Zonnefotografie (Deel 1)

© 12 maart 2020, Nicolàs de Hilster & starry-night.nl

Onze Zon is de dichtstbijzijnde ster en daarmee een potentieel aantrekkelijk onderwerp voor de astrofotograaf. Op InFINNity Deck heb ik de mogelijkheid op twee verschillende manieren de Zon op de gevoelige plaat vast te leggen: met een Lunt LS80THA zonnetelescoop en met een SkyWatcher Esprit 150ED apochromaat welke daartoe van een Baader-filter voorzien wordt. In dit artikel laat ik zien hoe ik mijn opnames maak en verwerk. Uiteraard zijn er meer manieren om de Zon te fotograferen dan dat ik hier beschrijf en ik wil daarom ook niet de indruk wekken dat de hier beschreven methoden de enige juiste zijn (inmiddels is op 23 juni 2020 Deel 2 van dit artikel verschenen over de geïnverteerde methode van verwerken).

Afbeelding 1: Mijn eerste opname van de Zon, gemaakt met een Lunt LS80THA zonnekijker en ZWO ASI174MM camera.

De eerste keer dat ik met de Lunt een foto van de zon maakte, was het resultaat best wel een beetje teleurstellend. De zon was een wat wazige schijf geworden met beperkt oppervlaktedetail en slechts met moeite was op negen uur een protuberans zichtbaar (zie afbeelding 1). De foto stond in schril contrast tot hetgeen ik visueel met de kijker, welke voorzien was van het standaard Lunt zoom-oculair, waargenomen had. De opname was gemaakt met FireCapture, gestacked met AutoStakkert! en ingekleurd met Paint Shop Pro. Voor het oppervlak had ik daarbij een kortere belichtingstijd aangehouden dan voor de protuberans. Na verwerking in AutoStakkert! heb ik beide opnames over elkaar heen gelegd en daarbij de zon uit de protuberansopname weggeknipt, zodat de opname met de kortere opname iets van oppervlaktedetail liet zien.

Voordat ik de foto gemaakt had, had ik reeds vele opnamen bewonderd van andere astrofotografen en die vond ik zonder uitzondering beter dan de plaat die ik gemaakt had. Inmiddels ben ik bijna twee jaar verder en lukt het ook mij nu redelijke foto’s van de Zon te maken, al is er nog wel ruimte voor verbetering. Aanvankelijk heb ik eerst zelf langzaam mijn methodes weten te verbeteren, maar de grootste voortgang is te danken aan Edith van Werkhoven, waarvoor nogmaals dank!

Afbeelding 2: De Lunt LS80THA met B1200 blocking-filter, 2″ adapter, TeleVue 2″ 4x PowerMate en ZWO ASI174MM camera.

Apparatuur
Zoals hierboven beschreven gebruik ik zowel een SkyWatcher Esprit 150ED apochromaat als een Lunt LS80THA zonnetelescoop. De Esprit is daarbij voorzien van een Baader-zonnefoliefilter, gewoon zo’n exemplaar dat er los bovenop ligt. De Lunt heeft een single pressure-tuned ethalon. Beide kijkers gebruik ik focaal, dus foto’s worden niet door het oculair gemaakt, maar rechtstreeks met de camera in het brandpunt, net als bij deep-sky fotografie. Met de Esprit maak ik tot op heden alleen opnames van de volledige zonneschijf, waarbij ik gebruik maak van een ZWO ASI1600MM Cool Pro camera. Met de Lunt maak ik zowel volledige zonneschijf- als detailopnames. Om die laatste te kunnen maken, gebruik ik een TeleVue 2″ 4x PowerMate. Om scherp te kunnen stellen, dient de PowerMate na het blocking-filter te komen (dit is bij mij een B1200). Er zijn blocking-filters die rechtdoor gaan (straight-trhough housing), maar naar verwachting zullen de meeste gebruikers net als ik een diagonaal met blocking-filter gebruiken. Ten einde een Barlow aan de diagonaal te kunnen koppelen, levert Lunt een speciale adapterring die op het blocking-filter geschroefd kan worden. Daartoe wordt eerst de 1.25″ oculairhouder eraf gedraaid, waarna de 2″ Barlow-adapterring erop gezet kan worden. Zit die eenmaal, dan kan de Barlow erin gestoken worden en met een 2″ naar 1.25″ verloop wordt vervolgens de ZWO ASI174MM in de Barlow gestoken (zie afbeelding 2).

Afbeelding 3: Een mooie scherpe zonnefoto, gemaakt met de Lunt LS80THA, opgebouwd uit één enkel frame.

Scherpte
Wat ik vooral geleerd heb, is dat alles valt en staat met de kwaliteit van de ruwe data, dus goede focus en dito seeing zijn dus cruciaal voor een scherpe foto zoals in afbeelding 3! Voor goede seeing kan het best in de ochtend gefotografeerd worden en dan het liefst op een niet al te warme dag. Uiteraard is er kans op betere seeing als de zonshoogte toeneemt, maar tegelijkertijd zorgt dit voor meer warmte en dus de kans dat de atmosfeer instabieler wordt. De beste perioden voor zonnefotografie zijn wat de seeing betreft dus het voor- en najaar. Wat dat aangaat is er geen verschil met planeetfotografie: het is vooral veel proberen en hopen dat je een goed moment treft. De foto in afbeelding 7 is genomen in de ochtend van 20 september 2019, toen ik ‘s middags een tweede poging deed, was dezelfde scherpte door de seeing al niet meer haalbaar.
Het focusen gaat het makkelijkst als er wat details zichtbaar zijn, het liefst in de vorm van zonnevlekken of een flinke protuberans, maar de rand van de zonneschijf kan ook dienen om op scherp te stellen. Om de focus te controleren, maak ik een zo klein mogelijke crop en zet die beeldvullend op het beeldscherm. Vervolgens besteed ik ruim aandacht aan het focusen. Het is een kwestie van niet te snel en in kleine stapjes focusen en tussendoor rustig wachten om te zien of de onscherpte door de focusing (het beeld blijft onscherp) of door de seeing (het beeld wordt zo nu en dan scherp) veroorzaakt wordt.

Data-acquisitie
Voor de opnames maak ik gebruik van FireCapture. De belichtingstijd doe ik hetzelfde als met alle andere astrofoto’s: gewoon je histogram in de gaten houden en die voor circa 70-80% vullen, zodat er achteraf ruimte overblijft om zonder te clippen te kunnen stretchen. Vervolgens maak ik filmpjes van 1 à 2 minuten, afhankelijk van de seeing en de details die ik wil zien. Tussen de filmpjes door stel ik de focus bij, ook al ziet die er goed uit, het opnieuw instellen van de focus kan net het verschil maken tussen een redelijke en goede scherpe opname. Langere filmpjes dan 2 minuten vergroten de kans dat protuberansen door hun beweging te veel versmeren. Uiteraard is het mogelijk de filmpjes achteraf in delen te knippen of te verwerken.

Afbeelding 4: De stack (30% van 2584 frames) zoals deze uit AutoStakkert! komt.

Dataverwerking
Voor de dataverwerking maak ik gebruik van een drietal stukken software. Het stacken doe ik met AutoStakkert!, de protuberansen maak ik zichtbaar met ImPPG en als laatste wordt met PaintShop Pro de kleur toegevoegd en het beeld verscherpt.

Stap 1: AutoStakkert!
Laat mij beginnen om te stellen dat stacken van data niet altijd noodzakelijk is. Afbeelding 3 is een voorbeeld van een foto opgebouwd uit een enkele frame van een filmpje van 2 minuten. Het vliegtuig stond op meer dan 10 frames, het hier getoonde exemplaar had de mooiste compositie. Om protuberansen duidelijker te maken is stacken wel aan te raden. In AutoStakkert! is het mogelijk de frames tijdelijk een lineaire stretch te geven, zodat de protuberansen te zien zijn. Dit helder maken heeft geen effect op de uitvoer van AutoStakkert!, maar zorgt ervoor dat er AP’s geplaatst kunnen worden in het gebied van de protuberans. Vervolgens kan het stacken op de gebruikelijke manier voltooid worden. Afbeelding 4 toont het resultaat van 30% van 2584 frames die met 41 AP’s gestacked zijn. Het resultaat ziet er nog niet veelbelovend uit, maar dat komt goed in de volgende stap.

Stap 2: ImPPG
Zodra de stack gemaakt is, haal ik met ImPPG het maximale uit de data door deze niet-lineair te stretchen. Daartoe start ik ImPPG, zet het werkgebied op de volledige foto (vijfde icoon van links onder de menubalk) en zet vervolgens het histogram aan (vierde icoon van links, in ImPPG heet dit Tone Curve). Het venster van dit histogram kan naar believen uitgerekt worden. Hoe groter je het maakt, hoe gemakkelijker het is om met de Tone Curve te spelen om details mooi naar voren te halen.

Afbeelding 5: De stack uit AutoStakkert! van afbeelding 4 in ImPPG.

In het begin is de Tone Curve slechts als een rechte diagonale lijn in het histogram te zien. Klik op deze lijn om punten toe te voegen en sleep deze vervolgens om de afbeelding te stretchen. Zoals in afbeelding 5 te zien is, gebruik ik meerdere punten om zoveel mogelijk detail te krijgen. Tegelijkertijd zorg ik ervoor dat de stretch-kromme zo vloeiend mogelijk blijft om te zorgen dat er geen vreemde overgangen in de foto optreden. Het niet-lineair stretchen resulteert altijd in een lichte rand rondom de Zon, de kunst is deze zo smal mogelijk te houden en deze zo vloeiend mogelijk in het oppervlak van de zon over te laten gaan. Eventueel kan het beeld verscherpt worden met een unsharp mask, maar dit kan ook later. Het is af te raden het hier en later nogmaals te doen, omdat er anders kans bestaat op een sinaasappelhuidje in de gebieden met de protuberansen. Eenmaal tevreden sla ik de afbeelding op als een 16bit TIFF voor de laatste stappen in PaintShop Pro.

Stap 3: PaintShop Pro
In PaintShop Pro doe ik de laatste stappen. De Lunt-afbeeldingen geef ik eerst kleur met het gereedschap Inkleuren (Aanpassen -> Kleurtoon en Verzadiging -> Inkleuren). Ik kies daarbij voor Kleurtoon 23 en Verzadiging 201.

Afbeelding 7: de foto van afbeelding 6 na verscherpen, croppen en het toevoegen van de Aarde-op-schaal in PaintShop Pro.

Afbeelding 6: Het resultaat van ImPPG (zie afbeelding 5) ingekleurd met PaintShop Pro, maar nog niet verscherpt en gecropped.

Afbeelding 6 laat zien hoe dit stadium er uit ziet. Tot aan het inkleuren is er geen verschil tussen het verwerken van foto’s die met de Lunt of de Esprit genomen zijn. Het inkleuren van de Esprit-foto’s, doe ik echter op een andere manier, omdat het gereedschap Inkleuren daarbij niet het gewenste resultaat geeft. In PaintShop Pro leg ik een laag over de foto heen, geef die een oranje kleur (RGB 255, 151, 34) en zet die laag vervolgens op mengmodus Kleur en een dekking van 100%. Het resultaat is te zien in afbeelding 8. De gebruikte kleuren bij zowel de Lunt als de Esprit opnames zijn mijn persoonlijke voorkeur, een ieder is uiteraard vrij andere waarden te kiezen.
Vervolgens kan de afbeelding nog verscherpt worden. Ik doe dit of met AanpassenScherpteNog scherper (1 of 2 keer) of met de unsharp-mask (AanpassenScherpteOnscherp masker…). Tot slot crop ik de afbeelding en plak ik er een Aarde-op-schaal in, zoals te zien is in afbeelding 7 en afbeelding 8.

Afbeelding 8: De Zon gefotografeerd met een SkyWatcher Esprit 150ED, Baader zonnefoliefilter en ZWO ASI1600MM Cool Pro.

© 12 maart 2020, Nicolàs de Hilster & starry-night.nl

Leave a Reply