de setmana, que aquell cap de setmana no tingues altres compromisos vespertins o nocturns, que et trobes físicament i mentalment descansat (he comprovat en mil ocasions que el cansament és enemic mortal de l'astronomia recreativa)... La quantitat de factors en joc és tan exasperant que resulta molt difícil, lent i penós consolidar habilitats i ampliar coneixements. Per això puc afirmar que aquesta dedicació m'ha ensenyat moltes coses que no són ciència. M'ha ensenyat a mirar d'una altra manera, perquè el que veus per l'ocular del telescopi és tan tènue, tan petit i tan desproveït de colors que t'acostumes a posar en joc la visió perifèrica i desenvolupes la sensibilitat visual. M'ha ensenyat també a tindre paciència i constància, dues virtuts en les quals l'astrofotografia et converteix en un mestre zen (si no et cremes abans, és clar). I m'ha ensenyat que un valor i un propòsit són el contrapès perfecte de l'absurd, que quan els tens no mires pèl i aprens el que és el sacrifici incondicional a tots els nivells.

Aquesta darrera Lluna nova hi ha hagut unes poques nits esplèndides per a fer astrofoto. Els meus col·legues de l'associació, de fet, van fer trobades molt reeixides de telescopis a Setaigües i al CAAT (Aras de los Olmos). La mala sort va fer que aquells dos dies coincidiren amb diverses circumstàncies que em van fer impossible d'acudir-hi. Em vaig haver de conformar a fer pràctiques al terrat de casa, en plena zona saturada de contaminació lumínica urbana. Això fa que només em resulten accessibles els objectes més brillants, perquè els més tènues queden esborrats per la pol·lució horrorosa de fotons malbaratats que ens envolta. Com a bon principiant, vaig decidir continuar amb la llista de Messier, i em vaig dedicar a M42 (la nebulosa d'Orió), M47 i M48. Vaig perdre una nit quasi sencera tornant a aprendre l'alineació sense oculars, feta directament amb càmeres, que és una manera d'evitar la incomoditat de tornar a enfocar després de substituir l'ocular per la càmera. I el temps de foscor, a mesura que s'acosta l'estiu, esdevé cada vegada més preciós... Amb M42, l'equipament va llançar a perdre tots els meus esforços, perquè es va canviar la sensibilitat ISO de la càmera Canon 550D sense intervenció meua. El resultat van ser fotos directament cremades. Una nit perduda.

Amb M47 i M48, fetes amb la Canon 6D, les coses van anar millor. Són dos cúmuls oberts (és a dir, amb forma dispersa i formats per estels majoritàriament joves i calents), situats a uns 2.000 anys llum. No són tan bonics ni tan espectaculars com els cúmuls globulars, tipus M3, M5 o M13, per exemple, però tenen la seua gràcia. Els vaig fotografiar en dues nits successives en què vaig deixar mig telescopi muntat i tapat al terrat durant tot el dia, per a estalviar-me la llanda de traginar totes les coses amunt i avall (o avall i amunt). En tots dos casos vaig emprar el Mak (Maksútov-Cassegrain), un tub comodíssim de transportar, extremament compacte i que, a causa de la distància focal tan llarga (1.500 mm), augmenta molt els objectes, té un camp més reduït i és menys lluminós que el Hulk (newton 200/1000). Això últim és important, perquè és cert que demana exposicions més llargues, però com que és menys de la meitat de lluminós que el reflector també s'hi cola menys contaminació lumínica.

Els cúmuls, sobretot els oberts, són pràcticament l'EGB de l'astrofoto. Són més fàcils que la resta d'objectes, i amb una mica d'habilitat enfocant ja et són agraïts. Però d'alguna manera s'han de recuperar habilitats i s'ha de fer manteniment. I, al cap i a la fi, el catàleg Messier s'ha de fer tot, abans de passar a la caça major. Doncs això. Ara veurem si la pròxima Lluna nova ens respecta o ens puteja. Si hi ha sort, podria passar al terreny de les galàxies, que és més difícil però provoca emocions més intenses.

Pose ací els dos cúmuls de la setmana passada, primer en format més modest, perquè càpiguen les fotos senceres a la pantalla, i més avall amb la grandària original. En aquest darrer format es poden percebre alguns problemes de seguiment: l'autoguiatge va detectar canvis en l'alineació polar, com a resultat de les 24 hores de canvis de temperatura ambiental. Així i tot, el resultat és suficient.

Messier 47 (M47)
Foios, 26.02.2020
Maksútov-Cassegrain 150/1800 f/12, EQ6-R
Autoguiatge Omegon 50/230, QHY5-L-II M, ST-4
Canon EOS 6D sense modificar
80 minuts integrats en total (16 x 300")
DeepSkyStacker, StarTools, Photoshop

M48
Foios, 27.02.2020
Maksútov-Cassegrain 150/1800 f/12, EQ6-R
Autoguiatge Omegon 50/230, QHY5-L-II M, ST-4
Canon EOS 6D sense modificar
75' d'integració (15 x 300")
DeepSkyStacker, StarTools, GIMP

Amb la mida original:

El retorn, 2: autoguiatge assolit

Vaig pensar: "He sigut capaç de reparar l'ordinador petit per a emprar-lo en astrofotografia, he sigut capaç de reparar la muntura... i no seré capaç d'instal·lar l'autoguiatge per a poder fer exposicions més llargues??" En un vídeo de Dylan O'Donnell vaig veure que el que per a mi era una sospita era una realitat comprovada empíricament: no és el mateix apilar moltes preses breus que poques però molt llargues. No és el mateix fer 10 preses de 30 segons que una de 5 minuts, perquè la relació senyal/soroll és menor com més llargues són les preses. El senyal que guarda el sensor de la càmera (la quantitat de fotons acumulats) augmenta amb la durada de les preses, i el resultat final predomina per sobre del soroll, especialment si la càmera redueix el soroll tèrmic gràcies a la refrigeració. Les proves són incontestables:

De manera que em vaig clavar al cap el propòsit de posar en marxa l'autoguiatge, que és l'única manera de fer exposicions llargues. Amb una bona orientació i posada en estació, la muntura aguanta exposicions de fins a 30", però com més t'allunyes d'aquesta durada, més imperfeccions mecàniques de seguiment s'acumulen.

L'autoguiatge és un sistema que, resumit de manera telegràfica, consisteix a seguir el moviment de la muntura amb l'ordinador, de manera que a través d'aquest (directament o indirecta) s'envien a la muntura les correccions necessàries per a mantenir un seguiment tan perfecte com siga possible. Això s'aconsegueix convertint el cercador (que es posa en paral·lel al tub principal) en tub guia, connectat a una petita càmera CCD que enfoca un estel i que constantment serveix a l'ordinador per a mesurar la desviació i ordenar a la muntura moviments minúsculs de correcció.

En qualsevol cas, des que vaig reparar la muntura AVX vaig estar fent provatures d'autoguiatge amb el programari PHD2 i no hi hagué manera de fer-ho funcionar. Hi ha dos tipus d'autoguiatge: amb connexió muntura-comandament-ordinador (ASCOM guiding, també anomenat pulse guiding) o bé amb connexió càmera-ordinador/càmera-muntura (ST-4 guiding). Diverses fonts deien que el primer era millor, i és el que vaig intentar al principi, tossudament, però sense resultats. Fins que vaig provar amb el segon, i... eureka! Tenia muntat el telescopi petit, ja equilibrat i tot, tot i que és el menys lluminós, però no era qüestió de fer canvis; l'excitació es va apoderar de mi i vaig començar a experimentar amb l'objecte per excel·lència dels aficionats novells: M42, la nebulosa d'Orió. Primer una presa d'un minut sencer, i els estels es mantenien sense estiraments ni deformacions; després una de dos minuts, una de tres, una de quatre... Fins que vaig arribar a una presa de 300 segons seguits, els mítics 5 minuts amb el diafragma obert sense parar... Vaig veure que el resultat era acceptable, i vaig pensar que, tot i l'hora que era, pagava la pena continuar endavant i fer tantes preses com fóra possible (tenint en compte que després n'hauria de fer de calibratge, algunes de les quals han de ser tan llargues com les fotografies, i gairebé tan abundants).

He de dir, tal com ja vaig escriure ací, que el primer objecte de cel profund que vaig fotografiar, fa quasi un any, era precisament M42, en una foto d'interès nul però que sempre tindrà per a mi un gran valor sentimental:

Però ara que comence a dominar el material i faig les meues primeres provatures de guiatge computeritzat, em sembla que sóc un aficionat més competent:

Foios, 26-27.12.2019
Maksútov-Cassegrain 150/1800 f/12, AVX
Autoguiatge Omegon 50/230, QHY5-L-II M, ST-4
Canon EOS 6D sense modificar
12 x 300", 14 darks, 17 flats, 18 bias
DeepSkyStacker, Pixinsight 1.0 LE; Photoshop

No crec que siga capaç d'expressar amb paraules l'emoció que vaig sentir després d'apilar les 12 fotografies de 5' i, sobretot, després d'estirar l'histograma amb el Pixinsight LE 1.0 (en una altra ocasió escriuré alguna cosa sobre aquest programa). Tant, que vaig decidir emprar aquesta imatge per a felicitar l'arribada del nou any als amics més íntims. I, per fortuna, els va agradar.

El processament d'aquesta foto el vaig fer amb paràmetres bastant conservadors i evitant les exageracions ultrasaturades que sovint es veuen en relació amb la nebulosa d'Orió. Tot i ser una primera temptativa, i no feta amb el telescopi adient ni en un lloc mínimament fosc, em sembla molt encoratjadora i marca una nova fase en el meu aprenentatge d'aquesta afició tan complexa, cara i endimonadament exigent.

Us deixe ací la mateixa foto però amb la mida original. Impressiona!