Fotografia solar: imagens profissionais em H-Alpha

Nesta reportagem da revista, irá descobrir como pode capturar imagens espetaculares de tempestades solares e da superfície solar.

Este guia é a continuação de um artigo anterior. Caso ainda não saiba qual a melhor forma de orientar o seu telescópio para o Sol, quais as medidas de segurança imprescindíveis e quais os programas de captura e composição de imagens de que necessita, recomendamos vivamente que leia primeiro este artigo: https://www.astroshop.pt/i,1754 

Depois, poderá retomar exatamente a partir daqui. Já está familiarizado com os conceitos básicos? Então, vamos agora mergulhar juntos no fascinante tema da fotografia H-Alpha!

Essas enormes ejeções de matéria, também conhecidas como tempestades solares, são designadas, na linguagem técnica, por protuberâncias. Trata-se de espetaculares arcos de plasma que são literalmente lançados pelo Sol para o espaço. Podem atingir o tamanho de vários diâmetros terrestres e possuem um movimento próprio relativamente rápido – o que as torna tão únicas na astronomia.

No entanto, devido ao enorme brilho do Sol, estas erupções perdem-se rapidamente na luz e apresentam muito pouco contraste. As protuberâncias podem ser observadas principalmente numa comprimento de onda muito específico: 656,28 nanómetros. Para subdividir este espectro extremamente estreito, utiliza-se a unidade de medida Ångström (Å). Aqui aplica-se o seguinte: quanto menor for o valor em Ångström, maior será o contraste das protuberâncias. Alguns equipamentos de ponta operam com apenas 0,5 Ångström – uma faixa de luz inimaginavelmente estreita.

É também por isso que os filtros H-Alpha convencionais utilizados na fotografia do céu profundo não são uma opção para fotografar o Sol. Embora seja teoricamente possível capturar protuberâncias muito brilhantes com um filtro H-Alpha de 3 nanómetros e uma película de filtro solar adicional, isso implica tempos de exposição muito longos e o resultado acaba por ser pouco contrastado e desfocado.

Os filtros H-Alpha para observação solar são extremamente complexos de fabricar e apresentam uma taxa de rejeição muito elevada: de cada 100 filtros produzidos, apenas um ou dois conseguem passar pelo rigoroso controlo de qualidade. Quanto maior for o diâmetro do filtro, mais cara e difícil é a sua produção.

Para acertar exatamente na comprimento de onda correto, muitos aparelhos possuem um mecanismo mecânico de inclinação que inclina o filtro alguns milímetros. Desta forma, o trajeto da luz sofre um desvio mínimo e as estruturas H-Alpha tornam-se visíveis. Outros aparelhos de gama alta utilizam, em vez disso, um chamado «Pressure Tuner», que ajusta o filtro com precisão para o comprimento de onda correto através da pressão atmosférica. A grande vantagem deste método é uma nitidez e iluminação significativamente mais uniformes em todo o campo de imagem.

Para a fotografia solar em H-Alpha, recomendamos vivamente uma câmara a preto e branco (monocromática). Devido à sua construção, uma câmara a cores é menos sensível à luz; além disso, a matriz Bayer integrada provoca uma perda significativa de resolução. Outra desvantagem: a imagem captada por uma câmara a cores apresenta um tom vermelho-escuro extremo, o que dificulta consideravelmente o posterior processamento da imagem.

Antes de comprar, deve verificar qual a câmara que capta melhor o Sol em combinação com o seu telescópio H-Alpha. O tamanho do sensor e a distância focal determinam se o Sol cabe na totalidade na imagem ou se apenas se vê uma parte. Recomendamos que utilize esta ferramenta para calcular antecipadamente o recorte de imagem pretendido: https://astronomy.tools/calculators/field_of_view/  Selecione «Imaging Mode» na parte superior e, em «Solar System», escolha o Sol («The Sun»). Em seguida, introduza os valores do seu telescópio H-Alpha (por exemplo, abertura de 40 mm e distância focal de 400 mm). Agora pode selecionar o modelo da sua câmara ou introduzir manualmente os dados a partir da ficha técnica.

Irá perceber rapidamente: se ajustar o tempo de exposição de forma a que a superfície fique perfeitamente exposta, mal se conseguem ver as protuberâncias. Por outro lado, se expor corretamente as protuberâncias, a superfície solar fica completamente branca. Para tornar ambos os elementos visíveis ao mesmo tempo, recomendamos que exponha a superfície de forma a que fique apenas o suficiente para não ficar sobre-exposta (queimada).

Muito importante: não grave uma imagem individual, mas sim um vídeo no .formato .ser. Neste formato de ficheiro, os dados brutos são guardados como imagens lineares não comprimidas num único ficheiro (semelhante ao formato .fits, mas na forma de vídeo). Isto oferece-lhe muito mais liberdade na pós-produção. O software SharpCap é ideal para este tipo de gravações.

Grave um vídeo com uma duração máxima de 60 segundos, utilizando a taxa de fotogramas (FPS) mais elevada possível da sua câmara. Uma vez que o Sol apresenta uma dinâmica intensa, os primeiros movimentos das protuberâncias tornam-se visíveis logo após um minuto – por isso, não grave durante mais tempo de uma só vez, para evitar imagens desfocadas. O ficheiro .ser final é, em seguida, carregado no AutoStakkert! e submetido a um processo de empilhamento.

Se quiser registar o movimento das tempestades solares em time-lapse, o melhor é proceder da seguinte forma: grave, por exemplo, 60 vídeos de 60 segundos cada, deixando um intervalo de 30 segundos entre cada um. Desta forma, terá gravado o Sol durante um período de cerca de 1,5 horas. Importante: durante este tempo, o sistema de rastreamento da sua montagem tem de estar absolutamente preciso!

Após a sessão, terá 60 ficheiros de vídeo de grande dimensão no disco rígido. Por isso, certifique-se de que dispõe de espaço de armazenamento suficiente, pois rapidamente se acumulam vários gigabytes. O AutoStakkert! pode, em seguida, realizar um prático «empilhamento em lote», no qual todos os 60 ficheiros são empilhados automaticamente, um após o outro. As 60 imagens finais resultantes podem ser depois combinadas no programa PIPP para formar um vídeo fluido. Com uma reprodução de 20 imagens por segundo (FPS), obtém-se assim um espetacular time-lapse com cerca de 3 segundos de duração.

Gostaria de criar um timelapse ainda mais longo e mostrar a lenta rotação do Sol? Nesse caso, vai precisar de mais material. Recomendamos, neste caso, cerca de 300 fotos de 30 segundos cada, com um intervalo de 30 segundos entre elas. Assim, irá capturar cerca de 5 horas de atividade solar e obterá, no final, um vídeo impressionante com cerca de 15 segundos de duração.

Para realçar na perfeição, simultaneamente, as protuberâncias e a superfície solar na imagem final, é necessário algum trabalho de edição de imagem. A ferramenta mais popular atualmente para este fim é o software PixInsight, em combinação com o Solar Toolbox. O astrofotógrafo Daniel Nimmervoll mostra como instalar e utilizar estas ferramentas da melhor forma neste excelente e detalhado vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=pyYM9l3NCKE 

• Insira o URL: https://www.cosmicphotons.com/pi-modules/solartoolbox/ no Gestor de Repositórios do PixInsight
  e reinicie o programa.
• Carregue a sua imagem .tif empilhada do Sol.
  Abra a caixa de ferramentas através do menu em «Process» -> «Solar Toolbox».
• Defina o «Tipo de imagem» como «Superfície e proeminências».
• Experimente ajustar os controles e personalize a imagem de acordo com o seu gosto pessoal.
• Guarde o resultado como um ficheiro .tif. Pode agora dar os últimos retoques (por exemplo, ajuste de cores ou filtros do Camera Raw) no Photoshop.

Dica: Também pode aplicar tudo isto como uma edição em lote («Batch Edit») para editar de forma idêntica, de uma só vez, todas as 60 (ou mais) imagens individuais do seu time-lapse. Depois, basta juntar as imagens individuais já coloridas e com nitidez ajustada no PIPP. É exatamente assim que os fotógrafos profissionais especializados em fotos do sol fazem!

Esperamos que este artigo o ajude a superar com sucesso os primeiros desafios da fotografia solar. Se ainda tiver dúvidas ou precisar de aconselhamento sobre telescópios e câmaras adequados, não hesite em contactar a nossa equipa de especialistas – teremos todo o prazer em ajudá-lo!

Marc-Antonio, também conhecido online como astronomical_horizon, é um astrofotógrafo apaixonado, especializado em telescópios de espelho de alta velocidade. A sua especialidade: pequenas nebulosas planetárias. Para além das estrelas, a sua paixão é a botânica. Conhece a flora local como a palma da sua mão. E, se ainda lhe sobrar tempo, pega na guitarra elétrica.