Scie stellari

Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1)

Quanti di voi sono rimasti meravigliati dalle splendide immagini riprese dal telescopio spaziale Hubble e che troviamo nei libri di astronomia? Beh, io sono uno di quelli. Fin da quando ho iniziato ad interessarmi di astronomia, ho avuto la voglia di scattare le mie fotografie all’Universo. Le ho provate davvero quasi tutte, molto spesso per mancanza di budget, ma con il duro lavoro e i giusti investimenti sono riuscito ad assemblare una strumentazione più che dignitosa, che vedremo in dettaglio nelle prossime puntante.

Ho parlato di prossime puntate proprio perchè questa sarà una serie di articoli, dedicata alla fotografia astronomica con la fotocamera reflex. Partiremo dai concetti base e dalle tecniche più semplici, fino ad arrivare all’elaborazione completa di una fotografia astronomica.

Una piccola introduzione

Il primo concetto che dobbiamo tenere a mente è che ci stiamo occupando di una branca della fotografia in cui scarseggia la luce, quindi per riuscire a impressionare la pellicola o il sensore è necessario usare la posa di tipo bulb (ovvero esposizione lunga quanto si vuole, anche minuti). Se noi lasciamo l’otturatore della nostra camera di ripresa aperto più a lungo, riusciremo infatti a raccogliere molto più segnale. Ops, vi ho appena mentito, o meglio sono stato impreciso. Parleremo infatti di come il rumore elettronico dei sensori pone un limite alla durata della posa, e vedremo come questo problema venga brillantemente risolto con l’aiuto di fotogrammi particolari e di una buona dose di elaborazione assistita da software speciali (gratuiti).

Il fatto di dover fare delle pose lunghe, ci porta al secondo concetto di cui vi voglio parlare. Come ho detto nell’articolo sul primo telescopio, a meno che non ci troviamo ai poli, le stelle e in generale tutti i corpi celesti seguono una traiettoria arcuata lungo la notte, sorgendo ad est, culminando a sud e infine tramontando ad ovest. Il problema che ci troveremo quindi ad affrontare sarà proprio quello di inseguire il moto dell’oggetto che stiamo riprendendo. Esistono diversi modi per farlo, ma sicuramente quello che dà i migliori risultati è l’utilizzo di una montatura equatoriale, motorizzata su entrambi gli assi, meglio ancora se dotato di un qualche sistema in grado di correggere le immancabili imperfezioni meccaniche di lavorazione (una minima vibrazione, anche invisibile ad occhio nudo, può trasformarsi in una catastrofe ad alti ingrandimenti).

Ma quindi, se non ho niente di tutto ciò, non posso fare fotografia astronomica? In realtà si, potete riprendere il cielo, con diversi limiti e soprattutto limitatamente alle scie stellari o ai grandi campi e le costellazioni. Nonostante le limitazioni, però, potrete ottenere bellissimi risultati.

Cosa vi serve

La prima strumentazione in realtà è molto semplice, ma richiede già un primo investimento: una fotocamera reflex e un cavalletto, più eventualmente lo scatto flessibile. Perchè proprio le reflex e non una digitale compatta? Queste ultime, tipicamente, non dispongono della posa bulb ma solo di tempi preimpostati, che alla meglio arrivano a 60 secondi. Inoltre soffrono molto di più del problema del rumore elettronico, il quale peggiora vistosamente la qualità delle fotografie. Di fotocamere reflex entry-level ce ne sono diverse, e parecchie disponibili nel mercato dell’usato. Il modello tuttavia che si presta meglio, anche in ottica futura, è la Canon EOS 1100D o comunque una della stessa serie. Chiaramente potete comprare anche reflex Canon di qualità superiore, solo che questa è quella più economica.

Piccola parentesi. Non voglio fare proclami pubblicitari (anzi io in realtà preferisco un’altra marca, anche se di poco), tuttavia vi consiglio proprio questo modello perchè per le Canon è possibile sostituire il filtro interno davanti al sensore con uno più permissivo nella banda dell’infrarosso. Come vedremo infatti nei prossimi articoli, molti oggetti nebulari hanno la loro massima emissione nella banda H-α ad una lunghezza d’onda di 6562,81 Angstrom, nel vicino infrarosso. Questa particolare linea dello spettro è dovuta all’idrogeno ionizzato. Le fotocamere reflex in commercio vengono vendute dotate di un filtro che taglia di parecchio il vicino infrarosso, di fatto impedendo a queste lunghezze d’onda di arrivare al sensore. La sostituzione del filtro permette invece di catturare anche quella parte dello spettro elettromagnetico, al prezzo però che la fotocamere di giorno fa le foto rosse, in quanto il software di bordo non sa nulla della modifica e bilancia i colori pensando di avere ancora il filtro di serie! Quindi, sappiate subito che questa modifica di fatto renderà la reflex utile solo per l’astronomia e invaliderà la garanzia. Però, se vorrete fare fotografia del profondo cielo, questa operazione è praticamente obbligata. Ci torneremo sopra nelle prossime puntate!

Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1)

Come si può notare dal diagramma, il filtro Baader lascia passare il 98% di H-α, contro il 25% del filtro di serie della Canon.

Perchè vi ho parlato adesso del problema dell’infrarosso e della relativa modifica? L’ho fatto perchè se acquisterete nel mercato dell’usato e pensate un giorno di dedicarvi alla fotografia del profondo cielo, acquistate fin da subito una reflex Canon modificata. Periodicamente qualcuno ne vende una.

Le scie stellari

Pronti? Via! Mettete la vostra reflex sul cavalletto, puntate l’obiettivo verso la stella polare e con lo scatto flessibile iniziate la ripresa. Visto che le stelle si muovono, i fotoni provenienti da esse andranno a colpire il sensore in posizioni sempre diverse con il trascorrere dei minuti. Ogni stella lascerà una scia, che sarà come una traccia del suo percorso. L’effetto è di grande impatto, nonchè un grande classico. Vi permetterà inoltre di familiarizzare con il cielo e con i comandi della vostra reflex.
Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1)

Scie stellari riprese con una fotografia a lunga posa.

Riprendere le costellazioni

Facciamo ora un passo avanti. Riprendiamo un momento quanto detto nel precedente paragrafo sulle scie stellari. Trovo questo tipo di fotografia non solo bella dal punto di vista estetico ma anche utile per capire alcune cose sulla geografia astronomica. Avete notato che le strisce sono più lunghe tanto più ci allontaniamo dal polo celeste? Dalla fisica sappiamo che, data la velocità angolare (radianti al secondo) e il raggio, la velocità tangenziale del punto (ovvero la velocità di punto sulla circonferenza) è data dalla formula

Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1)

Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1)

Notiamo due cose: la prima, che la velocità angolare rimane costante, la seconda, che se affettiamo il nostro pianeta in corrispondenza dei paralleli di latitudine, le circonferenze che otteniamo diventano sempre più piccole man mano che ci avviciniamo al polo, e quindi la distanza tra l’asse di rotazione e il punto sulla superficie della Terra (il raggio della formula)  diminuisce fino ad annullarsi al polo. Dal momento che la velocità angolare rimane costante, più il raggio è piccolo e più è piccola la velocità tangenziale. Questo è inoltre il motivo per cui i maggiori siti di lancio delle agenzie spaziali si trovano nei pressi dell’equatore: un razzo che viene lanciato da questa posizione infatti ha la massima velocità tangenziale possibile, permettendo di risparmiare sul carburante.

Questa piccola parentesi di fisica ci server per capire che, quando fotografiamo le costellazioni con il semplice cavalletto, abbiamo migliori possibilità di fare delle belle fotografie se inquadriamo zone del cielo vicine al polo, perchè potremo allungare i tempi di esposizione maggiormente senza avere una foto “strisciata”.

Entriamo ora nell’aspetto pratico della questione. Per fotografare una costellazione con il solo cavalletto, dovete calcolare un tempo di esposizione adatto  in modo che ogni stella non lasci una scia nell’immagine ma che abbia invece un bell’aspetto puntiforme. Esistono diverse formule, quella che reputo più adatta è la seguente:

Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1)

Dove T è il tempo di esposizione in secondi, la focale dell’obiettivo e Fotografia astronomica con la fotocamera reflex (Parte 1) la declinazione. Dalla formula risulta evidente che il tempo di esposizione aumenta al diminuire della focale, quindi usate un grandangolare (un 18 mm sarebbe il massimo). Inoltre, quando calcolate il tempo di esposizione, vi consiglio di usare come declinazione quella di una delle stelle nel campo inquadrato più vicine all’equatore celeste: se riuscite a mantenere puntiformi quelle, sicuramente lo saranno quelle più vicine al polo!

Proviamo a fare un esempio. Supponiamo di avere un grandangolare di focale 18 mm e di riprendere un panorama le cui stelle più vicine all’equatore celeste hanno una declinazione di 45°. Calcolatrice alla mano, scopriamo che il tempo di esposizione massimo per avere le stelle puntiformi è di circa 43 secondi.

Provate a riprendere diversi panorami, consigliati naturalmente cieli bui e puntate sulla Via Lattea. Dovrete fare sicuramente diversi tentativi, ma non mollate. Vedrete che con il tempo riuscirete a farvi una tabella dei tempi di esposizione adatti ad ogni situazione.

Conclusione

Siamo giunti alla fine di questo primo articolo sulla fotografia astronomica con la fotocamera reflex. Ho introdotto alcuni concetti fondamentali e vi ho spiegato le prime tecniche che si possono usare per entrare in questo affascinante mondo.

La prossima volta inizieremo a fare sul serio, parlando di inseguimento e i primi cenni di fotografia guidata.

Alla prossima!

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