Filtri Deep-sky, funzionano?

[Paolo]

Un altro piccolo test per verificare l'efficacia del filtro CLS Astronomik, nato per la riduzione del fondo causato dall'inquinamento luminoso. Si parla molto di filtri come questo che, con un'ampia banda passante, dovrebbero permettere anche valide riprese di soggetti come le galassie che emettono luce a spettro continuo.

Il filtro e' stato concepito in modo da limitare il piu' possibile la luce con lunghezza d'onda tipica delle lampade artificiali (es. sodio e mercurio). Questa e' la sua curva caratteristica (linea blu):



Si tratta di un filtro che per forza di cose deve essere "blando", valido soprattutto se si opera da cieli non molto inquinati.

Eccolo dunque al lavoro sotto il cielo sub-urbano dell'Aquila, durante un test sulla galassia M51, raffrontato ad una ripresa senza filtri. L'esposizione e' breve, 300 secondi a f/6.5:



Appare subito evidente il maggior contrasto della ripresa con il CLS. Con parole piu' attinenti al mondo digitale questo equivale dire che il filtro produce un miglior rapporto segnale/rumore.

Con le soglie di visibilita', pero', un'immagine puo' essere abbastanza stravolta e, per chi non si fida (me compreso che ho voluto fare questa analisi), facciamo parlare i numeri. Ho preso il valore dei pixel di entrambe le immagini lungo questo profilo (linea arancio):



graficandoli sulla stessa scala la prima impressione e' che il tracciato superiore (senza filtro) sia relativo ad una immagine piu' contrastata (differenza tra min e max):



Tuttavia quello che conta e' il rapporto (non la differenza) tra il segnale ed il rumore di fondo (catturato nella parte piu' bassa di entrambi i grafici). Ecco i risultati:
- senza filtro: max=16883 min=11023
- con filtro CLS: max=7400 min=3992

Notare che il fondo e' passato da 11023 a 3992, ma ovviamente anche il massimo si e' ridotto perche' il filtro comunque taglia parte della luce della galassia. Con il rapporto pero' si capisce che la situazione piu' favorevole e' quella che prevede l'uso del filtro: 1.85 (CLS) contro 1.53 (s.f.).

Un migliore rapporto s/r significa migliore visibilita' dei dettagli, una magnitudine limite stellare superiore e meno granulosita' di fondo. Quindi nelle riprese CCD sotto un cielo come quello dell'Aquila, l'uso di questi filtri e' realmente conveniente, almeno in linea generale (se ci sono esigenze legate a specifiche frequenze che non devono essere tagliate il discorso cambia).

Una cosa del genere, ma molto piu' marcata, si nota confrontando immagini riprese dalla citta' e da un sito poco inquinato come quello di montagna... ma questa e' un'altra storia!

Ciao
Paolo

[marco]

La tua meticolosità alla ricerca della tecnica migliore lascia esterefatti, bravo, che dire di piu'. Vedo con piacere che la conclusione che scrivi conforta quello che ho sempre sostenuto; è quasi inutile (anche se non sempre...) lavorare da siti inquinati sperando nel miracolo dei filtri anche se si lavora su oggetti con stretta emissione luminosa........, sbagliero' ma questo è il mio convincimento...., certo c'è l'innegabile vantaggio della comodità......, ma vuoi mettere un cielo buio....., quando lo trovi....

[Paolo]

Non sbagli Marco... se vogliamo dirla tutta, dei risultati decenti sono possibili anche da siti inquinati ma per ottenerli bisogna sudare da morire, barare un po' e lavorare con attrezzatura molto costosa.

L'unica cosa relativamente semplice sotto questi cieli cittadini e' la ripresa della luminanza. Gia' passando alle riprese RGB i problemi diventano enormi. Ti faccio un esempio. Di solito l'IL non e' uniforme, capita infatti molto di frequente che il sito osservativo e' posto in periferia per cui esiste un gradiente di luminosita' del fondo cielo. Riprendere nella stessa serata la sequenza dei tre colori RGB significa lavorare in differenti condizioni perche', semplicemente, la volta celeste gira! Ogni ripresa (leggi anche colore) avra' un fondo cielo differente, non solo per il tipo di lunghezza d'onda dell'IL, ma perche' questo ha una diversa intensita' essendo piu' o meno vicino alla fonte inquinante. Al momento della composizione RGB nella crominanza vengono fuori delle cose mostruose! Bisogna stravolgere i singoli pesi dei colori, tutta la fase diventa una disperata ricerca della giusta colorazione che puo' essere trovata solo riferendosi ad una buona immagine preesistente (in pratica cambi i parametri fino a che vedi che la colorazione somiglia a quella di riferimento). Purtroppo e' cosi' e sfido chiunque a mostrare una RGB corretta senza alcun intervento sui parametri con le riprese native.

Sotto un cielo di montagna il fenomeno e' ugualmente presente ma in forma molto piu' ridotta. Questo sia per la mancanza di un forte gradiente che per il maggior rapporto segnale/rumore.

Caro Marco, purtroppo non e' facile spostare tutto il sistema da casa e spesso non c'e' neanche il tempo di farlo. Di sicuro quelle poche volte pero' gli sforzi vengono ripagati. Il motivo per cui facciamo i campi e qualche uscita!

Ciao
Paolo

PS: Giuse', sbaglio o era tua l'idea di riprendere contemporaneamente (con diversi strumenti) i colori? Non e' per niente male...

[Marco Bensi]

Scusa Paolo ma il tuo filtro e' nella classe dei BroadBand..giusto ??
Dal driagramma mi sembra di si...ma con un Narrowband??

Ciao
Marco

[Paolo]

Si Marco, e' un filtro che rientra nella classe dei "broadband", nel grafico si vede come con la sua larghezza di banda abbraccia le piu' importanti frequenze di emissione nebulari (linee verdi) e taglia quelle tipiche dell'IL (linee rosse).

Con un narrowband l'immagine di una galassia viene distrutta... d'altra parte l'emissione di luce avviene su tutto lo spettro e il filtro lascia passare solo una piccolissima parte (pochi nanometri di ampiezza). Torna utile quello per la luce h-alfa che, usato in combinazione con gli altri filtri a banda larga per la sintesi dei colori, evidenzia le regioni cosiddette HII, nebulose di idrogeno ionizzato, nelle spirali delle galassie.

In ogni caso qualunque filtro toglie informazioni, l'ideale per la ripresa delle galassie resta sempre il cielo di montagna, senza filtri o al limite con il solo IR-cut...

Ciao
Paolo