18.11.2020.

RECEPT ZA KUVANJE: MAGLINA M17 NA DVA NAČINA

Čime uopšte snimati magline?
Odgovor je veoma prost - onim što vam je pri ruci. Ako imate 5-10 hiljada evra za astronomsku kameru, šanse da pogrešite oko fotografisanja maglina su negde oko 0%. Ako, s druge strane, odlučite da potrošite nekoliko stotina evra na polovan DSLR, šanse da pogrešite su jednako male. Drugim rečima nije hlađena CCD kamera nekoliko desetina puta bolja iako je toliko puta skuplja, a nije ni pogodna za fotografisanje porodičnih manifestacija i kućnih ljubimaca, ako ćemo iskreno. Ali je za snimanje maglina, kroz adekvatne filtere, nesporno najbolja.

Međutim, kompromisna opcija (DSLR) može da bude upotrebljiva, pod određenim okolnostima. Modifikovani aparati su veoma upotrebljivi, pre svega zahvaljujući činjenici da beleže pun spektar vidljive svetlosti, uključujući i nijansu tamno-crvene (trula višnja u žargonu) u punom intenzitetu. Usled raznoraznih peripetija vezanih za arhitekturu digitalnih senzora nemodifikovani aparati imaju drastično smanjenu osetljivost u ovom opsegu. Razlog je low pass filter koji se nalazi ispred senzora: u pitanju je zapravo višeslojni filter koji ima višestruke uloge. Smanjuje oštrinu slike, što je jako bitno da bi se izbegao efekat moire; zatim umanjuje tamnocrvene nijanse; i na kraju vrši zaštitnu ulogu senzora. Sve ovo je moguće izbeći ako bi se filter izvadio i stavio zamenski, koji propušta sve frekvencije.

E, ali mi ovde govorimo o nemodifikovanim aparatima koji se regularno upotrebljavaju u svakom prosečnom domaćinstvu. Modifikovan aparat može da posluži, ali bi morao WB danju posebno da se podešava jer bi snimci bili previše crveni. Za video su tu još veće zavrzlame, a ako nije vraćen nazad zamenski filter umesto originalnog, tačnije ako je senzor ostao go, može da dođe i do disfunkcionalnog AF. Povrh svega AF sam po sebi može da bude manje tačan i ako je modifikacija korektno obavljena, pre svega iz razloga što sad u obzir dolaze i infracrvene frekvencije, koje po pravilu nisu korigovane u objektivima u istoj fokusnoj distanci. Posledica: defokusirani (IR) oreol oko fokusiranih (vidljivi opseg) zvezda. Ovo se, doduše, prevazilazi UV/IR filterom koji se montira na objektiv, ali to je dodatni trošak i komplikacija. Razlog: na teleobjektivima UV filter mora da bude ipak kvalitetan da ne bi degradirao sliku, na širokim objektivima se ta degradacija mnogo manje zapaža.

Uporedio sam dva Canon aparata, jedan stariji (7D) i jedan još stariji (40D). Igrom slučaja mogao sam da u jednačinu ubacim još stariji (20D) ali se nisam toga setio; ako ćemo tako mogao sam i Zenit da izvadim i neki film da stavim u njega, a mogao sam i kredom da crtam po daskama... Ali poređenje treba držati što jednostavnije da se u zaključcima ne bih previše rasplinjavao. Pošto sad, logično, ipak sledi određeno rasplinjavanje, koga interesuju samo rezultati nez postupka dobijanja neka skroluje do zadnjeg pasusa u tekstu. Radna pretpostavka je da 40D ima bolje performanse na emisionim maglinama i da zbog manje rezolucije daje bolje sveukupne rezultate u astrofotografiji po pitanju šuma i oštrine.

Vreme je bilo savršeno, turbulencije nigde što je veoma čudno. Jet-stream je iznosio 1-2m/sec što nikad nisam doživeo u astrofotografiji; rezultat se može pripisati septembarskom anticiklonu koji u Evropi obično nastupa tad, ili možda u oktobru. Budući da je podloga (zemlja) već dovoljno zagrejana a dan i noć više-manje izjednačeni u trajanju gradijenti koji se javljaju su smanjeni i nema nikakvih smetnji da se astrofotografijom čovek bavi do mile volje. Nije retkost da ostane vedro i po dve nedelje.

Cilj te septembarske večeri je bila maglina M17, idealna meta koja sadrži dosta emisionih oblasti, odnosno H-alfa područja, jonizovanog vodonika koji svetli na 656.5nm. Ovo je oblast spektra koju svi nemodifikovani DSLR aparati suprimiraju, noviji naročito. Priča se da stariji Canon aparati propuštaju 20-30% svetlosti na ovoj frekvenciji dok noviji ne dobacuju ni do 5%. To bi svakako bilo logično, pošto ova oblast ima osobinu da se graniči sa IR spektrom koji treba saseći u korenu a i zbog hromatskih aberacija. Nije svejedno da li je hromatska aberacija nekog 20D jedan ili dva piksela crvenog ruba oko neke zvezde, problem je ako je taj crveni rub na novijem senzoru i istom objektivu četiri piksela - onda će kupci početi da urlaju kako optika ne valja, a zapravo je to logična posledica povećanja rezolucije. Sve optičke greške se uočavaju neuporedivo lakše nego pre i ja lično mislim da se upravo ovde krije razlog smanjene propusnosti AA (lowpass) filtera na novijim aparatima.

Pravi pixelpeeping počinje. Već na prvi pogled su se videle razlike, ali najuočljivija je bila razlika u prečniku zvezda. Kad sam oba snimka uvećao tako da maglina zauzima približno isti vidni ugao, ispostavilo se da je prečnik zvezda na 40D (desni snimak) upadljivo veći nego na 7D.


Obavezno pogledajte snimak u punoj rezoluciji; uvećanja snimka su, zbog različitih rezolucija aparata, iznosila 255% i 325% pa se svaka anomalija jasno vidi. Dakle, sedmica ima manji prečnik svih zvezda, i malih i velikih. Postoji mogućnost da je na 40D malo omanut fokus ali oba aparata imaju live view i u ovako svetlom delu neba nema nikakvog govora o teškom pronalaženju kandidata za fokusiranje. Osim toga, snimano je prvo četrdeseticom tako da postoji mogućnost da je teleskop bio malo manje adaptiran na spoljnu temperaturu, što bi se ogledalo u malo većoj turbulenciji na snimku.

Ako pretpostavimo da su oba fokusa potpuno tačna (a ja sam dao sve od sebe da budu) dolazimo do činjenice da na 325% niko normalan neće gledati nijedan snimak. Osim toga, razlike mogu da budu u različitom AA (anti_aliasing) filteru koji je, po nekom nepisanom pravilu (zapravo pisanom, ali radi se o zakonima optike koji su previše kompleksni za jedan post) aparati niže rezolucije zbog moire efekta traže jači AA filter. Modifikovani aparati imaju skinuta oba filtera, tačnije proizvođači često slepe jedan za drugi AA i infrared filter tako da nakon modifikacije možete očekivati nešto veću oštrinu na 100% i nešto veću tendenciju da senzor proizvede moire efekat. Sve dok tim aparatom ne fotografišete u studiju svakodnevno da biste od toga živeli, moire ne predstavlja nikakav realan problem u svakodnevnoj upotrebi prosečnog fotoaparata, naročito ne u astrofotografiji.

Ko ne želi da modifikuje svoj aparat (kao ja trenutno) itekako ima mogućnost da postigne istu tu oštrinu koju imaju senzori bez AA (lowpass) filtera. Potrebno je snimak samo u startu malo naoštriti, parametri variraju da ne biste dobili i veći šum pa treba eksperimentisati. Meni dobre rezultate daje smart sharpen sa radijusom od jednog piksela i 30% oštrenja, za ostale aparate treba možda probati druge parametre. Neki ljudi su ovo postizali i pomoću unsharp mask filtera sa 200% i nekim subpikselskim vrednostima, možda 0.2 piksela, ali meni bolje izgleda smart sharpen. Međutim, da bih izbegao bilo kakve konfuzije, na ovim snimcima nikakvog oštrenja nije bilo.

Nakon što je snimljena akcija u PS-u kojom je obrađen svaki snimak pojedinačno (nekoliko uzastopnih curves i levels) ostao sam sa dva poluobrađena snimka od kojih svaki za sebe predstavlja 50x15sec ISO1600 stack. Opcija curves je bila malo rogobatno izvedena, nisam čuvao dovoljno dobro sjaj zvezda u odnosu na tamnije tonove upravo iz razloga da bih uprostio proces i smanjio šanse da dobijem različite rezultate na oba aparata zbog previše komplikovanja. Možda bi se nekim egzotičnim egzibicijama favorizovala neka osobina jednog senzora u odnosu na drugi, tako da je bolje držati se jednostavnosti po cenu da ove astrofotografije budu ocenjene prosečnim. Nakon, dakle, akcije:

Prvo što pada u oči je različita boja. Urbane legende, dakle, jesu tačne: 40D (desno) zaista propušta više crvene. Da bih to jasnije prikazao podigao sam saturaciju gorepomenutog snimka za 50%:


Međutim, na originalnom snimku je moguće tačnije meriti neke vrednosti tako da je hipersaturirani snimak ovde samo radi ilustracije. Na regularnom snimku zaista imamo veće vrednosti R kanala na 40D što znači da je senzor zabeležio više signala u H-alfa području i tu je kraj svake diskusije o ova dva aparata i maglinama. Uključio sam eyedropper tool, dimenzije podesio na 31x31 piksel da bih dobio srednje vrednosti i merio crveni kanal u obeleženim kvadratićima. Svuda 40D ima blagu ali vrlo primetnu prednost.


Radi preciznije evaluacije uzeo sam dva svetlija dela magline (levi i gornji) i jedan tamniji (desni deo oba kadra). Svuda je R kanal jači na starijem aparatu što znači da se ovo nije dobilo nekakvim boost-ovanjem u internom procesingu tipa dizanje vrednosti samo jednog kanala, jer onda u tamnijim oblastima magline ne bi bilo proporcionalne prednosti.

Da vidimo kako stoje stvari sa drugim kanalima, u konkretnom slučaju sa plavim...

Rezultat je 163 (7D) prema 148 (40D). Prilično neočekivano... Očigledno je lowpass filter u 7D sasvim drugačije koncipiran i da smanjena osetljivost u R kanalu uopšte nije jedina razlika između starijih i novijih Canon-a. Osim toga, i golim okom se vidi da fotografija levo više vuče na plavo, odnosno na refleksione a ne emisione regione. Ovo doduše možda i nije osobina samo kamere već je možda renderovanje RAW snimaka od strane Irisa nešto drugačije, ali to je samo nagađanje. Ono što nije nikakvo nagađanje to je da razlike objektivno postoje, naročito uzevši u obzir da se radi o stekingu iz RAW snimaka koji se posmatra kao 16b TIF.

Odavno u fotoindustriji postoje urbane i ruralne legende o različitim Canon, Nikon, Olympus, Sony, Fuji... bojama i da svaki od ovih proizvođača prednost daje ovome ili onome. Idu priče da je Canon odličan u studiju, Fuji da je odličan za portrete, Olympus za pejzaže i slično, a zapravo se u najvećem broju slučajeva radi o JPG algoritmima koji naglašavaju ono što je proizvođač zamislio da je bitno. To je sve u potpunosti nebitno, jer se svaki JPG u aparatu ili u naknadnoj obradi može podesiti da daje skoro iste boje. Ovog internog čačkanja u RAW snimcima takođe ima, ali je proporcionalno mnogo manje izraženo, u žargonu se kaže da je takav RAW već "skuvan"; pošto je neka globalna definicija RAW snimka da predstavlja sirov izlaz, namenjen kasnijem editovanju. Konkretno razlike između 7D i 40D sugerišu da se očigledno radi dobrim delom o tim RAW algoritmima koje svaki proizvođač krije kao zmija noge u cilju tvrdnje "mi to ne radimo, naš RAW je najrealniji/najsiroviji mogući". Setite se Nikonove blamaže u RAW-u kad su aparati brisali zvezde jer su ih tretirali kao šum, toliko o tome da je RAW zaista sirov. Ali mi u astrofotografiji ne želimo da nam aparati kuvaju, želimo sami da skuvamo to što je zabeleženo, uglavnom iz razloga što mnogo bolje znamo šta nam treba i kako to da dobijemo nego sami proizvođači koji, setite se, moraju da zadovolje i babe i domaćice i astrofotografe podjednako; pošto od toga zavisi uspeh na tržištu.

Ako pogledamo dosadašnje stanje stvari 7D je osetljiviji u plavom a 40D u crvenom delu spektra i to može da bude i razlika u lowpass filterima i u RAW internom procesingu (ili oba).

Da bih odagnao sve sumnje, našao sam deo snimka pri periferiji, tačnije tamo gde svakako ne postoji ni alfa emisija niti bilo kakva refleksija. Tamo fotka nikako ne može da sadrži crvene nijanse, ako sadrži onda je nešto pogrešno u samom dosadašnjem postupku. Dve najsjajnije zvezde na donjem snimku su magnitude 9.5mag i 11mag. Na obeleženom sektoru sam merio 51x51 (average) crveni kanal i u oba slučaja je vrednost 78-79. Ostali kanali takođe pokazuju iste vrednosti, tako da je ovo merenje definitivno realno, a čak i kad se prebaci u crno-belo dobije se da je snimak sa četrdeseticom blago svetliji (78% prema 77%). Ovo može imati veze sa korekcijom vinjetiranja, budući da se radi o samoj periferiji; a može biti i do osetljivosti samog senzora. Da bih to razgraničio, moram da merim i najsvetlije delove magline, ali o tome kasnije.


Primetna je još i jedna čudna činjenica: 7D ima veći šum. Možda i to ima veze sa vinjetiranjem tj oduzimanjem fleta na periferiji? Doduše, ovo su bezdušno uvećani kropovi; za četrdeseticu je sledeće uvećanje iznosilo 500%. Kadar u centru, gde vinjetiranja faktički nema:

Opet isto. Doduše, ovde se vidi i jasna rezolutivna prednost sedmice po pitanju najsitnijih zvezda, ali je snimak sa 40D ipak nešto svetliji. Možda to ima veze sa činjenicom da je prvo snimano četrdeseticom, tj da je nebo u tom momentu bilo svetlije? U tom slučaju treba meriti na najsvetlijim delovima magline.


Rezultat je 38% prema 41%; odnosno pošto je to procenat crne, sedmica je svetlije prikazala maglinu. Ovo je malo kontradiktorno sa prethodnom pretpostavkom, gde bi trebalo da je rezultat izjednačen, pošto je maglina uvek istog sjaja. Zapravo, tu stupa na scenu treća začkoljica odnosno visina M17 nad horizontom a to znači da je maglina više potonula ka horizontu sa sedmicom, odnosno trebalo bi da je tamnija - a nije.

Da se vratimo najsitnijim zvezdicama, odnosno graničnoj magnitudi. Dimenzije pojedinačnih piksela daju indicije da bi 40D trebalo da je u prednosti pošto ne traći bespotrebno resurse već ima praktično idealan sempling. Međutim, sledeći maksimalno rastegnut BW 32b stack govori da je sedmica u prednosti:


Ovo može imati veze sa rezolucijom tj lowpass filterom koji je kod 7D slabiji, zapazite da je desni snimak (40D) uvećan na 300% gde se jasno vidi ko gubi trku. Četrdesetica fenomenalno radi u najvećem broju slučajeva ali očigledno se isplatilo što sam te večeri imao veoma stabilnu atmosferu; sećam se da svako letnje snimanje nisko na jugu daje razmazane palačinke od zvezda kad se koristi reflektor. Dakle, ako atmosfera dozvoljava, 18mpx daje definitivno bolje rezultate po ovom pitanju.

Na kraju da vidimo šta sam ja zapravo dobio kao finalne rezultate ovim aparatima. Dalja obrada je uključivala čupanje najtamnijih nijansi, a sve je rađeno akcijama da bi bilo potpuno ravnopravno i istovetno. Razlika koja postoji u bojama... pa objektivno postoji. Sedmica vuče na žuto.

Osim toga, kad sam preterao u čupanju ispostavilo se da se šum na novijem aparatu teže uklanja. Dakle, još jedna urbana legenda (da 7d ima neponovljivo ružan šum) se ispostavila kao tačna. Ovaj aparat daje odlične snimke sve dok ne preterate u obradi - kao na sledećim snimcima. S druge strane, tu je i veći kontrast a i bolje zabeleženi detalji u svetlijim partijama magline.

7D:

40D: 

 

Zaključak: 7D ima jasnu prednost po pitanju zabeleženog plavog i ukupnog signala u svetlijim partijama, po pitanju granične magnitude, u rezoluciji i semplingu - čak i na ovako malim visinama; a gubi na polju beleženja H-alfa frekvencija i šumu kad se analizira snimak na 300-500%.

Zaključak zaključka: sedmica je odlična za galaksije i sitne planetarne magline gde ne dominira hidrogen-alfa emisija. Takođe je bolja jer je osetljivija (bolje beleži signal) što može biti od značaja na najtamnijim objektima. Za crvene magline četrdesetica i dalje daje best bang for the buck. Za vaš kompjuter, ženu i decu je najbolje da se uopšte ne bavite astrofotografijom već, poželjno, pređite na kulinarstvo pošto je izazov podjednako veliki a dobijanje ispravnih rezultata garantuje euforiju i frustraciju u podjednakom obimu.

13.11.2020.

DŽIN I PATULJAK

 U srednjevekovnoj mitologiji su patuljci smatrani normalnim članovima društvene zajednice. Zapravo normalni članovi su bili i zmajevi, veštice, čarobnjaci i svakakve utvare. U momentu gde su čitave države svoju zvaničnu religiju zasnivale na iskrivljenoj interpretaciji realnosti, što mi u astronomiji odlično znamo, sasvim je normalno bilo da narod bude deset puta sujeverniji od vlasti. A to tek pruža dobru osnovu za eksploziju teorija zavera, naročito ako je narod poprilično nepismen. Danas je to potpuno isto, samo što se u nepismenost računa i funkcionalna nepismenost: jeste da skoro niko pre 1000 godina nije znao da čita i piše a svi su umeli da od drveta izdelju sviralu; danas niko ne ume da napravi frulu a svi praktično čitaju i pišu, makar samo za dopisivanje preko društvenih mreža. U principu je jednako teško ovladati osnovnim drvodeljstvom i naučiti slova, ali broj funkcionalno nepismenih se u evropskoj populaciji drži prilično stabilno proteklog milenijuma i svakako obuhvata većinu.

Zato su patuljci smatrani realnim bićima a ne samo metodom plašenja dece da ne zalutaju u šumu. Oni su bili sposobni da postanu nevidljivi, bili su odlični kovači i rudari, čuvali su obavezno neko veliko blago. Ima ih u bajkama Braće Grim a pre toga u gomili poema i pre svega su karakteristični za germansku mitologiju.

Svakako da osnov za mitološkog patuljka postoji u realnosti i to je na polju medicine poznato od početka civilizacije. Negde oko dve trećine pojava patuljastog rasta je vezano za ahondroplaziju gde sinteza hrskavice i kosti u detinjstvu biva ometana mutiranim genima koji determinišu sintezu proteina potrebnih u ovim procesima. Posledica: protein je preterano aktivan i dovodi do disproporcionalno skraćenih udova. Ovde za sada nema poznatog leka. S druge strane, u jednoj trećini slučajeva je u pitanju nedostatak hormona rasta i to je sasvim drugi mehanizam nastanka koji je moguće jednim dobrim delom supstituisati sintetskim hormonom rasta. Naravno da su ovakvi patuljci u opštoj populaciji bili najčvršća moguća potpora verovanju da postoje i oni drugi, čarobni patuljci.

Međutim, nevezano za pitanja koja kroz celu istoriju muče ljudsku populaciju u smislu da li postoje stvari koje ne postoje, čovek je imao oduvek i potrebu da poznate stvari projektuje na nepoznata mesta. I u astronomiji naravno postoje patuljci i njihova priroda je jednako dobro opisana, premda nikakve magije tu nema osim ako u istu ne uračunamo termonuklearne procese.

Jedna fotografija oblasti granice između Velikog i Malog Medveda pokazuje zvezde različite veličine. Na prvi pogled je nemoguće ustanoviti ko je patuljak a ko džin, pre svega iz razloga što su distance do ovih zvezda potpuno nasumične vrednosti.


Kroz istoriju astronomije su vremenom otkrivane i usavršavane razne metode kojima je moguće proniknuti u prirodu zvezda. Podelu zvezda na magnitude ćemo preskočiti, ona daje podatke tek u kontekstu nekih drugih podataka (osim kod promenljivih, ali to je druga priča). Prvo što je otkriveno je sopstveno kretanje zvezda (Halley) a zatim i paralaksa - eto već nekakvog alata da zavirimo u distance. Spektroskopija je usledila i to je prava evolucija u sagledavanju fizičkih procesa na drugim nebeskim telima: sad vidimo da je nasjajnija zvezda desno klase M2III, što će reći normalni, uobičajeni narandžastcrveni džin. Zvezda levo je takođe M2 klase, takođe crvena ali M2V što će reći patuljak. Zapazite da im je boja praktično u dlaku ista.

1) patuljak

2) džin

Spektroskopija se u XIX veku razvila u pravu nezavisnu nauku. Zahvaljujući njoj mi danas imamo sumirane zaključke oko evolucije zvezda u tzv Hertzsprung-Russel dijagramu. Dovoljno je pogledati u isti i odmah je jasno da crvene zvezde mogu biti isključivo džinovi i patuljci, srednjih vrednosti nema. Pritom moramo jednu stvar razgraničiti - masa ovde nema veze sa pojmom džin, već isključivo prečnik. Sunce je trenutno zvezda patuljak a masa crvenih džinova ide od jedne trećine Sunčeve mase do osam masa; prečnik tih divova je nešto sasvim drugo.

Zapravo najbolje bi bilo zvezdu džina definisati kao naduvenu pufnastu masu gasa. Spoljni slojevi, iako i dalje usijani, više su neki prozračni gas relativno niske temperature za zvezde (oko 5000K ili manje) nego što su površina tečne sfere kako se nekad mislilo. Džin je teoretski zapravo vrlo često zvezda patuljak koja se proširila preko svake mere (u praksi i nije baš tako jednostavno, ili nije uvek ali ovo je uprošćavanje). Ili još tačnije: džin je samo faza u razvoju patuljka.

A zašto patuljka, pa zato što su to sve zvezde glavnog niza. Na gorepomenutom dijagramu postoji jedna linija duž koje životare zvezde male mase, poput našeg Sunca. Kod njih se termonuklearni procesi odnosno fuzija odvijaju na specifičan način - kroz fuziju vodonika u helijum. Malo bolje potkovani srednjoškolci će se setiti da su vodonikovi joni zapravo obični protoni, zato se ova reakcija i zove proton-proton (PP) reakcija. Ovo je najprostiji i, sa aspekta potrebne mase i energije, najjeftiniji tip fuzije. Faktički ovo mogu sprovoditi i najmanje zvezde. Rezultat je jednako jeftin: izlazna energija je takođe veoma mala tako da ove zvezde svetle relativno slabim sjajem a i luminoznost je jednako niska. Čak i najveći crveni patuljci dostižu jedva 10% luminoznosti Sunca.

Razlog zašto je to tako leži u strukturi patuljaka. Budući da su to male zvezde njihov presek je takav da su od jezgra do površine ovo potpuno konvektivne zvezde. Proces izdizanja i spuštanja pojedinih strukturnih celina podseća na atmosfersku konvekciju; s tim da ovde konvekcija onemogućava nakupljanje većih količina helijuma oko jezgra. Posledica: nema fuzije helijuma i zvezda skoro beskonačno rasteže PP reakciju. Čak se i smatra da je većina crvenih patuljaka možda tek ni na polovini svog životnog veka, oni po pravilu imaju duži životni vek od dosadašnje starosti Univerzuma. Simulacije kažu da zvezda mase 0.16 Sunčeve, dakle otprilike iste mase kao Bernardova zvezda, ima projektovano ostajanje na glavnom nizu od 2.5 hiljada milijardi godina, znači toliko dugo će (najmanje) tinjati kao slaba sveća... U poređenju sa našim Suncem to je život duži jedno 500 puta.

Okvirno gledano patuljci su vrlo česte ali i vrlo tamne zvezde. Drugim rečima ima ih svuda ali ih možemo videti samo ukoliko su dovoljno blizu. Patuljak na snimku gore je udaljen 8 a džin 700 svetlosnih godina.

Da pogledamo animaciju patuljka izbliza kroz različite RGB kanale:

Zanemarićemo najviše šuma koji je nelogično smešten u crvenom kanalu; budući da je LP zagađeno nebo praktično veoma crveno mene to čudi jer je u obradi vršena korekcija, odnosno neka vrsta supresije R kanala, ali dobro. Proizvođač senzora i aparata uostalom bi pre trebalo na ovo da odgovori (Eos 40D).

Da bi bilo jasnije problematični R kanal je naglašen svetlim okvirom, tu je dotična zvezda i najsjajnija. A zapravo koja je to zvezda? 

Dobro pitanje.

Polovinom XVIII veka su roditelji poslali svog nadarenog dečaka na studije u Pariz. Poslali su ga da izučava pravo i tako postane neko i nešto, iako je on bio nezainteresovan za tu oblast i  imao je talenat za matematiku. Zvao se Jérôme Lalande i greška njegovih roditelja se sastojala samo u jednoj stvari u samom startu - u izboru hotela.

Hotel se zvao de Cluny, danas takođe postoji u obliku muzeja srednjevekovnog života, ali je u tom hotelu pre trista godina na krovu postojala mala opservatorija (kasnije će istu lokaciju proslaviti rad Messier-a). Astronom koji je tu opservatoriju posedovao je bio Delisle; njegov uticaj na mladog Lalande-a je bio toliki da je mladić doduše završio pravo ali u momentu kad je trebalo posvetiti se advokaturi - prešao je na drugu stranu. Učestvovao je u merenju paralakse Meseca iz Berlina, dok je Lacaille istovremeno merio sa Rta Dobre Nade; što mu je donelo članstvo u Berlinskoj Akademiji, a nakon toga posledično i u Francuskoj Akademiji Nauka. Pitanje je šta su Lalande-ovi roditelji mislili o naučnoj karijeri ali je činjenica da je njegov doprinos tadašnjoj astronomiji veliki: Lalande je poboljšao Halley-eve kometarne proračune vezane za istoimenu kometu; važio je za eksperta za planetarne međusobne perturbacije; umalo je otkrio Neptun (u zapisima sa posmatranja je Neptun konstatovan ali u rubrici položaj je stajao znak pitanja, očigledno zbog pomeranja); i na kraju ostavio nam je kapitalno delo Francuska Nebeska Istorija. Bez obzira na nepredvidiv karakter Lalande je u svoje vreme ipak važio za slavnog i omiljenog čoveka. Bio je tvrdi ateista, mason i potpuno u skladu sa svojom nekonvencionalnom ličnošću imao je samo jednu vanbračnu ćerku. Otkrića koja su ga zadesila i posmatranja koja je izvodio su se odlikovala fanatičnom upornošću više nego bilo čime drugim; a svi znamo da uporan rad na kraju obavezno donosi rezultate.

Sama gorepomenuta Istorija je u stvari bila veliki zvezdani katalog sa oko 50 hiljada upisanih zvezda, odnosno praktično celo severno nebo do devete magnitude. Za ono doba to je bilo ujedno i sve ono što se moglo videti tadašnjim malim refraktorima, sve dok Herchell nije napravio revoluciju sa svojim ispoliranim kazanima odnosno velikim reflektorima. Naravno da je taj katalog ubrzo pregažen većim i boljim katalozima, ali imajte u vidu da se to dešavalo u vreme kad je Karađorđe popreko gledao svoje lokalne Turke i još uvek samo maštao o tome da im poskida glave.

Međutim, zvezda o kojoj je reč je zadržala u upotrebi svoj naziv iz gorepomenutog kataloga sve do danas. Radi se o oznaci Lalande 21185 i to je najbliži crveni patuljak gledano sa severne hemisfere i treći po redu uključujući obe hemisfere. Takođe spada i u jednu od najbližih zvezda; jedino su tri zvezde i dva braon patuljka bliži od Lalande 21185. Upravo ta činjenica doprinosi prilično velikom sopstvenom kretanju ove zvezde gledano sa Zemlje - godišnje se pomeri u deklinacijskoj osi skoro pet sekundi a to je sve samo ne malo.

Uz sve ovo imamo još jedan kuriozitet vezan za gorepomenutu zvezdu: pogledajte fotografiju na CDS portalu. Videćete duplu sliku a zašto je to tako moraće da objasni neko ko zna tačnu vremensku distancu između  snimanja različitih kanala. I velike opservatorije često imaju problem lošeg vremena, punog Meseca i drugih poslova koje istovremeno rade, tako da me ne bi čudilo da razmak između snimaka iznosi više godina.

06.11.2020.

O GREŠKAMA

Na greškama se uči. Premda mi danas po svemu sudeći izgledamo kao jedno učeno društvo i napredna civilizacija, broj grešaka na kojima je moralo da se uči verovatno se približava broju čestica u Univerzumu.

Mnogi su grešili na putu koji je trebalo utabati. Ne ide nabrajati sve moguće greške u zaključivanju kroz istoriju nauke kad čovek nema dovoljno podataka,  toga ima toliko da bi nekoliko knjiga moglo da se napiše; međutim možda nije na odmet nabrojati klasične greške u svakodnevnom astronomskom radu.

Charles Messier je pogrešio oko:

1)  M47 - pošto je zvezda 2 Puppis služila kao orijentir, Messier je pomešao + i - dok je beležio rektascenziju u odnosu na tu zvezdu.

2) M48 - takođe je poziciona greška u pitanju, budući da je NGC2548 na u dlaku istoj RA poziciji, samo 2.5 stepeni južnije od Messier-ove pozicije za M48. Danas se smatra da je ovo nastalo tako što je grešni Francuz jato nacrtao sa jedne strane kartografske linije, umesto sa druge. Dokaz: linija je tačno između ove dve pozicije.

3) M91 - mnogo teža zagonetka za raspetljavanje. Messier tvrdi da je za položaj ove galaksije uzeo poziciju prethodno otkrivene M89, ali je očigledno da se tu nekako zbunio. NGC4548 se danas smatra za onaj objekat koji je u originalu trebalo da nosi oznaku M91.

4) M102 - postoje dve mogućnosti, prva je da se jednostavno radi o M101. Za drugu se navodi NGC5866 kao kandidat.

5) M40 - to zapravo i nije bila greška, budući da se položaj i opis samog autora slažu sa današnjim podacima, premda i samo stavljanje dvojne zvezde u Katalog maglina i zvezdanih jata može samo po sebi da zvuči kao greška.

William Herschell je, iako savremenik Messier-ov, neuporedivo više pretraživao nebesa. Imao je bolje teleskope, više vremena i bio je precizniji i sistematičniji. Ili to samo tako izgleda...

Na osnovu svog položaja Kraljevog ličnog astronoma Herschell je dobijao 200 funti godišnje što je bilo sve samo ne malo. Njegov posao je bio da bude u blizini Windsor-a uvek kad bi Kralj George III ili bilo ko drugi sa dvora poželeo da vidi zvezde. Budući da je prvobitno ime planete Uran zamalo prošlo, originalni predlog je bio da prva novootkrivena planeta bude nazvana po Kralju, sam George III bi mogao da kroz teleskop gleda nebesku verziju samog sebe. Naravno da bi svakom vladaru to godilo, ali posao su mu pokvarili sujetni Francuzi, prokleti bili i oni i onaj njihov Messier, dabogda ga giljotinirali.

Messier je zaista u smutnim revolucionarnim vremenima za dlaku izbegao giljotinu. Nije doduše jasno da li je greškom stavljen na spisak za likvidaciju, ili je greškom oslobođen.

Bilo kako bilo, Herschell je u svom katalogu (GC) napravio i neke greške. Budući da je Dreyer sto godina kasnije koristio uglavnom podatke oca i sina Herschell-a, praktično sve te greške su automatski inkorporirane u novi NGC katalog. Tek sedamdesetih godina XX veka su se dobre duše latile revizije ovog kataloga koji je od tada postao poznat kao RNGC ("revidirani katalog") i odmah je oko 800 objekata iz starog kataloga otpalo. Sve moguće greške su tu pravljene: duplikati, nepostojeći objekti, pozicione greške i, interesantno, nepostojeća jata. Ovo zadnje se odnosi na asterizme odnosno male gomilice zvezda koje ne čine gravitaciono povezane strukture već je u pitanju čista slučajnost, tj perspektiva. Radi se o 229 ovakvih jata koja su brisana iz novog RNGC kataloga.

Kad smo kod mojih grešaka, tek tu ima materijala za proučavanje. Recimo, kako sklopiti fotografiju Meseca sa tamnom i svetlom stranom? Logično je da ćete koristiti jednu ekspoziciju za svetle predele a drugu za senku, ali kako to uklopiti? Greška je sama po sebi ako ta dva snimka imaju veliku razliku, odnosno veliki dinamički raspon. Uzdajući se u (skoro beskonačne) mogućnosti Photoshopa snimio sam dva snimka mladog Meseca, jedan 1/400sec ISO1000 i drugi 5sec ISO200. Razlika u intenzitetu svetla kad se sve sabere iznosi 400x, odnosno skoro 9 blendi fotografskim rečnikom rečeno, i to sve nagurati u dinamički raspon pomoću dva snimka... Vrlo hrabro.

Greška.


Posle gomile maskiranja i uklapanja, promene blending modova i sličnih kerefeka, ispostavilo se da dva ovako različita snimka mogu nekako biti uklopljena jedino u 32-bitnoj monohromatskoj paleti. Moja je greška što sam smatrao da će dva snimka biti dovoljna, a i bio sam radoznao oko krajnjih mogućnosti. Preporuka: koristiti mnogo više od dva snimka, sa manjom dinamičkom razlikom, i uklapati postupno. Uostalom, evo kako izgledaju dva originalna snimka:


A dok se teleskop hladi i Mesec neobavezno snima, moguće je raditi još neke beskorisne stvari. Recimo proveriti kolimaciju reflektora:


Originalno se kolimacija proverava kroz okular, na najvećem uvećanju, poželjno ako može bez barlow-a. Za moj teleskop bi bilo idealno da to bude oko 300x, mada sve preko 200x može da bude upotrebljivo. Sve ispod daje nepreciznu kolimaciju, nešto što se teško vidi u astrofotografiji deepsky objekata, ali što se istog momenta vidi na planetama.

Ovo je snimak dve zvezde, plave i crvene, uvećan 2x. Pošto se iz ovoga ništa problematično ne uočava, snimke sam izoštrio.


Upravo ovde se radi o tom malom uvećanju, drugim rečima nije moguće uočiti da li je kolimacija odstupila i koliko. A postoji i drugi problem: pošto su ovo snimci zvezda koje su slabijeg sjaja kad se defokusiraju, oba snimka su eksponirani po 15 sekundi. To je malo isuviše, jer se svaka moguća turbulencija u tom periodu uredno zabeleži na snimku i mi nemamo nikakve šanse da ovde uočimo Airy-ev disk u centru i okolne prstenove.

Sam Airy disk (zapravo u velikoj većini tačkica a ne disk) se astrofotografski uočava drugačije, treba herojski defokusirati i tako proveriti koliko atmosfera brlja taj isti disk:

Ovde je prvi očigledan problem to što fokuser levo na 9h ulazi u svetlosni put, ali dobro, to kod ovog konkretno modela nije moguće bilo kako izbeći (testerisanje Krejforda ne računam). Iskreno, na ovom snimku (isečak od 100%) mislim da više problema pravi montaža na 15sec, koja je upravo tad napravila periodičnu grešku, jer se vidi trail od basnoslovnih 6-7 piksela. 

Dakle, još jedna greška. Ovog puta montaže.

Normalno za teleskop aperture 150mm bi veličina diska iznosila 0.92arcesc, to je nešto više od pola jednog piksela na ovom snimku, s tim da situacija nije baš tako prosta. Zapravo, ono što mi vidimo i merimo je zapravo svetli disk zajedno sa prvim tamnim prstenom, odnosno odstojanje između dva minimuma (misli se na tamne koncentrične prstenove) i to je prečnik koji teorijski iznosi 0.92 sekunde. U praksi to zavisi i od talasne dužine svetlosti, zavisi od konstrukcionog tipa teleskopa odnosno centralne opstrukcije, ali najviše zavisi od aperture teleskopa- veći teleskopi imaju manji Ejrijev disk.

Takođe ulogu igra i magnituda posmatrane zvezde. Svetlije zvezde šalju veći procenat svetlosti u svetao disk u centru, naravno na račun prvog tamnog okružujućeg prstena, i taj procenat za najsvetlije zvezde može da iznosi i 85%. S druge strane, kod šeste magnitude procenat svetlosti u disku zauzima između 50 i 60% površine kompletne strukture poznate kao Airy disk. Svetli disk u centru se još zove i prividni, lažni disk.

Da se vratimo na poentu: teleskop je umereno raskolimiran, ali je astrofotografija deep sky čudesa poznata po tome da se manja odstupanja od kolimacije i ne primećuju preterano. Na planetama se, s druge strane, ovo izuzetno primeti i naprosto (čak i minimalno) raskolimiranim reflektorom nema nikakve logike pokušavati bilo šta sa planetama.

Dakle, na dnevnom redu te večeri je bio kvazar 3C 345, jedan od sjajnijih kvazara koji je lociran u Hercules-u. 

Kvazar jeste sjajan, ali ne baš toliko kao na ovom snimku - u centru je ipak nešto drugo, odnosno zvezda Eta Herculis koja je magnitude 3.5mag.

Kvazar bi trebalo da bude tu negde, bukvalno u neposrednoj okolini zvezde. Maksimalno razvučen snimak:

Granična magnituda iz sela je ovde oko 17-17.5mag, što generalno i nije tako loše. Vidi se par nekih manjih galaksija, ali kvazara nema.

Zapravo kvazar 3C 345 se nalazi daleko izvan ovog kadra, u pitanju je (ne prva) poziciona greška u programu Winstars. A da ne bude da je za ovu grešku odgovoran samo autor programa, grešku sam napravio i ja što u startu prilikom pripreme za snimanje položaj nisam proverio na najsigurnijem nebeskom kartografskom mestu na našoj planeti: prvom fotografskom atlasu neba.

I još jedna greška: neko je ovu zvezdu na Wikipedi-i svojevremeno preimenovao u Sophian. Budući da nigde u zvaničnoj astronomskoj literaturi nema nikakvih naznaka ovog imenovanja, reč je svakako o anonimnom šaljivdžiji i, usput, još jednoj vrsti upozorenja koliko Wikipedia i uostalom ceo internet mogu da budu podloga za raznorazne, namerne i nenamerne greške.