Pitkät valotusajat

[astro_juhis84]

Suomeen on rantautunut uusi muoti-ilmiö, nimittäin pitkät valotusajat tähtivalokuvauksessa.

Eikö erittäin pitkät valotusajat voisi jakaa useammalle kuvaussessiolle. Esimerkiksi näin että, valotetaan kuvaa jokaisena kirkkaana tähtiyönä 1-5 tuntia vuoden ajan. Tällöin kuvan kokonaisvalotusaika olisi luokkaa 2-10 vuorokautta. Olisiko tämä mahdollista? Pitääkö tällöin kameran olla täsmälleen samassa asennossa, jotta tietokone osaa myöhemmin yhdistää kuvat? Vai onko sillä ylipäätänsä mitään väliä, miten päin kamera on kiinni kaukoputkessa eri öiden välillä. Onko teillä ollut kamera koko ajan kaukoputkessa kiinni, kun olette ensin kuvanneet kohteen mustavalkoisena ja toisena yönä värisuodattimien läpi? Eli esimerkiksi M 33 kuvausprojektiin voisi valottaa vielä 20 tuntia lisää pitkällä aikavälillä. Toisin sanoen, pitkä valotusaika jaetaan pitemmälle aikavälille. Yllättävän usein pilvet keskeyttävät pitkät kuvaukset.

Vuoden 1999 toukokuun Sky & Telescope lehdessä sivuilla 126-129 on juttua amerikkalaisesta tähtiharrastajasta Paul Boltwoodista, joka viiden yön aikana valotti kuvaa yhteensä 20 tuntia. 20 tunnin valotuksella hän sai näkyviin peräti 24.1 magnitudin kohteita. Onkohan 24.1 magnitudin rajapyykki jo rikottu nykyisillä harrastajien välineillä? 10 metrin Keck teleskoopilla ja Hubblella on päästy jo 30 magnitudiin erittäin pitkillä valotusajoilla! Oletteko määrittänyt kuinka himmeitä kohteita on mahdollista saada näkyviin 7 tunnin valotuksella? Ja miten se tehdään tähtikuvaukseen tarkoitetuissa ohjelmissa. Pystyykö digijärjestelmän kuvista määritellä kohteiden kirkkauksia?

Lisäksi olen ihmetellyt, miten digijärjestelmällä voi ottaa kuvia H-alfa, O-III ja SII suodattimien läpi. Tällöinhän kamera pitää ottaa kaukoputkesta pois ja vaihtaa suodatinta. Vai ovatko suodattimet kiinni Sbigin filtteripyörässä? Ainakin Gerhard Bachmayer on ottanut hienoja kapeakaistaisia kuvia digijärkkärille.

http://www.pbase.com/gbachmayer/astropix

Miltä kuulostaa jos ammattinimeke olisi "tähtivalokuvaaja". Siinä olisi meikäläisen unelma-ammatti. Toivottavasti joskus tulevaisuudessa olisi mahdollista.

[Timo-Pekka Metsälä]

Eikö erittäin pitkät valotusajat voisi jakaa useammalle kuvaussessiolle. Esimerkiksi näin että, valotetaan kuvaa jokaisena kirkkaana tähtiyönä 1-5 tuntia vuoden ajan. Tällöin kuvan kokonaisvalotusaika olisi luokkaa 2-10 vuorokautta. Olisiko tämä mahdollista? Pitääkö tällöin kameran olla täsmälleen samassa asennossa, jotta tietokone osaa myöhemmin yhdistää kuvat? Vai onko sillä ylipäätänsä mitään väliä, miten päin kamera on kiinni kaukoputkessa eri öiden välillä. Onko teillä ollut kamera koko ajan kaukoputkessa kiinni, kun olette ensin kuvanneet kohteen mustavalkoisena ja toisena yönä värisuodattimien läpi? Eli esimerkiksi M 33 kuvausprojektiin voisi valottaa vielä 20 tuntia lisää pitkällä aikavälillä. Toisin sanoen, pitkä valotusaika jaetaan pitemmälle aikavälille. Yllättävän usein pilvet keskeyttävät pitkät kuvaukset.

Ei vuoden ajan, koska yleensä jokin kohde on hyvin näkyvissä vain muutaman kuukauden. Mutta periaatteessa kyllä voisi valottaa vaikka 30 yötä samaa kohdetta. Ainoa rajoitus siinä on kuvaajan kärsivällisyys - tekee mieli kuvata muitakin kohteita. Järkyttävän pitkillä ja useilla kuvausöillä saisi tietysti parempia kuvia, mutta jossain vaiheessa tulee vastaan the law of diminishing returns, eli saavutettu parannus kuvaan ei enää ole suhteessa nähtyyn vaivaan ja panostukseen. Tosin "isot pojat" maailmalla valottavat kohteita joskus 10 tai jopa useita kymmeniä tunteja. Itse en ole vielä päässyt sille tasolle kuvaajana. Kohteen saaminen kuvaan on sitten sen verran vaivalloista, että yhden yön aikana ei ehdi tai kannata valottaa kuin yhtä tai maksimissaan kahta kohdetta. Kamera on joskus ollut kiinni kuvaussessioiden välissä ja joskus ei. Ohjelmallisesti voi kyllä yhdistää kuvia, vaikka olisi otettu eri kulmissa tai vaikka eri kaukoputkillakin (se riippuu käytettävästä ohjelmasta ja taidoista).

Vuoden 1999 toukokuun Sky & Telescope lehdessä sivuilla 126-129 on juttua amerikkalaisesta tähtiharrastajasta Paul Boltwoodista, joka viiden yön aikana valotti kuvaa yhteensä 20 tuntia. 20 tunnin valotuksella hän sai näkyviin peräti 24.1 magnitudin kohteita. Onkohan 24.1 magnitudin rajapyykki jo rikottu nykyisillä harrastajien välineillä? 10 metrin Keck teleskoopilla ja Hubblella on päästy jo 30 magnitudiin erittäin pitkillä valotusajoilla! Oletteko määrittänyt kuinka himmeitä kohteita on mahdollista saada näkyviin 7 tunnin valotuksella? Ja miten se tehdään tähtikuvaukseen tarkoitetuissa ohjelmissa. Pystyykö digijärjestelmän kuvista määritellä kohteiden kirkkauksia?

En ole mitannut 7 tunnin M33-kuvaa (täytyykin laittaa muistiin ja mitata). Mutta 10 cm linssiputkella pääsen 5 minuutin valotuksella magnitudiin 17 ja tunnin valotuksella magnitudiin 18,5 (kaupungissa). Vastaavasti 20 cm putkella tunnin valotuksella pääsee noin magnitudiin 20. Digijärkkärin kuvista pystyy ilman muuta määrittelemään kirkkauksia. Christian Buil on jopa havainnut eksoplaneetan ylikulun digijärkkärillä.

[Vesa Kankare]

Lisäksi olen ihmetellyt, miten digijärjestelmällä voi ottaa kuvia H-alfa, O-III ja SII suodattimien läpi. Tällöinhän kamera pitää ottaa kaukoputkesta pois ja vaihtaa suodatinta. Vai ovatko suodattimet kiinni Sbigin filtteripyörässä? Ainakin Gerhard Bachmayer on ottanut hienoja kapeakaistaisia kuvia digijärkkärille.

Kiinnitän suotimen T-adapterissa tai polttovälin lyhentäjässä olevaan 2" suodinkierteeseen. Jos vaihdan suodinta (esim. HaRGB kuvassa), otan kameran irti ja yritän sen saada samaan asentoon takaisin, jotta menettäisin mahdollisimman vähän kuvan reunoja. Jatkossa olen ajatellut käyttäväni Gerd Neumannin (http://www.gerd.neumann.net) filtteritaskua jos saan sen sopimaan johonkin väliin.

[astro_juhis84]

Miten pitkällä valotusajalla digijärjestelmällä pääsee noin 20 magnitudiin? Putkena olisi 10" Newton ja kamerana Canon 400D herkkyydellä 1600.

Haluan kuvata himmeitä komeetteja ja asteroideja esim. "Xena".

[Horus]

Christian Buil on jopa havainnut eksoplaneetan ylikulun digijärkkärillä.

Ihan vain kommenttina tähän, että eksoplaneettahavainnot eivät tarvitse mitenkään pitkiä valotuksia (ovat vain noin 10....60 sek.), vaan tärkein ominaisuus on kameran, kaukoputken ja seurannan laatu. Eksojen havainto on sitäpaitsi enemmänkin "sarjakuvausta", kuin yksittäisen kuvien ottamista. Yhdestä kuvasta ei voi vielä mitata mitään ylikulkua tms. kuten varmaan monet teistä jo tietävätkin. Se, että digijärkkärillä on saatu havaittua ekson ylikulku on aivan mahdollista, mutta se kuinka luotettava (siis kuinka suuret virherajat) havainto on, onkin jo sitten toinen seikka.

Itse hieman epäilen, että Maasta käsin voitaisiin havaita kohteita joiden magnitudi on 24+. Nimittäin hyppäys 20 magnitudista (joka on jo aika himmeä) 24:ään on aikamoinen. Asteikkohan on logaritminen (hyppäys magnitudissa on noin 2.5 kertainen kirkkauden muutos). Tälläinen vaatisi kyllä todella ison putken ja todella laadukkaan CCD -kameran ja vielä uskomattoman hyvän kelin. Normaalin, suomalaisen, harrastajan ei kannata kovinkaan vakavissaan toivoa 24 mag. kohteiden havaitsemista. Mutta ainahan sitä voi yrittää.....

[Timo-Pekka Metsälä]

Ei se mag 24 ihan utopistinen tavoite ole. Mittailin Artjärvellä kuvaamaani dataa Iris-sumusta. Valotustahan niissä kuvissa on vajaat 4 tuntia 10 cm linssiputkella. Pinpoint-ohjelmalla saatu rajamagnitudi siitä datasta on 22,7. Tulos ei välttämättä ole ihan tarkka, koska käyttämäni USNO-A2.0 -katalogi loppuu johonkin 21:een, joten ohjelma on joutunut extrapoloimaan. Mutta suuntaa antava tulos se on kuitenkin ja kuvassa näkyy tähtiä, joita ei ole USNO-B2.0 -katalogissa (joka kait ulottuu johonkin mag 22:een).

Isolla putkella, esim. 10-16", hyvissä olosuhteissa ja muutama tunti valotusta... se olisi siinä.

t. Timo-Pekka

[Mikko Päivinen]

 MITÄ MITÄ tuskinpa minä olin ensimmäinen suomalainen amatööri joka otti yli 6 tunnin valotuksen http://www.kolumbus.fi/jappervokki/Ngc7023IRISnebulaF.jpg. Kuvasin tämän 26.8-29.8.2006 välisinä öinä ja valotusaika kokonaisuudessaan oli 7 tuntia ja 10 minuuttia. Olishan tuokin jonkin tason meriitti  :D. Ei vaiskaan ihan vaan mielenkiinnosta, että eikös näin ole ennen kukaan ruukannut tehdä.

PS: kun postaan myöskin tuolla http://www.cloudynights.com/ foorumilla niin siellä ei ole mitenkään ihmeellistä jos joku on valottanut jopa 10 tuntia jotakin kohdetta ::)
Mikko

[rintape]

Paljon olen asiaa opiskellut ja jotain siitä ymmärtänytkin. Yksi tällainen ihan perusjuttu kaihertaa mieltä, en ole siinä saavuttanut täyttä ymmärrystä. Minkä takia käytetään niin pitkiä valotuksia? Sanotaanko nyt vaikka neljää minuuttia ja siitä yli. Noin pitkillä valotuksilla laitteiden tekniset vaatimukset nousee jo tosi korkealle (seuranta). Pitkän valotuksen aikana vahinkojen todennäköisyys nousee, vaikka nyt johtoihin kompastuminen tai jalustan tönäisy.

Kun kuvien pinoamisella vielä saavutetaan mm. se etu, että kohinaa saadaan vaimennettua. Oliko se suhde nyt niin, että 16 kuvaa pinoamalla kohina putoaa neljännekseen? Jos nyt kohteesta tulee vaikka 5 fotonia minuutissa, niin 10 minuutin valotuksella saadaan haaviin 50 kappaletta (no ei tietenkään oikeasti, mutta kuvitellaan). Samat fotonit saadaan kasaan viidellä kahden minuutin valotuksella ja kohina saadaan pienemmäksi (?).

Siis minkä takia kannattaa käyttää tuollaisia jopa 20 minuutin valotuksia?

Petri

[einari]

Kysyinpä samaa asiaa parisen vuotta sitten:
http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=630.0

Jos kohde on himeä niin kahden minuutin valotuksessa voi käydä niin että kohteen signaali ei ylitä lukukohinan signaalia eikä niin ollen auta vaikka kuvia pinoaisi kuinka - jos nyt olen suunnilleen oikein ymmärtänyt.
Kapeakaistakuvauksessa varsinkin niitä kohteen fotoneja tulee niin vähän että pitkät valotukset on tarpeen

[Lauri Kangas]

Kun kuvien pinoamisella vielä saavutetaan mm. se etu, että kohinaa saadaan vaimennettua. Oliko se suhde nyt niin, että 16 kuvaa pinoamalla kohina putoaa neljännekseen?

Tällainen keskiarvoistuksen autuuden harhakuva juontanee juureensa planeettakuvauksesta ja siinä tehtävästä satojen ruutujen pinoamisesta. Pitää muistaa että kohina itsessään ei merkkaa mitään, vaan merkitsevä suure on signaalin suhde kohinaan. Signaalikohinasuhde paranee keskiarvoistamistakin paremmin pidempään valottamalla, koska pitkissä valotuksissa kohteesta saadaan talteen enemmän fotoneja eli kohde näyttää kirkkaammalta.

Jokaiseen valotukseen tulee mukaan lukukohina kuten Einari sanoi, ja mitä pidempiä osavalotukset ovat, sitä pienempi se lukukohinan osuus kaikesta saadusta datasta on ja sitä siloisempi lopputuloksesta tulee.

20 minuutin valotukset tulevat kyseeseen lähinnä kapeakaistafilttereitä käytettäessä tai sitten todella pimeissä paikoissa. Kapeakaistafiltteristä pääsee läpi todella vähän signaalia. Jos kuvaat H-alphalla 30s osavalotuksia, sumunriekaleet kylpevät pimeän taustataivaan kohinassa ja 20x30s pinokin on paljon kohinaisempi kuin yksittäinen 600s valotus, jossa sumun signaalia on päässyt kertymään ruhtinaallisesti verrattuna taustakohinaan. Kokeile vaikka.

Edit: Tuli vielä mieleen vähän selväkielisempi perustelu: Planeettakuvauksessa sitä kohinaa on pakko poistaa keskiarvoistamalla, koska ilmakehän vuoksi valotusaikaa ei voi pidentää. Syvää taivasta kuvatessa voidaan, mikäli jalusta antaa myöten.

[Kaizu]

Edit: Tuli vielä mieleen vähän selväkielisempi perustelu: Planeettakuvauksessa sitä kohinaa on pakko poistaa keskiarvoistamalla, koska ilmakehän vuoksi valotusaikaa ei voi pidentää. Syvää taivasta kuvatessa voidaan, mikäli jalusta antaa myöten.

Tuo pitää pikaansa vain jos resoluutiolla ei ole suurta väliä. Seeing levittää tähdet tehokkaammin pitkän valotuksen aikana. Esim pallomaisissa joukoissa useimmiten on valoa riittävästi mutta jos valottaa likaa niin tähdet sulaa yhteen jo ennen kennoa.

Kaizu

[Lauri Kangas]

Näin on. Juuri tähän perustankin tuon planeetta vs. deepsky vastakkainasettelun. Syvän taivaan kuvissa ei voi koskaan päästä (suomen oloissa) planeettakuvien tasolle erotuskyvyssä koska vaadittavat valotusajat on tuhansia kertoja pidempiä kuin ilmakehän rauhallisten hetkien kestot.

[PetriKe]

Ja sitten on vielä hyvä tiedostaa, että kohteesta lähtenyt valo eli fotonivirta on vaihtelevaa eikä tasaista. Vähän niin kuin vesisade. Mitä pidempään valottaa, sitä paremmin myös vähäinen fotonivirta ylittää vähitellen kameran kohinan ja meillä on mahdollisuus saada pinoamalla himmeät osat paremmin näkyviin. Näin myös kuvan kontrasti paranee.

[Timpe]

Yksi vaikuttava tekijä on myös käytössä olevan digikameran kohinataso tietyllä ISO-herkkyydellä. Itse valotan mieluummin 2 minuuttia ISO 1000 herkkyydellä kuin 1 minuutin ISO 2000 herkkyydellä. Tämä siksi että Canon EOS 7D:n ominaisuuksiin näyttää kuuluvan kohinatason (erityisesti värikohinan) nousu pitkissä valotuksissa suurilla (yli ISO 1600) herkkyyksillä, jos taustataivas on kovin valosaasteinen ja vaalea. On siis parempi kuvata pienemmällä herkkyydellä pidempään, jolloin taustakohinan määrä ja muoto ovat siedettävimpiä kuvankäsittelyn kannalta. (Pitänee vielä testata kameran kohinanpoistotoimintoja tässä suhteessa, tähän mennessä tapahtuneissa kuvauksissani pitkän valotuksen kohinanpoisto on ollut pois päältä.)

[naavis]

Pitänee vielä testata kameran kohinanpoistotoimintoja tässä suhteessa, tähän mennessä tapahtuneissa kuvauksissani pitkän valotuksen kohinanpoisto on ollut pois päältä.

Eikö sama saavuteta vähentämällä kuvista darkit jälkikäteen?