PRAVDA ZA SVE FOTONE!

Svi smo čuli za bajku braće Grim Trnova Ružica ili Uspavana lepotica. Ali oni zapravo nisu bili autori toga već se priča oslanja na starije srednjevekovne verzije iz drugih evropskih zemalja koje su bile prilično direktnije i ne baš pogodne za dečiji uzrast - recimo da princ siluje lepoticu u suštini. Nikad nisam bio ljubitelj nikakvog nasilja, ali ideja silovanja mi se dopada isključivo kad je digitalni senzor u pitanju.

Bajka braće Grim se alegorijski vrti oko hemofilije, bolesti koja se danas nekako i drži pod kontrolom ali je u ono vreme bila potpuno prokletstvo. Ubod na vreteno, iskrvarenje do kome, princeza koja nema sreće i slični arhetipovi su zapravo standardni elementi kojima je čovek pre par vekova bio i u realnosti okružen: hemofilija je genetski poremećaj, prisutan već jako dugo u uslovima međusobnog ukrštanja među mnogim evropskim aristokratskim i vladarskim porodicama. 

Rozeta u botanici označava ne samo oblik cvetova već i listova koji imitira ružu, tipičan primer je maslačak, ali ima i drugih.   

Osim u botanici rozeta se kao pojam pojavljuje i u drugim naukama. Kad su Napoleonovi vojnici ratovali po Egiptu, jedan od oficira je u osvojenoj tvrđavi pronašao ogroman kamen ispisan egipatskim hijeroglifima, demotskim pismom i grčkim prevodom. Ovo je bilo ključno za dešifrovanje egipatskih hijeroglifa. Kamen je svakako zaplenjen, ali se ratna sreća okrenula i Britanci su, zajedno sa Turcima osvojili tvrđavu i celi Egipat, tako da je slavni kamen otišao u London. Selo pored tvrđave se zvalo Rašid ali je to francuskim i engleskim oficirima bilo prekomplikovano pa su ga prekrstili u Rosette.

Sve je to lepo, ali ipak mi u astronomiji imamo najlepšu rozetu.

Ova maglina je jako dugo bila nepoznata dok je otvoreno zvezdano jato koje blista u njenom centru, nasuprot tome poznato već jako dugo. Maglina je u suštini jonizovani gas koji produkuje zvezde, uz nešto plavičaste zvezdane prašine. Dakle, centralno jato NGC2244 koje je maglina stvorila je sastavljeno iz prilično svetlih zvezda i može se videti dvogledom bez problema, možda nekad neko i nazre golim okom dotično pod pustinjskim nebom ili halucinogenim sredstvima, ali polemika oko toga ko je otkrio okolnu nebulu traje i danas. Evidentno je da su i J. Herschell i Flamsteed opisivali tamošnje objekte i davali im oznake ali je tek to stilski upriličio Dreyer, navodeći da je skicu nebule najbolje uradio Barnard. 

Ovde se krije suština priče: reflektori iz doba baroka nisu baš bili poznati kao veoma kontrastni (premda Heršelov nije imao opstrukciju) odnosno tek krajem XIX veka su veliki refraktori bili u stanju da prikažu najsvetlije delove Rozete. Mi danas pomoću H-alfa filtera u velikim dobsonima bez problema vidimo Rozetu ali bez filtera je to često nemoguće, tako da su u ono vreme refraktor bez opstrukcije i tamno nebo bili imperativ za maglinu.

Snimak je nastao na 135mm i f2.8, sa namerom da se prikupi svaki mogući foton, a da ujedno bude i širokougaon, pošto u blizini ima još nečeg interesantnog. Ukupno je snimljeno 38x90sec što daje skoro sat vremena eksponiranja, a to na f2.8 sa aspekta signala uopšte nije malo, recimo da bi za tako nešto na f5.6 (tipičan refraktorski teleskop) bilo potrebno 4 sata. Fotoaparat je nemodifikovan i stoga je moralo dugo eksponirati.

Zašto su nemodifikovani fotoaparati takvi kakvi jesu, tj dosta neosetljivi H-alfa područje?

Digitalni senzor ima po pravilu potpuno drugačiji spektralni odziv u odnosu na ljudski vid. U praksi je par proteklih decenija fotografska i elektronska industrija potrošila dobrim delom na fino prilagođavanje onoga što nam CMOS senzori isporučuju a što treba što je moguće više da korelira sa ljudskim vidom. Deo te priče je i tamnocrvena, trula višnja nijansa (656.5nm) gde su senzori u osnovi dosta osetljivi i beleže solidan signal. Međutim, ostaviti senzoru da on prikaže onako kako je on video svet nikako nije dobra ideja.

 

Umesto toga, malo kombinacijom balansa među kanalima, malo posebnim tirkiznim filterom ispred senzora koji otprilike prepolovi bordo nijansu, dobijemo nešto što mnogo više odgovara sapiensu:

 

Na prvom primeru je crveni kanal dignut za 50% i to je otpilike ono što modifikovani Canon aparati snime pod istim podešavanjima u odnosu na fabričke verzije. Razlog zašto je fabrička verzija suprimirana u crvenom spektru se krije i u još nečemu: tu je granica infracrvenog spektra koji treba što je moguće više saseći, pošto dramatično pogoršava fokus tj oštrinu optike - nijedan objektiv nema isti fokus u vidljivom i IR spektru. Ako bi aparat zabeležio zajedno vidljive i infracrvene nijanse, svi objekti bi imali široke defokusirane oreole od IC signala, a u praksi bi to verovatno i zbunjivalo autofokusni senzor koji ne bi znao gde treba da fokusira, pošto jasnog fokusa ne bi bilo nigde. Drugi razlog je hromatska aberacija koja je prisutna u manjoj ili većoj meri i na najskupljim i najboljim objektivima, naravno, obrnuto proporcionalno f-odnosu dotičnog objektiva kao i izdvojenom novcu za isti.

Treći razlog je namena foto aparata. Za sve proizvođače se zna da su bolji za ovu ili onu oblast, a za Canon ide urbana legenda (koja nije samo legenda) da najvernije daje reprodukciju tonova kože na portretima. Odnosno ispravnije bi bilo reći da u postprodukciji ovde ima najmanje posla, tj da se najbrže dobija ono što treba, premda je tačnije reći da i sa svakim drugim aparatom uglavnom posle više ili manje peripetija možemo dobiti boje kakve hoćemo uz ispravnu tehniku kalibracije (hint: siva karta u studiju). Retkost je da nam zatreba neka nijansa koja je van gamuta današnjih CMOS senzora.

Osim kad je u pitanju trula višnja.

U obradi Rozete je korišćena opcija selective colors koja daje mogućnost da pojačate svaku nijansu, pa i crvenu, uz prethodno ispunjen preduslov da je dotična nijansa uopšte snimljena, tj prisutna na snimku. Isključivo u tom slučaju se gorepomenuto silovanje isplati: isečak iz RAW snimka pokazuje da se elementi magline naziru i na nemodifikovanom 7D:

 

Razlog uspešno zabeležene magline je u suštini veoma prost: tamno nebo. U svetlosno zagađenom prostoru će maglina biti ispod praga detekcije i morate koristiti LP filter ili modifikovani aparat koji ima gorepomenutih 50% više prikupljenog signala u crvenom kanalu.

Zašto nikad nisam modifikovao nijedan od svojih DSLR aparata? Ima više razloga:

1) koristim ih i danju gde bi modifikacija bila neprikladna, 

2) veoma retko snimam magline i to samo one najsjajnije, ono što je nevidljivo mi u principu nije interesantno. Međutim, glavni razlog je taj što:

3) želim balans boja kakav u principu ima ljudski vid.

Da pojasnim, sprovedimo jedan mentalni eksperiment: imate ogroman teleskop kao na Mt Wilson-u, sa veoma malim uvećanjem tipa 30-50x  (to ne postoji, ali ajde). U realnosti niko taj teleskop nije u stanju da upotrebi na ispod 600x, ali ako bismo imali malo uvećanje takav neki teleskop bi davao veoma sjajnu sliku, jedna Vega bi sijala kao Sunce i bilo bi neprijatno gledati je, pun Mesec takođe. Zamislite da taj teleskop ipak nekako usmerite u neku maglinu tipa Rozeta, Orionova maglina ili M57, kako bi to izgledalo? 

Mi to danas ne znamo ali postoje prilično jake indicije kako bi to izgledalo na osnovu fizike i fiziologije: sa porastom sjaja bi počeli misteriozno da opažamo boje. Smatra se da bi prva boja bila neka tirkizno-zelena nijansa koju bismo primetili kako skače sjaj nebeskih maglina, zatim lagano i ostale boje u spektru a crvena bi nekako ostala pri kraju, kad već sve blešti i nebo dobije mlečnosivu nijansu nebule će postati rubin-crvene. Baš kao što i nemodifikovani tj fabrički fotoaparati vide magline.

Dakle, jedan od razloga je i to što želim da fotografišem onako kako bi čovek video Univerzum, i nisam jedini u tom svom stavu: ovaj čovek  u dlaku deli moje mišljenje po tom pitanju - ili možda ja njegovo, ko će ga znati. Dobro, on tu ide korak dalje i u svoje nebeske fotografije unosi dnevni WB, dobijajući pritom limun-žut Mlečni Put, što je nešto što ja po cenu nekakvog vizuelnog puritanstva nisam spreman da prihvatim. 

4) Zašto mislite da su H-alfa područja crvena? Možda jesu dominantno, ali ako pogledamo najbolje i najdublje fotografije tih regiona, oni su praktično jednobojni: crveno-beli. Meni to ne smeta, ja ne navijam za Zvezdu, izvin'te, navijam za fudbalski klub koji ima iste boje kao Zvezda i zove se (prikladno) po meni, imam čak i kapu, zamislite:

 

Dakle svemir nije crven, šta god fotografije po Astrobinu sugerisale, vodonik ima tri stanja:

- H-alfa (656.5nm) koji jeste rubin nijanse,

- beta u dve verzije, obe plavičasto-cijan,

- gama u dve verzije, obe ljubičaste.

Jeste alfa (crvena) najjača, beta je 3-4x u proseku slabija u svim emisionim maglinama, a gama je duplo slabija od bete, ali to sveukupno ipak čini jednu mešavinu koja nije uniformno crvena, zar ne? E upravo tu astronomske kamere i modifikovani aparati padaju na ispitu, oni svi prenaglašavaju H-alfa frekvenciju nauštrb ostalih emisionih stanja vodonika i crtaju magline nerealno crveno. Zato meni mnoge emisione magline ispadnu sivkaste ili čak sa plavičastom komponentom, dok drugari na Astrobinu imaju crvene fotke. Jeste, njihove fotke su bolje, dublje i detaljnije i tu nema govora, ali moje su realnije sa aspekta fiziologije ljudskog vida.

Dakle, ne želim da diskriminišem fotone koji ne pripadaju H-alfa frekvenciji. Uostalom ima tu i drugih boja i frekvencija:

- dva kiseonika OIII, oba plavo-zelena,

- dva crvena azotna stanja,

- helijum u plavoj i narandžastoj nijansi.

Svega ovog ima po malo u svakoj emisionoj maglini, mada je tačno da vodonik dominira. 

Sledi spisak tri najupadljivija otvorena jata u okolini, a koja su i bila razlog da snimim Rozetu relativno širokom žižnom daljinom od 135mm. Ovo je (pogotovo na f2.8) uništilo oblik zvezda koje su de facto ogromne, ali je bar sve stalo u vidno polje. Sva tri jata je otkrio Herschell stariji, što znači da su vidljiva u bilo kom današnjem teleskopu.

 

NGC2252: malo otvoreno jato prečnika 18 ugaonih minuta. Sjaj je velikih 7mag, ali ja ničim tu nisam impresioniran. Navodi se da jato ima ispod pedeset članica i da nema vidljivu kondenzaciju, što ovaj snimak potvrđuje.

NGC2236: Spektakularno jato u širokougaonom instrumentu, verovatno bi i u dvogledu veće aperture bilo isto takvo.

NGC2254: Lepo jato od šest minuta prečnika, ukupan sjaj je devete magnitude što znači da je na granici detekcije kao mutna mrljica u manjem dvogledu, ali zato teleskop pokazuje članice.

Sledi jedan teži test za nemodifikovan aparat: Kalifornija nebula (NGC1499). Ovo je maglina koju možemo videti vizuelno u teleskopima samo pomoću filtera koji izdvajaji H-alfa ili beta frekvencije, ali je Bernard svojevremeno pre više od jednog veka nebulu otkrio bez ikakvih filtera - tu već treba oštro oko i opasna optika.

 

Zvezda tirkizne nijanse u centru kadra, Xi Persei je odgovorna za jonizaciju nebule. Ovaj plavi gigant četvrte magnitude je praktično najtoplija zvezda koju golim okom možemo da vidimo: Ksi ima 35 hiljada Kelvina vrelu površinu, a imajući u vidu da je trideset puta masivnija od Sunca, njena energija izračena u okolni prostor je zaista velika. Ovde naročito spada emisija u UV i IC spektru koja zapravo jonizuje nebulu.

Malo veća brzina ove zvezde kroz prostor, šezdesetak kilometara u sekundi, možda ukazuje da je ona izbačena iz asocijacije u kojoj je nastala. Pretpostavlja se da je to Persej OB2 asocijacija; ovo ne mora da bude tačno ali ako jeste, mehanizam izbacivanja mogu da budu gravitacione interakcije u zvezdanim sistemima sa više od dve gravitaciono vezane članice, ili recimo eksplozija bliske supernove, tipično takođe gravitaciono vezane. Mi danas u okolini Perseja nemamo uočene ostatke eksplozije supernove koji bi odgovarali kretanju ove zvezde, ali taj scenario i dalje nije potpuno isključen.

Snimljeno je na 200mm žižne daljine i ponovo na f2.8, ali sam napravio eksperiment tako što je aparat (7D) sam oduzimao dark-frejm. Znao sam da 7D i 5D2 imaju opciju da u seriji lajt-frejmova oduzmu po jedan dark-frejm na svakih 4 snimaka (7D) ili na svakih 5 snimaka (5D2) a ovo drugi Kanoni nemaju. Međutim, prešao sam se pošto ova opcija važi samo za snimke do 30sec eksponiranja, tako da se aparat uredno zablokirao 50% vremena i ja sam umesto 13-14 snimaka za to vreme dobio samo 8 jednoipominutnih snimaka.

Nema veze, lekcija naučena, mostarina plaćena, u obradi je trebalo samo rastegnuti maksimalno. Lično sam zadovoljan da je na svega 12 minuta izlaganja nemodifikovani aparat ovo uspeo da zabeleži, nije da briljira ali može da posluži.