Riduzione e annotazione astrometrica con pixinsight

Tutorial per la riduzione astrometrica e annotazione astronomica per astrofotografia amatoriale.

In cosa consiste l’annotazione astrometrica?

Mappa Astronomica M33

L’annotazione delle immagini astronomiche è una procedura per sovrapporre alle fotografie astronomiche una mappa in trasparenza con l’indicazione degli oggetti contenuti nel campo ripreso, quali galassie, nebulose, stelle e altri oggetti del cosmo.

Per eseguire tale operazione è necessario che l’immagine sia prima stata oggetto di riduzione astrometrica, un procedimento di calcolo matematico che consente di ricavare le coordinate celesti ed altri dati essenziali per identificare la porzione di cielo inquadrata nell’immagine.

Perchè annotare le proprie immagini?

Gli appassionati di fotografia astronomica producono nel corso della propria “carriera” (a dir poco) centinaia di immagini che vengono mostrate sui forum per discutere e migliorare l’estetica, poi messe in bella mostra nelle proprie gallery e condivise in giro per il web, e poi archiviate. Ed è un vero peccato! 


Questo tutorial di base è nato per sopperire la mancanza di informazioni reperibili in rete, ancora meno in italiano, ed è uno stimolo a scandagliare a fondo le proprie immagini, magari nelle notti di luna piena o di cielo coperto, alla ricerca di oggetti deboli e magnitudine limite raggiunta con la propria attrezzatura: piccoli particolari possono portare a grandissime sorprese e a una maggiore soddisfazione del proprio lavoro di raccolta di fotoni notturna e relativa calibrazione ed elaborazione cosmetica a pc.

riduzione e annotazione astrometrica con pixinsight - mappa astronomica ! Foto di Stelle M33 Galassia triangolo Annotated

Anche se è un tutorial di base prevede una minima conoscenza di termini tecnici e una pratica minima dei comandi di Pixinsight, insomma non vi dirò come aprire un’immagine o salvarla, ecco!  

Al tempo stesso vi confesso che non c’è uno studio particolare dietro, ho solo provato a far funzionare lo strumento senza grandi conoscenze ma con un pò di sana curiosità, caparbietà con la voglia di condividere quel poco che ho imparato con questa breve esperienza.

Quindi se avete consigli, correzioni, addendum o quant’altro sarò ben felice di modificare o aggiornare questo tutorial con il vostro contributo. 

Come si annota astrometricamente un immagine?

Dopo aver provato vari software astronomici senza grande soddisfazione e nonostante il largo impegno profuso (per i miei neuroni almeno) sono approdato al celebre Pleiades Astrofoto Pixinsight 1.8 per il quale ho scaricato e attivato una versione di prova gratuita. Il procedimento è semplicissimo e se non abbiamo grandi pretese potremo con poco ottenere gradevoli immagini impreziosite dalla mappa dettagliata in sovraimpressione e colorata a piacimento.

Attenzione, una nota di chiarimento è doverosa, il software sovrappone i dati che trova nei cataloghi riferiti al campo inquadrato ma non INDIVIDUA quelli rilevati dal sensore, quindi se c’è o non c’è una stellina o una galassietta di 20a Mag sta a noi verificarlo con gli occhi (e cervello aggiungo io perchè bisogna tenere a mente che i cataloghi di riferimento non sono perfetti e sempre confermati nelle misure): questo è un lavoro che dobbiamo fare noi, e affinarlo in fase di impostazione dei filtri e dei parametri dei cataloghi, e magari andando a cercare conferme in quel mare di informazioni che offrono i database astronomici collegati dal motore di ricerca del CDS di Strasburgo, uno strumento potente e affilato nella ricerca dei dati fisici di oggetti astronomici.

In alcuni casi potreste trovarvi la foto ricoperta da scritte sovrapposte indecifrabili, quindi nel caso di una ricerca più profonda con cataloghi diversi da NGC,IC,Messier,Sharpless,Barnard e Arp, un’attenta valutazione e impostazioni “di fino” sono d’obbligo per ottenere risultati apprezzabili e leggibili. Se invece volete un’immagine con una semplice annotazione dei classici più conosciuti, già in 5 minuti si ottiene un buon risultato.

Inoltre se volete immagini che siano attendibili a livello scientifico i dati da usare dovrebbero aver subito solamente la calibrazione con dark/flat/bias ed essere “lineari” ovvero senza stretch logaritmici o altro… io non me ne preoccupo più di tanto e uso immagini “estetiche” conscio dei limiti di rilevazione strumentale ad uso scientifico, ma nessuno ci vieta di usare un’immagine lineare contrastata, ancor meglio se in bianco-nero invertito, dove si riesce a vedere meglio anche a livello del pixel.
In questa guida darò delle indicazioni di massima su operazioni di base e invito chi legge ad approfondire e a sperimentare altre strade, in caso di problemi o domande non esitare a contattarmi tramite il form contattami.

Credo di aver detto tutto, quindi finalmente, veniamo al dunque.  

Alla base di tutto… la riduzione astrometrica con Pixinsight!

Prima di tutto dobbiamo far caricare a Pixinsight un’immagine a dimensione intera (di solito uso jpg…) sulla quale vogliamo eseguire l’annotazione degli oggetti astronomici. 

Con lo script Image Solver si effettua la riduzione astrometrica della nostra immagine per ricavare le coordinate del centro dell’immagine, la risoluzione angolare in secondi d’arco/pixel, l’orientamento e l’angolo di ripresa.

Lanciamo lo script Image Solver (menù Script>Image Analisys>Image Solver)

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver | Foto di Stelle Astrofotografia

 

La maschera che si apre ci chiede di inserire (in maniera grossolana) nel riquadro Image parameter le coordinate del centro immagine,  se non li abbiamo posiamo avere un aiuto… basta cliccare su Search (la vedete la freccia rossa vero?)

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_Search | Foto di Stelle Astrofotografia

 

Immettete il codice di catalogo di un oggetto conosciuto che è presente nell’immagine (io per pigrizia ho usato IC410 che è in alto a destra nella mia immagine ad esempio…) e scegliere il Server VizieR come in figura

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_Search_selectobj  | Foto di Stelle Astrofotografia

 

Una volta premuta la lente d’ingrandimento (non ho messo la freccia, abbiate pietà, è a fianco alla casella dove scrivete il nome dell’oggetto da ricercare ) il programma si connette al server impostato dando in risposta un elenco come di seguito

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_Search_selectobj_found  | Foto di Stelle Astrofotografia

 

cliccando sull’elenco a discesa scegliete il soggetto (vedete la freccia?!ora c’è ), ne avete conferma se le caselle in basso si riempiono coi dati dell’oggetto selezionato, poi confermare con ok. In questo modo avete “riempito” i dati necessari della maschera principale dello script che ho evidenziato in rosso nell’immagine a seguire.

Voi dovete inserire i dati (contornati in giallo!) relativi alla data e ai parametri del setup di ripresa usato, ovvero focale in mm (approssimativa…) e la dimensione dei pixel della ccd/dslr usata.

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_Search_selectobj_found_own-setup  | Foto di Stelle Astrofotografia

 

Per abitudine uso i parametri che vedete nello screenshot, li ho provati e trovati funzionali: immagini a grandissimo campo (20/30°) sono molto difficili da risolvere astrometricamente e impiegano molto tempo, al contrario con immagini da 3/4° a scendere non ho riscontrato problemi di rilievo, ma non ne ho provate migliaia, è un software in prova e con 45 giorni si può fare poco, quindi se avete voglia mandatemi pure feedback e consigli, li valuto e accetto sempre volentieri, e modifico o aggiorno le informazioni qui esposte, se è il caso.  

Vabbè… date OK, però, altrimenti il processo non parte, e ci mette un pò di tempo… in questo passaggio, come anche in quello precedente, serve una connessione internet, lo script si collega ai database esterni per reperire dati e informazioni necessarie per il processo di riconoscimento del campo stellare che prenderà a riferimento per creare la tanto agognata riduzione astrometrica della nostra amata immagine.

SE tutto è andato liscio e senza intoppi vi ritrovate con una schermata simile a quella di seguito

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_Search_selectobj_found_own-setup_solved  | Foto di Stelle Astrofotografia

 

se leggendo il Process Console vedete dati simili alla mia immagine bene, altrimenti…ve ne accorgerete, non esplode il pc e nemmeno inizia a fumare, ma i messaggi di errore sono ben evidenti, quindi contro la sfiga non metto lo screenshot relativo  

A processo terminato correttamente è buona regola salvare copia del file in formato FITS con il suffisso _SOLVED  nel nome, facendo attenzione a selezionare la check-box indicata dalla freccia per salvare i dati della risoluzione astrometrica appena eseguita incorporandoli nel file medesimo, per utilizzi successivi e/o per identificarlo nei nostri preziosi e affollati archivi che è il caso di chiamare appunto … astronomici  

 

tutorial Riduzione e Annotazione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_Search_selectobj_found_own-setup_solved_savefits  | Foto di Stelle Astrofotografia

 

Adesso che il lavoro più antipatico è stato fatto, passiamo al lato più interessante: l’annotazione astronomica dell’immaginne appena risolta astrometricamente.

Se avete riscontrato problemi nella risoluzione astrometrica con Pixinsight potete usare anche MaximDL con il tutorial di Ivaldo Cervini, oppure utilizzare il servizio offerto dal sito nova.astrometry.net.
Con questi due ultimi sistemi otterrete un’immagine che deve essere ribaltata (Process>Geometry>FastRotation>Vertical Mirror) prima di lanciare lo script di annotazione su Pixinsight.

Per una prova sulla bontà del lavoro svolto finora consiglio di chiudere l’immagine (l’avete salvata come indicato sopra?) e riaprirla, verificando poi che contenga i dati nel fits-header, se vi comparirà in una maschera simile a quella di seguito allora possiamo procedere.

 

tutorial Riduzione Astrometrica con Pixinsight - Image_Solver_search_selectobj_found_own-setup_solved_savefits-openfits

 

Il primo click lo dobbiamo fare per lanciare lo script Annotate Image (menù Scritpt>Render>AnnotateImage)

 

tutorial Riduzione Astrometrica con Pixinsight - Image_Annotation-openfits-runscript_parameters

 

Quella che vedete è la maschera dove inserire i parametri per l’annotazione:

  • nella sezione di sinistra Layers si possono selezionare i cataloghi da utilizzare, non ricordo quali erano quelli di default, comunque se non sono presenti con il pulsante verde + si possono inserire dall’elenco, come prima esperienza vi consiglio di fermarvi al catalogo ARP;
  • nella sezione di destra Parameters si possono impostare (o deselezionare levando la spunta alle relative check-box) le dimensioni e i colori dei marcatori (Markers) che andremo a sovraimporre all’immagine, delle etichette (Labels) da mostrare nei pressi dell’oggetto e, per alcuni cataloghi, una zona dove impostare i filtri per magnitudine (Magnitude filters), limitando così l’invasione involontaria di etichette che tappezzano l’immagine compromettendone la visione (per sfizio provate ad attivare il catalogo USNO-B1 senza filtri );
  • nella sezione General Properties basta inserire la data della ripresa, mettere la spunta sulle due check-box Remove duplicate objects per rimuovere i duplicati (alcuni oggetti Messier sono anche sigle NGC ad esempio…) e Write objects to a text file se si vuole creare un file di testo che contenga i dati degli oggetti annotati sull’immagine. Graphic Scale serve per variare la scala grafica dei marcatori e delle etichette rispetto all’immagine.

Prima di dare l’OK per la renderizzazione dell’immagine con la sovrimpressione consiglio di cliccare sul pulsante Preview in basso a sinistra, per avere un’anteprima di ciò che le impostazioni faranno eseguire al programma.
Con la rotellina di scroll del mouse possiamo ingrandire l’immagine in anteprima e verificare nel dettaglio.

 

Image_Annotation-openfits-runscript_parameters_preview

 

Quando siamo soddisfatti del risultato possiamo chiudere l’anteprima, il programa tornerà alla maschera delle impostazioni e potremo finalmente premere il fatidico OK… poi c’è solo da attendere la creazione della nostra prima immagine con annotazione astrometrica!  

SE tutto è andato per il verso giusto abbiamo finto e possiamo salvarci l’immagine e goderci il risultato.

 

fotografia astronomica Auriga da M38 a IC 410 annotazione astrometrica

 

Non vi piace? Volete cambiare qualcosa? I marcatori sono troppo piccoli? Non vi piacciono i colori? Non si legge niente? Non vi allarmate non avete perso nulla, basta armarsi di pazienza, lanciare lo script nuovamente e troverete tutte le impostazioni ai cataloghi che avete dato in precedenza, poi il solito preview di controllo, e poi via… sapete già cosa fare. 

Per divertirmi e ottenere annotazioni più complete per i miei larghi campi ho estrapolato e manipolato per l’adattamento allo script di Pixinsight i dati di alcuni cataloghi (la fonte è sempre il VizieR) non presenti all’interno del programma ma che si possono aggiungere come dati esterni per essere utilizzati per l‘annotazione astrometrica, come ad esempio i cataloghi di Lynd per le nebulose oscure (LDN) e brillanti (LBN) oppure la lista degli oggetti Harbig Haro, una categoria di deboli nebulose a emissione che si trovano all’interno o ai margini di alcune regioni di formazione stellare. Sono file di testo che posso spedire in e-mail agli interessati con le modalità per incorporarle in Pixinsight, non le pubblico per non rosicchiare la banda web esigua che mi è permessa con il mio contratto, e ancor più perchè mi piace il contatto diretto e lo scambio di conoscenze, quindi  non esitate a scrivermi.  

Spero di essere stato chiaro nei passaggi e di non aver dimenticato nulla, ma soprattutto che vi divertirete con questo mio piccolo tutorial.

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