HDR Nebulosa Tarantula / NGC2070 Newton 200 Canon 600D

[EL]

Nebulosa Tarántula (30 Doradus/NGC2070) en la nube mayor de Magallanes

La nebulosa “Tarántula”, catalogada como NGC2070 o 30 Doradus, es un impresionante objeto extragaláctico.

Está ubicada a unos 160.000 años-luz, en el límite de la Nube Mayor de Magallanes (una de las galaxias más pequeñas del Grupo Local). Esta región es de las zonas de nacimiento de estrellas (starbust) más grandes y activas que se conocen en el grupo local.

En el centro de la nebulosa, el cúmulo de estrellas NGC2070 proporciona la mayor parte de la energía que la hace tan brillante, ionizando algunas zonas y reflejándose en otras.

Esta nebulosa es extremadamente brillante: téngase en cuenta la forma en la que se la ve y la distancia a la que se encuentra (unas 120 veces más lejos que M42…)

Para que el núcleo no sature la imagen, hice una composición HDR de 17 tomas de 300 segundos para la nebulosa, con 12 tomas de 60 segundos para el centro.

El centro de la imagen está localizado en las coordenadas RA: 05h 38m 4.3s, Dec: -69° 05’ 56.2”

Espero que les guste y cualquier comentario/crítica es bien recibido.

Saludos,

Ernesto.

Datos de la imagen:

_ Composición High Dynamic Range de 17 x 300 seg y 12 x 60 seg light frames a ISO 1600, calibrados con 300 bias, 49 flat y 53 dark frames

_ FOV: 93’x60’ (crop de la imagen original de 95’x 63’)

_ Tamaño nativo (después de recortar): 5112 x 3322 pixels

_ Resolución: 1.1 arcsec/pixel (longitud focal 787 mm, con pixels de 4.2x4.2 µm)

_ Procesada 100% con PixInsight 1.8

Equipo utilizado:

_ Telescopio: Newton GSO F4 200 con corrector de coma GPU.

_ Cámara: Canon 600D/T3i modificada (filtros IR y pasabajo removidos, full spectrum mod con Astronomik MC Clear). Refrigerada, con temperatura controlada.

_ Filtro Astronomik CLS CCD filter

_ Montura Sky Watcher NEQ6 controlada con EQMod

_ Guiado Off-Axis con Lodestar StarLight Xpress

Datos de la adquisición:

_ Lugar: San Antonio de Areco, Buenos Aires, Argentina (seeing regular, humedad muy alta, S 34° 15’ / W 59° 23’)

_ Fecha: Octubre 18, 2015

[sagitario blues]

Es una toma preciosa, muy buena imagen.

[rsgabrielm]

Buenísima y muy bien la explicación, me gusta el encuadre que le diste

[astronico]

Ernesto como dominas ese equipo que tenes, vos y tu telescopio son uno!!!. Me gusta la configuracion que utilizas (luminosa, con la resolucion justa), la tecnica de procesado que le aplicas a los objetos y lo cuidadoso y meticuloso que sos con la captura...es como un arte lo tuyo cuidadno cada detalle desde que armas el telescopio hasta que terminas de procesar la imagen.

Saludos

[EL]

Hola Sagitario Blues, Gabriel, Astronico: muchas gracias por pasar a ver y por sus comentarios!

Saludos,

Ernesto.

[danr19]

Esta Tarántula también esta alucinante, Ernesto.

Un abrazo,

[fsr]

Excelente!!

[Christian Hilbert]

Ernesto,

Te felicito por la imagen que lograste, está excelente. Realmente impactante!

Además todos los detalles están perfectos.

Te consulto algo, veo que sacaste las fotos en ISO 1600 con exposiciones de 300 seg. Seguramente esto podés hacerlo porque tu cámara está modificada y refrigerada.

Yo tengo una Canon T5 sin modificar, y la verdad es que con exposiciones de 300 seg. me cuesta mucho pasarme de ISO400. Esto es solamente por la refrigeración o hay algo más que no estaré considerando?

Muchas gracias, un abrazo

Christian

[EL]

Hola Daniel, Fernando, Christian, muchas gracias por pasar a ver y comentar!

Cita

Te consulto algo, veo que sacaste las fotos en ISO 1600 con exposiciones de 300 seg. Seguramente esto podés hacerlo porque tu cámara está modificada y refrigerada.

Yo tengo una Canon T5 sin modificar, y la verdad es que con exposiciones de 300 seg. me cuesta mucho pasarme de ISO400. Esto es solamente por la refrigeración o hay algo más que no estaré considerando?

Christian,

Te doy dos respuestas, una corta y una larga :

RESPUESTA CORTA:

Si, refrigerar la cámara ayuda mucho, lo mismo que hacer un buen calibrado.

Por otro lado: esta foto la saqué a ISO 1600, pero era porque estaba haciendo alguna experimentación. Creo que el mejor valor para utilizar en mi cámara es ISO 800 y ese es el que normalmente uso.

RESPUESTA LARGA:

Si, la cámara está refrigerada y eso ayuda mucho.

Como sabés, hay dos estrategias (que son complementarias) para minimizar el efecto del ruido térmico:

1) Enfriar la cámara para que el ruido térmico sea lo menor posible

2) Efectuar una calibración con dark frames

El punto 2) tiene sus vueltas, sobre todo en el caso de las DSLRs. La idea detrás de la calibración con darks es la de encontrar una imagen que sea representativa de los efectos de la “corriente térmica” y restarla de la imagen obtenida del objeto de interés (que supuestamente es la suma de la señal del objeto y de la señal térmica).

Por eso, es fundamental que el dark frame a restar tenga las mismas características que la parte de la imagen correspondiente a la corriente térmica, dado que si no es así estarías quitando o agregando a la imagen información que no corresponde.

Por otro lado, es importante que haya un gran número de Dark Frames para realizar un Master Dark Frame, porque al promediar los valores de muchos se minimizan los errores aleatorios y solo quedan los repetitivos que caracterizan adecuadamente a la corriente térmica (si el número es bajo, en realidad terminás agregando más ruido del que quitás).

El ruido térmico depende de varios factores: la temperatura, la duración de la exposición y el valor ISO utilizado.

Los sensores utilizados en las cámaras astronómicas en general responden a una ley de variación de la corriente térmica que duplica la misma cada vez que la temperatura aumenta 6°C. Sin embargo, en las DSLRs esto no es del todo cierto (las imágenes RAW no son tan RAW como deberían serlo…).

Por ejemplo, en las cámaras Canon que yo probé (400D y 600D), el valor medio de la corriente térmica se mantiene prácticamente constante frente al aumento de la temperatura o del tiempo de exposición. Esto es algo “artificial”, porque la corriente térmica debería aumentar con la temperatura (duplicándose cada 6°C) y en forma más o menos lineal con la duración de la exposición. Esto es una prueba de que el comportamiento de la cámara es “artificial” (es decir, que la cámara hace algún proceso a la imagen RAW) ya que el ruido de la imagen oscura SI se incrementa con la duración y la temperatura.

Esto puede verse en estos histogramas de dos darks frames tomados con mi CanonT3i/600D:

[centrar]DEFINITIVAMENTE NO. [/b]

Lo que pasa es que a mí me divirtió mucho hacer todo esto y lo hice para tratar de investigar un poco el asunto.

Hay tantas otras fuentes de error que las sutiles mejoras que podés lograr haciendo todo esto no valen para nada la pena.

Cuando el sensor de una Canon está entre 0°C y 5°C (reales) el ruido térmico es bastante bajo, o por lo menos, es despreciable frente al resto de las fuentes de error que hay por ahí. Y con un calibrado más o menos decente la cosa va muy bien.

Además (y esto es MUY importante) hay fotos excelentes (mucho mejores que las que yo logro hacer) de gente que nunca calibra las imágenes.

Con respecto a los ISO:

El valor ISO en una DSLR solamente varía la ganancia de un amplificador que está en la etapa de conversión analógica-digital. Esto puede verse claramente en la columna Ganancia [e/ADU] de la siguiente tabla que muestra los resultados de algunas mediciones que hice en mi Canon 600D/T3i.

Ahí se ve que la ganancia es función lineal del valor ISO. También se indican, para cada ISO, los valores del ruido de lectura (en electrones y electrones/ADU), la capacidad máxima del sensor (Fullwell Cpapcity en electrones) y el rango dinámico que se puede lograr para cada ganancia.

Resumiendo:

En términos prácticos, lo que habría que hacer es elegir una combinación de valor ISO/ tiempo de exposición que haga que el histograma de la imagen resultante se “separe de la izquierda” (para minimizar la incidencia del ruido de lectura), al mismo tiempo que no se saturen las zonas de la imagen que sean de interés. Que el rango dinámico sea lo más alto posible, pero con una ganancia suficiente para que durante el tiempo de exposición elegido lleguen a distinguirse los rasgos de interés. Y, además (pero eso ya es otro capítulo de la historia), que el valor del flux producido por el background del cielo y su correspondiente ruido estén dentro del rango adecuado para no molestar (lo que llaman Sky Limited Exposure).

Tomando en cuenta todas estas cosas, llegué a la misma conclusión que muchos otros llegaron antes que yo: entre ISO 400 e ISO 800 y usar valores de exposición de entre 5 y 10 minutos es adecuado para este tipo de cámaras cuando se fotografían objetos tenues de espacio profundo. Podes estirarte a ISO 1600 pero no vale la pena.

Por lo tanto, en general, con la Canon 600D yo uso ISO 800 y, dependiendo del caso, hago tomas de 5 o 10 minutos (obviamente menos si es un objeto particularmente brillante), manteniendo el sensor de la cámara a 0°C o 5°C (según sea invierno o verano).

Saludos,

Ernesto.

[esteki]

Eso es respuesta che ...impecable Ernesto, con abundancia de datos y fundamento. Me quedo con la conclusión de los 5 min iso 800 que la mayoría está de acuerdo es un valor razonable y equilibrado, en mi caso casi siempre lo uso también.

Con respecto a la imagen, muy detallada y agradable a la vista como ya nos tenés acostumbrados. Es uno de los típicos objetos (junto con Orion) que prácticamente es necesario hacer hdr para que quede bien. También es bastante complicado de calibrar el color, por eso mirando la web hay bastante disparidad en la coloración con técnicas similares.

Lo dicho, buena foto, equipo y dedicación para cada etapa del trabajo astrofotográfico. Felicitaciones!

Ariel

[Moska]

Ernesto, una toma excelente, y mejor aun la respuesta que diste sobre el tema de ISO y temperatura. Muchas gracias por aclarar ese tema sobre, teniendo en cuenta que voy a empezar a hacer astrofoto con una reflex.

[Christian Hilbert]

Ernesto,

Te agradezco muchísimo la respuesta a mi consulta. La verdad muy detallada y precisa la explicación!

Estoy usando para la calibración el DSS, y las imágenes las saco con el APT. Hago los darks con la misma ISO y tiempo de exposición que los Lights.

Te cuento que vivo en Misiones, y en otoño o primavera es difícil que durante la noche la temperatura ambiente baje de 20/22 ºC. Con exposiciones de 5 min, e ISO 800, la temperatura de los light están entre 35 y 38ºC, según lo que indica el APT. Si esto es así, con lo que bien explicaste, ahora entiendo el ruido y la sobreexposición que a veces tengo.

Te agradezco una vez mas el tiempo dedicado en la contestación.

Abrazo

Christian

[EL]

Ariel, Moska, Christian, muchas gracias por sus comentarios!

Esteki - También es bastante complicado de calibrar el color, por eso mirando la web hay bastante disparidad en la coloración con técnicas similares.

Ariel: que tema el tema del color... da para hablar durante días

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A pesar de que el tipo de fotografía que hago no tiene ninguna finalidad científica, mi deseo es que sea, dentro de lo posible, documental, y eso implica que la imagen procesada no tenga ningún objeto de más o de menos a los que hay en la realidad (es decir que el procesado, por ejemplo, no quite estrellas que existen y tampoco genere "artefactos" inexistentes). Y dentro de este criterio entra el asunto del color.

Es obvio que los objetos de espacio profundo prácticamente no muestran color cuando se los observa, debido a lo tenue de la luz que nos llega. Sin embargo, las cámaras al acumular los fotones que van llegando muestran señal que corresponde a longitudes de onda que permiten reconstruir los colores (estoy hablando de fotografía en luz visible).

Pero ¿son estos colores “reales”? ¿debería uno respetarlos a toda costa? ¿o lo que pasa es que buscamos colores “agradables”, o sea aquellos a los que nos acostumbramos viendo fotos anteriores?

Por ejemplo, si uno mira fotografías de hace unos años cuando se tomaban con película química y las compara con la de la época digital, puede verse que al principio la gente procesaba las fotos digitales para hacerlas corresponder con la respuesta de la película química y, probablemente, no había una buena razón para eso. Luego fue cambiando a lo que estamos acostumbrados a ver hoy en día.

También es claro que algunas longitudes de onda de la luz que llega son de determinado color, por ejemplo, la longitud de onda correspondiente a la línea alfa de emisión del Hidrógeno presente en las nebulosas de emisión definitivamente cae dentro de los rojos.

La calibración de color involucra dos pasos:

• 1)La neutralización del “cielo de fondo” (background), porque se supone que dicho cielo debería tener un color neutral (gris) en el que no predomine ningún color en especial. En la práctica, es algo arbitrario definir qué es background y que no (esto es especialmente difícil en fotografías en las que una nebulosa cubre gran parte del cuadro y uno no sabe si el pedacito que considera como background en realidad tiene algo de nebulosa o no). En la práctica, lo que se busca es que los histogramas de los canales R, G y B de la zona de background tengan sus “picos” alineados (con perdón de los chilenos que puedan estar leyendo esto ).
  2) La determinación de cuáles son los coeficientes de corrección que hay que aplicar para que un objeto blanco se vea blanco. Hay varias estrategias para eso, ente ellas la de calibrar el color contra estrellas de color conocido, contra el centro de galaxias de determinado tipo que se consideran son de color blanco neutro o, como puede hacerse en PixInsight, promediando el color de unos cientos o miles de estrellas en el convencimiento de que el promedio va a dar un blanco neutral. Este último es el procedimiento que normalmente uso para la calibración de color.
  

Calibrando el color de esta forma, siempre llego al resultado de que para la cámara que uso los coeficientes de corrección del punto blanco son cercanos a 1. Esto está de acuerdo a lo que dice la gente que hace los filtros Astronomik: cuando usás para fotografía astronómica un filtro Astronomik CLS CCD en una cámara que no tiene su filtro IR de fábrica (como es mi caso) ellos dicen que prácticamente no se necesita ajustar los coeficientes de corrección de color para el blanco.

Entonces, la conclusión debería ser que los colores deberían estar bien y listo. Y, sin embargo, si uno no hace nada más, las fotos quedan con una coloración verdosa.

Como se supone que (salvo en nebulosas planetarias, remanentes de supernova o cosas similares) no hay procesos físicos que emitan en color verde, lo que normalmente se hace es utilizar algún proceso (en PixInsight se llama SCNR) que quite esa coloración verdosa.

¿Esto está bien? No lo sé y si alguien que lee esto me lo puede explicar estaré agradecido, porque es una de las tantísimas dudas que tengo.

De modo que, casi siempre, me atengo a esa idea (que no estoy seguro sea correcta) de que hay que neutralizar los verdes y esa coloración desaparece de mis fotos.

Sin embargo, como la coherencia no es una de mis virtudes , en este caso de Tarántula no neutralicé el verde del todo (solo lo hice en un 50%), porque me parecía que así quedaba “mejor” (sea lo que signifique "mejor" en este contexto…).

Y entonces es tal cual como vos decís: cada foto que hay en la web (o cada versión del proceso que hacemos) tiene un color distinto.

Saludos!

Ernesto.

[EL]

Christian Hilbert dijo:

Estoy usando para la calibración el DSS, y las imágenes las saco con el APT. Hago los darks con la misma ISO y tiempo de exposición que los Lights.

Te cuento que vivo en Misiones, y en otoño o primavera es difícil que durante la noche la temperatura ambiente baje de 20/22 ºC. Con exposiciones de 5 min, e ISO 800, la temperatura de los light están entre 35 y 38ºC, según lo que indica el APT. Si esto es así, con lo que bien explicaste, ahora entiendo el ruido y la sobreexposición que a veces tengo.

Christian

Christian,

Para ilustrar el efecto de la temperatura, adjunto unas tablas que hice cuando realicé pruebas investigando este tema.

Aquí podés ver un crop de la parte central de la imagen, con el mismo stretch aplicado a todas las imágenes para poder hacer una comparativa válida.

Debajo de cada foto aparece el histograma de la misma.

El primer cuadro muestra la imagen de Bias, o sea que no hay ruido térmico presente sino solo ruido de lectura.

El segundo muestra un Dark de 5 minutos a ISO 800, con el sensor de la cámara refrigerado a una temperatura regulada a 20°C.

El segundo y el tercero muestra los mismos darks, pero sin refrigerar y a temperatura ambiente de 24°C y 28°C respectivamente. En el primer caso la temperatura del sensor llega a 33.8 °C y en el segundo a 36.8 °C.

Aclaro que, en todos los casos, la temperatura del sensor de la cámara es la real (no la que indica el EXIF) y está tomada de un sensor de temperatura que pegué al chip de la cámara. La temperatura que indica el EXIF es bastante diferente de la real, porque el sensor que utiliza está en algún lugar de la tarjeta de la cámara y no en el sensor de la misma.

[gvanhau]

Linda foto Ernesto.

Quería aportar un par de detalles respecto de las explicaciones de calibrado e ISO, que también conviene tomar en cuenta.

Respecto de los darks, hay que tener cuidado en algunas cámaras que tienen lo que se llama "Amp Glow", que es producto del calentamiento de algún componente cerca del sensor, y que produce unas manchas de color magenta o rosado en las imágenes de larga exposición. Para estas cámaras, no es posible usar la opción de optimización, porque al hacerlo, no se elimina completamente ese efecto térmico y las imágenes calibradas quedan con esas manchas. Aunque parece increible, pero mi canon 5D Mark II tiene ese defecto. En este caso la única opción es calibrar con Darks de las mismas condiciones que los Light.

Respecto de los ISO altos y errores de cuantización, hay un aspecto que se debe tomar en consideración: A ISOs bajos, es posible que las cuentas de fotones de objetos muy débiles queden "escondidos" dentro del ruido de lectura de la cámara (reflejado en el bias). En estos casos, algunas veces conviene usar ISO mas alto de modo que esos fotones si generen una señal procesable. Para contrarestar el error de cuantización, se toman más muestras (imágenes), de modo de que "el promedio" de esos valores se acerque mas al valor real.

Geert

[Christian Hilbert]

Muchas gracias Ernesto nuevamente por tus indicaciones. Hay que dedicale tiempo y esfuerzo a los darks!!! (y la los FLATS....)

Aclaro que, en todos los casos, la temperatura del sensor de la cámara es la real (no la que indica el EXIF) y está tomada de un sensor de temperatura que pegué al chip de la cámara. La temperatura que indica el EXIF es bastante diferente de la real, porque el sensor que utiliza está en algún lugar de la tarjeta de la cámara y no en el sensor de la misma.

Según tu experiencia, cual es la diferencia que podría existir entre la temperatura real y la indicada por el APT (en mi caso)? Por ejemplo cuando este último indica que la temperatura es de 30 o 32 ºC ?

Abrazo

Christian

[EL]

Hola Geert,

Muy interesante lo que comentás, gracias por compartirlo.

Muchas gracias Ernesto nuevamente por tus indicaciones. Hay que dedicale tiempo y esfuerzo a los darks!!! (y la los FLATS....)

Aclaro que, en todos los casos, la temperatura del sensor de la cámara es la real (no la que indica el EXIF) y está tomada de un sensor de temperatura que pegué al chip de la cámara. La temperatura que indica el EXIF es bastante diferente de la real, porque el sensor que utiliza está en algún lugar de la tarjeta de la cámara y no en el sensor de la misma.

Según tu experiencia, cual es la diferencia que podría existir entre la temperatura real y la indicada por el APT (en mi caso)? Por ejemplo cuando este último indica que la temperatura es de 30 o 32 ºC ?

Abrazo

Christian

Hola Christian,

Parece mentira, pero no puedo contestarte una pregunta tan concreta en forma también concreta.

Yo hice varias pruebas y las respuesta que te daría es: “y…depende”.

Por ejemplo:

Con la cámara recién encendida y tomando un bias, la diferencia es de unos 3°C. Si dejás la cámara encendida (pero sin hacer nada) y volvés a tomar bias a los 3, 5 y 10 minutos, la diferencia es mayor (3.4, 3.9 y 4.9 °C respectivamente).

Ahora bien, si en lugar de bias tomás darks de 5 minutos, la diferencia es de unos 8°C (promedio a lo largo de una hora).

En todos los casos, cuando medí esto la temperatura ambiente era constante (unos 25 °C).

Todas estas mediciones fueron hechas sin refrigerar la cámara.

Aunque no encontré las mediciones que hice, creo que cuando la sesión es larga y la cámara está refrigerada, las cosas tienden a emparejarse (por ejemplo, a las 5 horas de estar haciendo tomas de 5 minutos con la caja enfriada a una diferencia de -25°C con respecto a la temperatura ambiente).

Aclaro que esto lo medí en mi cámara y no puedo asegurar que sea igual en todos los casos ya que según creo, además de lo anterior, también depende bastante del modelo de cámara (tienen los sensores ubicados en diferentes lugares, algunas tienen más partes de metal que transmiten mejor el calor, etc.).

Si bien estos valores son para la 600D, cuando medí lo mismo en la 400D obtuve resultados similares.

Saludos!

Ernesto.

[DamianS]

Ante todo muy Buena Toma Ernesto

felicitaciones ...

con respecto a la parte tecnica se nota que la tenes bastante clara ,,,

yo recién estoy probando la heladerita que construi para mi canon modificada con filtro baader ...

le agrege un control de temperatura seteable manualmente, con un relee de corte ,, ( vamos a ver que sale )

logro aproximadamente bajar -21° la temepratura ambiente ..

[EL]

Hola Damian,

Muchas gracias por tus comentarios.

Con respecto a la refrigeración, lo que yo encontré como crítico a la hora de lograr temperaturas más bajas es lo siguiente:

1) La mejor aislación térmica que se pueda lograr entre la parte interna de la caja y el exterior.

2) Una buena transmisión de calor entre la cara fría del peltier y el disipador interno y entre la cara caliente del peltier y el disipador externo, cuidando al mismo tiempo que no haya transferencia térmica entre ambas zonas.

En ese sentido están buenas las recomendaciones de montaje del siguiente sitio:

http://www.customthermoelectric.com/TECmounting.html

Entre mis primeras experiencias y las últimas, al mejorar los puntos que te mencioné logré bajar la temperatura unos 8°C adicionales (pasé de unos 22°C a unos 30°C de diferencia de temperatura entre el exterior y el interior).

No obstante, el mayor desafío de todos fue el control de la humedad y su condensación...

Saludos y suerte!

Ernesto.