Fotografia solare: immagini H-Alpha professionali

In questo articolo scoprirete come realizzare immagini spettacolari delle tempeste solari e della superficie solare.

Questa guida è il seguito di un articolo precedente. Se non sapete ancora come orientare al meglio il vostro telescopio verso il Sole, quali misure di sicurezza sono indispensabili e di quali programmi di acquisizione e stacking avete bisogno, vi consigliamo vivamente di leggere prima questo articolo: https://www.astroshop.it/i,1754 

A questo punto potrete riprendere esattamente da qui. Avete già familiarità con le nozioni di base? Allora addentriamoci insieme nell'affascinante mondo della fotografia H-Alpha!

Questi imponenti espulsioni di materia, note anche come tempeste solari, sono chiamate protuberanze nel linguaggio tecnico. Si tratta di spettacolari archi di plasma che vengono letteralmente scagliati nello spazio dal Sole. Possono raggiungere dimensioni pari a diversi diametri terrestri e hanno una velocità propria relativamente elevata: è proprio questo che li rende così unici in astronomia.

Tuttavia, a causa dell'enorme luminosità del Sole, queste espulsioni vengono rapidamente sovrastate dalla luce e presentano un contrasto molto basso. Le protuberanze possono essere osservate prevalentemente a una lunghezza d'onda ben precisa: 656,28 nanometri. Per suddividere questo spettro estremamente ristretto, si utilizza l'unità di misura Ångström (Å). In questo caso vale la regola: più piccolo è il valore in Ångström, maggiore è il contrasto delle protuberanze. Alcuni dispositivi di fascia alta operano con soli 0,5 Ångström – un intervallo di luce incredibilmente ristretto.

Questo è anche il motivo per cui i tradizionali filtri H-Alpha utilizzati nella fotografia del cielo profondo non sono adatti per il Sole. Sebbene in teoria sia possibile immortalare protuberanze molto luminose utilizzando un filtro H-Alpha da 3 nanometri e una pellicola filtrante solare aggiuntiva, ciò comporta tempi di esposizione molto lunghi e il risultato risulta poco contrastato e sfocato.

I filtri H-Alpha per l'osservazione solare sono estremamente complessi da realizzare e presentano un tasso di scarti molto elevato: su circa 100 filtri prodotti, solo uno o due superano il rigoroso controllo di qualità. Più aumenta il diametro del filtro, più la produzione diventa costosa e difficile.

Per ottenere esattamente la lunghezza d'onda corretta, molti dispositivi sono dotati di un meccanismo meccanico di regolazione dell'inclinazione che inclina il filtro di pochi millimetri. In questo modo il percorso della luce subisce uno spostamento minimo e le strutture H-Alpha diventano visibili. Altri dispositivi di fascia alta utilizzano invece un cosiddetto «Pressure Tuner», che regola il filtro con precisione sulla lunghezza d'onda corretta tramite la pressione dell'aria. Il grande vantaggio di questo metodo è una nitidezza e un'illuminazione decisamente più uniformi su tutto il campo dell'immagine.

Per la fotografia solare in H-Alpha consigliamo vivamente di utilizzare una fotocamera in bianco e nero (monocromatica). Una fotocamera a colori è, per sua stessa natura, meno sensibile alla luce; inoltre, a causa della matrice di Bayer integrata, si perde una parte preziosa della risoluzione. Un altro svantaggio: l'immagine prodotta da una fotocamera a colori è di un rosso estremamente scuro, il che complica notevolmente la successiva elaborazione dell'immagine.

Prima dell'acquisto, è bene verificare quale fotocamera sia in grado di riprendere al meglio il Sole in combinazione con il proprio telescopio H-Alpha. Le dimensioni del sensore e la lunghezza focale determinano se il Sole rientrerà interamente nell'immagine o se ne sarà visibile solo una parte. Si consiglia di utilizzare questo strumento per calcolare in anticipo l'inquadratura desiderata: https://astronomy.tools/calculators/field_of_view/  Selezionare in alto "Imaging Mode" e scegliere "The Sun" nella sezione "Solar System". Inserite quindi i valori del vostro telescopio H-Alpha (ad es. apertura di 40 mm e lunghezza focale di 400 mm). Ora potete selezionare il modello della vostra fotocamera oppure inserire manualmente i dati dalla scheda tecnica.

Ve ne accorgerete subito: se si imposta il tempo di esposizione in modo che la superficie risulti perfettamente esposta, le protuberanze sono quasi invisibili. Se invece si espongono correttamente le protuberanze, la superficie solare risulta completamente bruciata. Per rendere visibili entrambi gli elementi contemporaneamente, consigliamo di esporre la superficie in modo che risulti appena luminosa, senza che risulti sovraesposta (bruciata).

Molto importante: non scattate una singola immagine, ma registrate un video in formato .ser. In questo formato, i dati grezzi vengono salvati come immagini lineari non compresse in un unico file (simile al formato .fits, ma in formato video). Questo vi offre una libertà molto maggiore in fase di post-elaborazione. Il software SharpCap è ideale per questo tipo di registrazioni.

Girate un video della durata massima di 60 secondi utilizzando la frequenza dei fotogrammi (FPS) più alta possibile della vostra fotocamera. Poiché il Sole presenta una forte dinamica, già dopo un minuto si notano i primi movimenti delle protuberanze; evitate quindi di registrare per periodi più lunghi, per evitare sfocature. Il file .ser ottenuto verrà poi caricato in AutoStakkert! e sottoposto a stacking.

Se desiderate immortalare il movimento delle tempeste solari in un time-lapse, vi consigliamo di procedere come segue: registrate, ad esempio, 60 video da 60 secondi ciascuno, lasciando una pausa di 30 secondi tra uno e l'altro. In questo modo avrete ripreso il Sole per un periodo di circa un'ora e mezza. Importante: durante questo lasso di tempo, l'inseguimento della vostra montatura deve essere assolutamente preciso!

Al termine della sessione, sul disco rigido avrete 60 file video di grandi dimensioni. Assicuratevi quindi di disporre di spazio di archiviazione sufficiente, poiché in poco tempo si accumuleranno diversi gigabyte. AutoStakkert! può quindi eseguire un pratico “batch stacking”, in cui tutti i 60 file vengono automaticamente sovrapposti in sequenza. Le 60 immagini composte finite possono poi essere unite nel programma PIPP per creare un video fluido. Con una riproduzione di 20 fotogrammi al secondo (FPS), otterrete così uno spettacolare time-lapse della durata di circa 3 secondi.

Volete realizzare un time-lapse ancora più lungo e mostrare la lenta rotazione del Sole? Allora avrete bisogno di più materiale. In questo caso, vi consigliamo di scattare circa 300 foto da 30 secondi ciascuna, con una pausa di 30 secondi tra una e l'altra. In questo modo potrete immortalare circa 5 ore di attività solare e ottenere alla fine un video mozzafiato della durata di circa 15 secondi.

Per mettere perfettamente in risalto sia le protuberanze che la superficie solare nell'immagine finale, è necessario un po' di fotoritocco. Lo strumento attualmente più diffuso a questo scopo è il software PixInsight in combinazione con Solar Toolbox. L'astrofotografo Daniel Nimmervoll mostra come installarli e utilizzarli al meglio in questo eccellente e dettagliato video: https://www.youtube.com/watch?v=pyYM9l3NCKE 

• Inserisci l'URL: https://www.cosmicphotons.com/pi-modules/solartoolbox/ nel Gestore dei repository di PixInsight
  e riavvia il programma.
• Carica la tua immagine .tif composita del Sole.
  Apri la casella degli strumenti dal menu alla voce «Process» -> «Solar Toolbox».
• Impostare il «Tipo di immagine» su «Superficie e protuberanze».
• Prova a giocare con i controlli e regola l'immagine secondo i tuoi gusti personali.
• Salva il risultato come file .tif. Ora puoi apportare gli ultimi ritocchi (ad esempio, la regolazione del colore o i filtri Camera Raw) in Photoshop.

Suggerimento: Potete anche utilizzare la funzione di modifica in batch («Batch Edit») per elaborare in modo identico tutti i 60 (o più) fotogrammi del vostro time-lapse in un unico passaggio. Successivamente, basta unire i fotogrammi colorati e ritoccati in PIPP. È proprio così che fanno i fotografi professionisti specializzati in scatti solari!

Speriamo che questo articolo vi aiuti a superare con successo i primi ostacoli della fotografia solare. Se avete ancora domande o avete bisogno di una consulenza sui telescopi e sulle fotocamere più adatti alle vostre esigenze, non esitate a contattare il nostro team di esperti: saremo lieti di aiutarvi!

Marc-Antonio, noto online anche come astronomical_horizon, è un appassionato astrofotografo specializzato in telescopi a specchio veloci. La sua specialità: le piccole nebulose planetarie. Oltre alle stelle, la sua grande passione è la botanica. Conosce la flora locale come le sue tasche. E se gli rimane ancora un po’ di tempo, si mette a suonare la chitarra elettrica.