HFR, FWHM, Excentricidade, SNR, Dawes Limit

Astrofotografia é um hobby prazeroso, mas dá para complicar 😁. Na busca pelo aperfeiçoamento das técnicas de captura e processamento de imagens é inevitável se deparar com uma sopa de letrinhas e conceitos. Listo alguns que para mim são mais relevantes e que utilizo na maioria das vezes para ajustar o equipamento durante as noites de captura e processamento.

Excentricidade

Excentricidade de uma estrela indica o quão próximo de estar em formato circular ela está, o valor varia de 0 a 1. Algumas referências indicam que algo por volta de até 0.4 é perfeitamente circular para nossos olhos. Para valores muito acima disso, veremos estrelas não circulares. Isso pode indicar algum tilt no conjunto óptico, erro grande de guiagem, colimação ruim, etc.

Dawes Limit

Esse é o limite de resolução do seu sistema óptico. Se você pratica astrofotografia planetária, quanto menor esse valor melhor será a capacidade de capturar detalhes dos objetos. Isso porque as técnicas de captura (Lucky Framing) conseguem "driblar" condições em média não muito boas de seeing, através da velocidade de captura. Mas se você é praticante de astrofotografia de céu profundo, ter um Dawes Limit pequeno faz sentido se em média você também possui um céu com ótimo seeing, caso contrário sua capacidade de resolver detalhes dos objetos ficará limitado as técnicas de pós-processamento.

O ideal é que seu conjunto óptico ( ota + reducer/barlow + pixel size) respeite esse limite.

FWHM

Full Width at Half Maximum. Dado um pulso de fluxo emitido por uma estrela, mede-se a largura desse fluxo espectral entre valores extremos, quanto menor esse valor em tese mais pontual está a estrela. Essa métrica é utilizada por alguns algoritmos para ajustar o foco do seu conjunto óptico. Tenho visto essa métrica ser representada em duas unidades: Pixel(px) ou arcsec/px. No primeiro, valores grandes (ex: 10px) podem indicar uma condição de oversampling, ou seja, muitos pixels estão sendo usados para representar a informação, as estrelas podem parecer fora de foco, maiores e mais tênues. Nesse caso técnicas de processamento como Deconvolução podem ajudar a recuperar detalhes e nitidez. Números muito pequenos (ex >1px) podem indicar undersampling, suas estrelas podem aparecer com formatos não circulares. Nesse caso técnicas como Drizzle podem ajudar. Tenho visto que valores entre 2 e 3px são ideais, mas não diria que há consenso. Quando a métrica é dada em arcsec/px nos ajuda a ter uma idéia da qualidade do céu, condições de seeing. Isso porque é possível aproximar FWHM como: 

FWHM' = SQRT(Seeing^2 + Dawes  Limit^2 +

Erro de Guiagem^2 + Escala de Resolução^2).

As variáveis Dawes Limit, Erro de Guiagem e Escala de Resolução podemos considerar que são fixas ou então mais facilmente controladas. Sobra então Seeing, fica fácil saber qual será seu melhor FWHM para condições de seeing muito boas e o quão longe você está disso em uma determinada noite de captura. No meu caso, em condições de seeing muito boas minha melhor estimativa de FWHM seria:

• C8/f6.3+ASI2600, FWHM = SQRT(0.5^2 + 0.57^2 + 0.3^2 + 0.61^2) = 1'/px
• 80mm/f6+ASI2600,  FWHM = SQRT(0.5^2 + 1.45^2 + 0.3^2 + 1.61^2) = 2.2'/px

 Valores acima disso podem significar condições piores de seeing.

HFR/HFD

Half Flux Radius/Diameter. De maneira simples, essa é a medida do raio da estrela. Essa métrica é muito utilizada por algoritmos para ajustar o foco do seu conjunto óptico. Quanto menor, melhor seu ajuste de foco. Alguns softwares conseguem monitorar esse valor de um conjunto de estrelas em cada frame de captura. É importante monitora-lo para verificar a necessidade de refazer o foco durante a noite. Em certas condições como mudança de temperatura, pode ser necessário.

SNR

Signal to Noise Ratio. Essa é a relação sinal/ruído. Acho que o mais relevante é entender que a razão cresce com a raiz da quantidade de sinal que é capturada. Isso significa que para você aumentar essa razão significativamente você acaba precisando de MUITAS horas de captura. Isso pode dizer que é hora de parar e mudar de alvo ou que você precisa comprar um OTA de maior abertura 😅

Não tente perseguir uma dessas medidas do setup do seu amigo, é possível perceber que a maior parte delas é dependente de cada conjunto óptico/setup e portanto servem muito mais para comparação, ajustes do seu próprio setup, seleção de frames e processamento.

Céu limpo a todos
@astronomianocerrado

As cores do céu noturno

 

O processamento de imagens de céu profundo é algo complexo e na maioria das vezes controverso entre os praticantes de astrofotografia. Muitos optam por cores falsas em nome da arte, outros já preferem "melhorar" as cores originais e uns poucos deixam as cores mais naturais.

Não existe um certo ou errado, pior ou melhor. Existe o gosto pessoal de cada um e o objetivo que quer atingir com sua captura.

Entretanto diante de um universo de cores e tons, resolvi escrever um pouco sobre o que andei lendo/estudando sobre as cores do céu noturno (de um ponto de vista menos artístico) para que sirva de comparação/informação quando forem admirar a obra de alguém. Saber o que é real, natural, cores falsas, etc. Enfim, pode-se entender mais do céu profundo pelas cores.

Céu

Não é preto! O céu visto em um local bem escuro Bortle1/2 com os olhos adaptados aparenta uma coloração cinza escuro. Entretanto um efeito chamado de "airglow", que é provocado pela incidência de raios cósmicos e/ou da luz refletida pela Lua na atmosfera, pode adicionar uma coloração levemente para o vermelho, verde ou azul. 

Nebulosas de Emissão

Nebulosas de emissão podem apresentar diversas cores dependendo de sua composição de gases e intensidade da absorção da luz pela nuvem de poeira que a forma.

• Vermelho/Rosa: Predominância Hidrogênio H-Alpha, absorção de H-Beta e H-Gamma pela nuvem de poeira.
• Magenta, Azul-claro: Hidrogênio  H-Alpha + H-Beta + H-Gamma, com pouca absorção pela nuvem de poeira.
• Rosa: Hidrogênio  H-Alpha + H-Beta + H-Gamma + Oxigênio (OIII) ou Enxofre (SII).
• Laranja, Marrom: Nuvem de poeira.
• Verde: Abundância de Oxigênio (OIII).
• Verde / Azul: Presença de HeI / HeII

Nebulosas de Reflexão

Esses objetos de céu profundo tendem sempre para a coloração azul, pois é a tonalidade que se espalha predominantemente pelas pequenas partículas de poeira quando a luz das estrelas próximas são refletidas.

Galáxias

As galáxias de maneira geral tendem para as cores azul, amarelo e vermelho. A cor e a intensidade está diretamente ligada ao espectro das estrelas predominantes. Em geral galáxias espirais e irregulares tendem ao azul pois possuem estrelas mais jovens e maiores. O vermelho/amarelo é mais predominante nas galáxias elípticas, pois possuem uma população de estrelas mais velhas, menores e mais tênues.

É comum observar cores diferentes na mesma galáxia. Por exemplo, em uma galáxia espiral pode-se notar os braços espirais em azul e a região do bojo/central em amarelo/vermelho, seguindo a mesma lógica da população de estrelas ali presentes.

Estrelas

Estrelas podem emitir sua luz em diversos comprimentos de onda, definindo sua cor de acordo com a temperatura da sua superfície

• Azul:  Acrux (24.000K)
• Azul-Branco: Spica (20.900K)
• Branco: Vega (9.600K)
• Branco-Amarelo: Canopus (7.350K)
• Amarelo: Cepalla (5.700K)
• Laranja: Arcturus (4.290K)
• Vermelho: Antares (3.800K)

Céu limpo a todos!

@astronomianocerrado

Cabeça de Cavalo Azul

Nebulosa de reflexão Cabeça de Cavalo Azul está localizada na constelação de Escorpião e próxima a estrela Antares, que poder facilmente localizada no céu noturno. A coloração azul (na faixa dos 445nm) vem da reflexão da luz emitida pelas estrelas que a compõe, principalmente a estrela Jabbah (olho do cavalo. Jabbah é uma enorme estrela com aproximadamente 9xMsol, com temperatura superficial de 10.000 a 25.000K emitindo uma coloração azul.

Esse objeto é bastante tênue, com regiões escuras ou emitindo uma coloração verde/amarelo na faixa dos 551nm de comprimento de onda devida a abundância de Oxigênio. Difícil de enquadrar em um campo ajustado como o do meu apocromático 80mm.  Entre as idas e vindas das nuvens nesse mês de junho, consegui capturar 2h30m de sinal dessa nebulosa:

Está localizada a 400 anos-luz de distância e possui um raio de aproximadamente 40 anos-luz. O campo desse objeto é bastante grande, o ideal seria capturar com uma distância focal ainda inferior aos 480mm do meu refrator.

Céus limpos a todos!

@astronomiaNocerrado

Já era hora do C8!

Já era hora de tirar o C8 do case e coloca-lo para registrar o cosmos! Estava só aguardando o novo focalizador eletrônico chegar para esse OTA começar a ocupar espaço novamente no bagageiro da rural 😀.

Tive uma ótima experiência com o ZWO EAF que instalei recentemente também no refrator 80mm e portanto resolvi comprar mais um com o bracket para C8. Instalação sem maiores problemas, o novo EAF agora não precisa mais de fonte 12v e pode ser usado diretamente na porta USB da câmera.

Como já levei o focalizador instalado, joguei ele para a posição 0 (inwards) e fui movendo 1000 steps outwards para tentar achar um foco grosseiro antes de iniciar o processo de autofocus, mas não consegui. Resolvi então afrouxar os parafusos e manualmente encontrei o foco grosseiro, reapertei tudo e ai a coisa funcionou de acordo.

Galáxia Centaurus A. Localizada na constelação de Centaurus, essa galáxia lenticular possui um tamanho aproximado de metade da Via Láctea e está distante de nós 13 milhões de anos-luz. Usando o Telescópio Espacial Spitzer os cientistas confirmaram que Centaurus A está atravessando uma colisão galáctica devorando uma galáxia espiral.

Galáxia do Sombrero. Essa espiral está ainda mais distante de nós, cerca de 30 milhões de anos-luz e é ainda menor que a Centaurus A. Esse nome foi dado a ela pois aparenta um chapéu.

Nebulosa Trifida. Esse é um objeto interessante pois apresenta uma nebulosa de emissão (vermelho), reflexão (azul) e nebulosa escura (as lacunas na nebulosa de emissão). Situada na constelação de Sagitário, pode até ser identificada a olho nu em um céu bem escuro.

Céus limpos a todos!

@astronomianocerrado