Част 04 - Снимки на метеорити

Снимки на метеори (метеорити) не могат да бъдат изкуствено принудени. Една порция късмет е важно предпоставка.

Част 4: Снимки на метеори

"Този, който види метеорит, който само за десетички от секундата проблъсква нощното небе, трябва да пожелае нещо, защото това желание ще се сбъдне", казва народната мъдрост.

Разбира се, това е суеверие, което обаче беше създадено точно в този вид от различни народи по света независимо един от друг. Така че, ако все още имате надежда, че това е повече от суеверие, просто опитайте следващия път - не може много да се обърка... ;-)

Когато човек се сериозно занимава с метеорите, фолклорното име за метеорити, научава не по-малко интересни неща.

Често метеоритите се бъркат с комети. Докато метеорите светват на небето само за десетички от секундата или най-много няколко секунди, кометите са обекти, които могат да се видят през няколко дни, седмици или дори месеци. Кометите се движат по орбита, подобно на планетите, около слънцето, докато метеорите са повече или по-малко малки частици, които проникват в атмосферата на Земята и се загряват толкова много, че изгарят.

Появата на метеор не може да се предскаже, т.е. те се появяват спорадично всяка нощ (и, като въпрос, и през деня, но обикновено са невидими), като през годината има явно увеличаване на метеорните събития в определени периоди от датите (вж. таблицата по-долу).

Това се дължи на факта, че Земята, при движението си около слънцето със скорост от цели 30 километра в секунда (!), е доста бърза и по пътя си се сблъсква с частиците от междузвездния пространство.

Тези частици се наричат метеороиди, преди да проникнат в атмосферата на Земята. Метеороидите са потенциални метеори. Най-голямата част от тези частици с диаметър, често състоящ се само от стотини от милиметър, са много малки, но от време на време има и по-големи булки с десетки сантиметри диаметър.

Когато метеорит с големина на топка за тенис проникне в атмосферата, на небето се вижда особено ярък метеор, наречен "огнена топка". Метеорит от тази големина се загрява повече на повърхността си, отколкото в центъра си, което поражда термично напрежение, което го разпразва.

Честичките, които се откъсват и се разпръскват нагоре, ускорени обратно към посоката на движението, могат да достигнат земната повърхност с голяма забавяне. На земната повърхност от един метеорит, който се е разпръснал, се остава остатък, който се нарича метеорит.



"Баринджър-кратерът" във Флагстаф, Аризона, САЩ, е най-добре запазеният кратер от попадане на метеорит на Земята. Диаметърът му е 1,2 километра, дълбочината 170 метра. Предполага се, че преди около 50 000 години там паднал проектил от космоса, чиято маса е оценена на 300 000 тона. Метеоритът, състоящ се от желязо, би трябвало да е бил около 50 метра в диаметър.



Метеорите проникват в атмосферата на Земята с около 10 до 70 километра в секунда. Поради топлинното триене повечето от тях изгарят на височина от около 120 до 80 километра над земната повърхност, като самата светлина не е от горещата частица, а от околната въздух се йонизира поради топлината. Това прави метеорните следи понякога да изглеждат зелени на снимките.

Само по-големите метеори проникват още по-дълбоко и се разпадат в по-малко от десет километра височина. По-близо до земната повърхност стаопра въздуха по-гъст и тормозът става по-силен. Огнените топки не привличат вниманието не само с яркостта си, която може да достигне дори до тази на пълнолунието, но и чрез сравнително бавното си движение на небето. Изключителни екземпляри могат да бъдат наблюдавани в продължение на няколко секунди, а понякога и оставеният светлинен след във въздуха може да продължи много минути. Понякога се чува дори пукането на голям метеорит.

Спорадични метеори могат да се появят по всяко време от денонощието, без възможност да бъдат предвидени. Въпреки това има време от годината, в които Земята при движението си около слънцето минава през регион със сравнително много метеороиди. Тогава честотата, с която метеорите се наблюдават, се увеличава значително. Тези периоди с увеличена метеорна активност се наричат метеорни потоци. Те се повтарят годишно винаги по едно и също време.

Ако се изобразят метеорите от метеорни файлове на звездна карта, става ясно, че при продължаване на техните пътища назад, всички звезди изглежда произлизат от една точка на небето. Това е перспективен ефект, сравним с автомобилно пътуване по време на снеговалеж; дори тогава изглежда, че всички снежинки произхождат от централна точка.



Пътуване с автомобил по време на снеговалеж.

При метеорите е движението на Земята това, което предизвиква перспективния ефект. Метеорният поток се именува по латинското име на звездното съзвездие, в което този централен пункт, наречен радиант, е разположен. Например, при Леонидите радиантът е в съзвездието Лъв, латински "Leo".



С широкоъгълен обектив за пълно изображение беше снет голям небесен район. По време на 2-минутното експониране кръстосаха три метеора от персеидния метеорен поток, включително една огнена кугла. Използвана е CCD камера.

Същото изображение с вписани звездни съзвездия. Продължението на полетите назад води към радианта в съзвездието Персей (Per); в жълто. Uma=Голяма Мечка/Мечка, CVn=Ловни Кучета, UMi=Малка Мечка, Dra=Дракон, Cep=Кефей, Cam=Жираф, Cas=Касиопея, Lac=Ящерица, Polaris=Полюснa звездa.

Следващата таблица предоставя обзор на най-важните метеорни потоци през годината. Освен името на потока и положението на радианта, тя включва периода и максимума на появяването им. В колоната "Оценка" има "+" за явно, което означава относително много и/или светли метеори, "о" за средно добър дъжд от около 15 метеора на час и "-" за слабо изразени метеорни дъждове.

Най-важните метеорни дъждове през годината.

Техническо оборудване

Не са необходими астрономически уреди, за да се опитате да снимате метеори. Обективи с широк обхват или дори рибей-обективи с изключително големи ъглове на изображение увеличават шансовете да уловите светъл метеор. Заради бързото движение на метеорите се предпочитат светлосилни обективи с начална диафрагма от 1:2,8 или по-добре.

Необходимо е също така:

• Стабилен триноген статив



Остри и неразмазани снимки се постигат с добър статив и триноген глава, в примера е показана снимкова конфигурация подходяща за фотографиране на метеори с кабелно заключване и рибей обектив.



• Кабелно заключване/Таймер

Кабелните заключващи механизми позволяват безконтактно снимане с камерата, за да се предотвратят размазванията. Могат да бъдат използвани също безжични дистанционни заключващи механизми.

• Калъф за предпазване от светлина (=контраст, разсейваща или слънчева маска)

Задържа страничната светлина и забавя възможната упояване на предното стъкло във влажни нощи. За всяко обектив има специално съвместим калъф за предпазване от светлина. Снимковият обектив с окръжна точка, обаче, изключва възможността за калъф за предпазване от светлина; той ще засенчи полето на изображение.

С описаното оборудване звездите ще се изобразят като линии след кратко време (вижте Урок 2 от тази поредица: „Снимки с гребенов тракт от звезди“). Метеор се появява на снимките като „пресичащи линии“. Ако все пак желаете да изобразите звездите като точки въпреки дълъг експозиционен времеви период, трябва да проследите камерата след движението на звездите, което се описва в Уроци 9, 10 и 11 от поредицата „Астро- и небесна фотография“.

Подход и действия

За да имате шанс за успех, би било идеално да се съчетаят много фактори едновременно, което обаче много рядко ще се случи на практика:

• Изобилен метеорен поток

През нощта на 12-ти август например се очаква максимумът на Персеидите.

• Ясно небе

Докато едри отделни облаци почти не представляват проблем, прозрачността на небето трябва да е добра.

• Място за наблюдение

За наблюдение и фотография на метеори е предпочтително място, отдалечено от темни светлини. Най-лесно ще намерите подходящо място в селските райони и/или на по-големи височини в планините или Алпите.

• Нощ без луна

Най-добре е около пълнолуние, но дори във време на желаещия момент за наблюдение луната не е на небето. Например, ако искате да опитате късно вечерта да снимате, това може да стане дори при растящата луна до максимално полумесече, тъй като тя обикновено залязва през първата половина на нощта. В случай на съмнение, точните времена на изгрева и залязване на луната трябва да бъдат проучени (например на уебсайта www.calsky.de. Кликнете на „Луна" и след това на „Ефемериди“, след като е избрано мястото на наблюдение). Разбира се, например на 12-ти август на всяка година, върхът на Персеидите, лунната фаза не е винаги еднаква. Понякога имате късмет и те се случват по време на фаза на пълнолуние. През други години може да попаднете на фаза на пълнолуние. Ако небето е много осветено от луната, ще ви е възможно само да видите и снимате най-светлите метеори.

Често не всички желани фактори могат да се оптимизират. Това не би трябвало да ви пречи да поне опитате. Например, ако всички условия са подходящи, но нямате възможност да посетите оптимално подходящо място за наблюдение, все пак можете да правите снимки от балкона, градината или двора си.

Един фактор обаче винаги е извън всякакъв план: вие се нуждаете от късмет! Дори и обявените метеорни потоци (вж. таблицата) в някои години са много разочароващи, докато в други години представят неочаквано спектакуларно шоу.

Най-доброто време за наблюдение или снимане на метеори е през втората половина на нощта, когато зазорява. Това се дължи на факта, че по това време гледаме в посока, в която Земята се движи по орбитата си около Слънцето. Сме наблюдатели „отзад на предното стъкло“ тогава, докато изгрява на ранният вечер еквивалентен на поглед „от задното прозорче“.

За знаещите координатната система на небето искам да изразя този факт по друг начин: Земното предание, с други думи „летенето“ на Земята, е на 90 градуса западно от Слънцето на еклиптиката (Слънчевата орбита). Ако например Слънцето е в Овен, Земното предание (приблизително) е в Козирог.

Затова се регистрират около четири пъти повече метеори през сутринта, отколкото вечерта.

1. Направете основни настройки

Следните основни настройки на камерата могат да се препоръчат:

Формат на файла

Препоръчително е да се предпочете RAW форматът.



Настройка на качеството на изображението при Canon EOS 40D: Избран е RAW форматът, докато снимките същевременно се запазват и в JPG формат. JPG файловете са полезни за бързо предварително избиране на най-добрите кадри.

ISO стойност

Дори ярките метеори се движат със сравнително висока скорост през небето. За да ги записвате, трябва да използвате само високи и най-високи ISO стойности. Затова настройте най-високата ISO стойност, при която вашият фотоапарат все още доставя приемливите резултати.



Настройка на ISO стойността 1600 при Canon EOS 40D. Фотошумът на този фотоапарат е дори при такава висока стойност приемлив.

Баланс на бялото

Добре се е показала ръчната настройка „Дневна светлина“ (символ: „Слънце“).



Настройка на баланса на бялото при Canon EOS 40D на Дневна светлина (5200 Келвина).

Намаляване на шума

Настройката Намаляване на шума при дълги експозиции кара камерата да създаде след всяко изображение с дълга експозиция (след една секунда) тъмно изображение със същата „експозиция“. Това означава, че след една експозиция тя отнема същото време, в което не може да направи друго изображение. Въпреки че активирането на тази функция за дълги експозиции е разумно, „законът на Мърфи“ ще се погрижи да започнат да се появяват най-ярки и най-красиви метеори тогава, когато камерата именно не прави снимки и вместо това е заета с тъмното изображение. Затова обикновено се отказвам да включа намаляването на шума.

Съвет за напреднали: Можете също така да създадете едно или повече тъмни изображения ръчно, например след приключването на серия снимки, и да ги използвате за намаляване на шума от метеорни снимки. Процедурата е обяснена в урок 15 от този ред („Калибриране: Снимки с добра и лоша осветеност“). С тази техника можете практически да правите снимка след снимка без прекъсвания и вероятността да уловите рядка метеорна топка фотографски се увеличава.



Изключване на намаляването на шума при дълги експозиции, тук на пример с Canon EOS 40D.

С настройката Високо ISO Намаляване на шума (по-нови модели Canon EOS) нямам положителни опити и затова я оставям изключена.



„Високо ISO Намаляване на шума“ е изключено.

Експозиционна програма

Избирайте ръчната настройка (M).



Настройка на експозиционния режим ръчно („M“) на Canon EOS 40D.

Диафрагма

Винаги задавайте най-голямата възможна диафрагмена отвореност (с други думи, най-малкия числов фундамент). Идеални са светлосилни обективи с начални отвори от F/2,8 или по-добри.



Дисплеят на Canon EOS 40D: Стрелката указва настройката на диафрагмата 1:2,0. „Светлосилност“ на обектив се нарича най-малката стойност на диафрагмата, която може да бъде зададена. Обективите с вариофокус обикновено са по-малко светлосилни от фиксирани обективи.

Заключване на огледалото

Тази настройка служи за предотвратяване на размазванията от отразяването на огледалото на камерата. Ако вашият тринога не е достатъчно стабилен, за да улови вибрациите, предизвикани от огледалния удар, използвайте тази настройка.



Заключено огледало. Първото натискане на бутона за спускане вдига само огледалото. След това изчакайте няколко секунди, за да стартирате експонирането с второ натискане върху кабелния спусък.

Стабилизатор на изображението

Много важно е да се изключи евентуалният механизъм за стабилизиране на изображението! Въпреки че, според данните на производителя, електрониката трябва да регистрира използването на статив и автоматично да деактивира стабилизатора на изображението в този случай, това не винаги работи надеждно. Ако стабилизаторът на изображението остане активен, има опасност от „размазани“ звезди, въпреки статива!



По-добре изключете стабилизатора на изображението („Image Stabilizer“), когато камерата е на статив.

„Размазани“ звезди, причинени от стабилизатора на изображението при използване на статив.

3. Вземане на снимки

Голяма трудност е точното фокусиране на „Безкрайността“. Автофокусът в повечето случаи ще се провали дори и при ярки звезди, така че единствено ръчната настройка на разстоянието е възможна.

За съжаление, дори и индексът за „Безкрайност“, който съществува при някои обективи, обикновено не е достатъчно точен.



Индексният маркер за „Безкрайност“ не е достатъчно точен при търсенето на най-добрата фокусна точка.

Идеалното фокусиране се постига с модели на камери, които разполагат с функция „Live-View“, при която насочвате към ярка звезда и след това я точно фокусирате на високо увеличение на дисплея на камерата.



Превключвателят за автофокус остава на „MF“ след успешно фокусиране, за да може да се настрои ръчно.



Сега насочете камерата към желаната област на небето. При широкоъгълни снимки се препоръчва да включите и преден план в изображението, например пейзаж или красиви дървета. Когато насочите към радианта на потока от метеори, това не увеличава задължително възможностите ви за заснемане на ярки метеори. Чим по-близо до радианта метеора се появи, толкова по-къса е светлата му следа, тъй като той се движи към вас. Затова са подходящи и области небе извън радианта, където могат да се видят особено дълги светли следи.

При избора на фокусно разстояние трябва да вземете решение: ако използвате обектив с много голям ъгъл на гледане, в крайни случаи дори рибешко око с ъгъл на гледане от 180 градуса, можете да заснемете цялото небе. Тогава няма да пропуснете ярък метеор, независимо къде на небето се появи. Недостатъкът е, че следата ще бъде много малка. Друг екстремен случай е телескопичният обектив, с който можете да заснемете само относително малък участък от небето. В този случай вероятността да премине метеор точно през полето на изображението ви е много малка. В случай на успех обаче следата ще бъде голяма и ще включва много детайли. Добър компромис може да бъде нормалният обектив или леко широкоъгълният обектив.

Ако разполагате с повече от една камера, може да се обмисли работата с няколко устройства и фокусни разстояния едновременно.

При избора на подходящо време на експонацията е важно дали можете да приемете линейно изображение на звездите или не. Ако не можете, трябва да ограничите времето на експонация в зависимост от използваното фокусно разстояние до стойностите, които са разгледани в част 1 на този урок ("Настроение в сумрака"). Ако сте съгласни с линейните звезди, горната граница на времето за експонация се определя от остатъчната светлина на нощното небе. В зависимост от местоположението и условията за наблюдение трябва по всяко време да предотвратите пренаситени области в небето с пълни наситени пиксели.

С използване на кабел или безжичен дистанционен спусък, който може да се заключи, може да конфигурирате камерата за "серийно снимане" и да настроите желаното време на експонация, без да използвате "BULB", в която да изберете едно време, което при множество модели камери е максимум 30 секунди. Натиснете бутона на спусъка и го заключете, след което камерата автоматично прави снимка след снимка, докато батерията свърши или картата за памет е пълна.

Крайният успех обаче зависи от случайности, че по време на експонация ярък метеор се появява точно на мястото на небето, което е покрито от камерата.

Обработка на изображения

Необходимите процеси за обработка зависят основно от характеристиките на началния материал. Затова следващите обяснения трябва да се разглеждат като образец, а не като „рецепт“. Ако същите стъпки със същите стойности се приложат към различен материал, резултатът може да бъде катастрофален.

Първо отворете в Photoshop RAW файла на вашия метеор. Появява се модулът „Camera Raw“, където снимката се „разработва“. Вече тук ще постигнете съществени подобрения. Включете предупреждението за препалване, като кликнете върху малката черна стрелка отгоре вдясно на показаният хистограм:



„Стартовият екран“ на „Camera Raw“ конвертора на Photoshop. Чрез движението на регулатора „Репарация“ (долният показалец) наляво можете да „спасите“ прекалено светли звезди от общо наситяване. Светлинните емисии от градовете често причиняват осветена задна част на небето, която често е отместена в червено. Погледнете снимката и съпътстващия хистограм (горният показалец в ляво) ясно показват това. Червената стрелка горе вдясно посочва малкото бутонче, върху което трябва да кликнете, за да разпознаете областите с препалване на изображението.

Следващата стъпка е премахването на цветовите отклонения. За целта се ползват регулаторите Температура и Нюанс:



За коригирането на жълтите нюанси регулаторът „Температура“ (горната червена стрелка) се измества наляво. Регулаторът „Нюанс“ (долният червен показател) се измества надясно, за да се получи небе с неутрален цвят и за да се съчетаят „данните“ от трите хистограми на каналите Червено, Зелено и Синьо (червената стрелка отгоре).

След това се кликва върху третия таб на конвертора на RAW, наречен Детайли. Там се регулира остротата на изображението и намаляването на шума:



За да проверите ефекта на направените настройки, е препоръчително да видите снимката в размер от „100%“. За целта кликнете върху полето, маркирано с лявата червена стрелка и изберете от списъка „100%“. Дясните стрелки показват променените настройки.



Не трябва да се прави остриене, затова с помощта на регулатора Сума (най-горният показалец) се измества надясно. Причината е, че острянето на изображението би направило шумът по-забележим. При Намаляването на шума от друга страна, аз се боря както с светлинния шум, така и с цветовия шум, като премествам регулаторите надясно. В зависимост от модела на камерата и времето за експонация, както и ISO стойността, вие трябва да решите чрез преглед на изображението в прозореца, кой е подходящата стойност.

С бутона Отвори изображението се завършва „Обработката на изображението“ и се извършват финалните корекции в Photoshop.

Първо и най-вече неудобен е силно осветеният небесен свод; затова е най-добре да погледнете хистограмата с Photoshop командата Изображение>Корекции>Корекция на тоновете… В началото виждате комбинирана хистограма на всички три цветни канала:



RGB (Стрелката) означава комбинацията от цветните канали Червен, Зелен и Син.

Тъй като снимката на нощния небесен свод представлява предимно тъмен дял на небето, максимумът на стойностите в хистограмата не трябва да бъде изместен надясно, както е случаят тук. Затова изрежете сега хистограмите на всички три цветни канала отляво (Черната точка) до такова разстояние, че стремително възходящата страна на "подножието на данните" да бъде близо до точката на среща, но без да бъде изрязана. Изберете отделните цветни канали един след друг и извършете това действие върху всеки от тези канали:



След като избера Червения канал (горната стрелка) изместих черната точка (малката черна маркер под хистограмата, долната стрелка) до стойност "59", т.е. малко преди началото на възходящата страна.

Постъпете подобно и с другите два останали цветни канала за Зелено и Синьо, като размерът е подходящ за всеки цветен канал индивидуално. Резултатът от този изрязване на хистограмите е снимка с балансирани цветове, тъмен небесен свод и светли звезди.



След изрязването на RGB хистограмите небето е тъмно и в неутрален цвят.

Възможно е да са необходими още няколко корекции, за да се достигне крайният резултат. Например, леко повишаване на контраста с Photoshop командата Изображение>Корекции> Криви за тоновете…:



Чрез сигмоидна крива за тоновете се постига увеличение на контраста. Червените стрелки маркират позициите, на които кривата е изместена надолу (лявата стрелка) и нагоре (дясната стрелка).

Резултатът от усилията изглежда по следния начин:



С увеличаването на контраста метеорът става по-светъл.



За да подчертаете цветовете на лъчите, реших да увелича наситеността на цветовете за тази снимка. В Photoshop изберете командата Изображение>Корекции> Оттенък/Наситеност…

Появява се следният диалогов прозорец:



Смятам, че увеличението на наситеността с +35 е подходящо. Обърнете внимание на представянето на небето, защото твърде силната наситеност на цветовете може да го направи петнообразно и с неравномерен цвят.

Готовата снимка, която също е увеличена част от първоначалния цял екран, изглежда по следния начин:



Увеличената наситеност показва началното зеленикаво оцветяване на този метеор, което скоро преминава в червено.

Примерни снимки

Не е особено красива снимка, но я показвам, защото е късметлийско попадение. Оригинално снимането е с "спортен" характер: Исках да опитам да снимам галактиката Андромеда с ISO 3200, само на опора към дърво. Експониране за четири секунди при F1:1.4 с 35мм обектив. Случайно звездопадецът премина почти под галактиката (силно огромно увеличение от целия екран).

Шест звездни дъждове Персеиди и един малък "полекулатор" (разходящ се звездопадец) пред фон на летната Млечен път. За снимката са използвани Canon EOS 20Da през август 2005 г. и широкоъгълен обектив с 11мм фокусно разстояние и F1:4. Поради лошото време в Германия трябваше да се преместя в Елзас, Франция, за тази снимка.

Широкоъгълен обектив с рибешко око с фокусно разстояние 8мм покрива целия небесен свод на цифров фотоапарат с пълен формат (Canon EOS 5D), представяйки циркулярно изображение. Тук може да се видят пет звездни дъждови Персеиди и Млечния път. Голямата кочия е при долната му граница на изображението.





За съжаление, късметът в снимането на звездни дъждове не винаги ми беше ласка. Ето защо тук има няколко връзки към впечатляващи снимки на други автори от архива на "Astronomy Picture of the Day" (APOD) на NASA:

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap081011.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080911.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080814.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080103.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070812.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061118.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061023.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap041222.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap040813.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap031116.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020816.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap011122.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap991202.html



Бележка относно това:

Всички използвани примерни изображения не са сглобки, а са направени по описания начин в урока.