Nel cielo estivo brillano numerosi ammassi globulari, molti dei quali censiti da Charles Messier nel suo catalogo della seconda metà del 1700. Uno fra i principali ha il nome di Messier 15, o M15, ed è di questo che ci occuperemo nei due tutorial a lui dedicati.

Come sempre, prima di passare all’elaborazione andiamo a conoscere l’oggetto astronomico

Dati astronomici

M15 è un ammasso globulare di circa 100.000 stelle lontano 3.500 anni luce dalla terra, nella costellazione di Pegaso. Contiene stelle di diversi tipi che spaziano dalle giganti blu alle nane gialle, ed al suo centro si ritiene ospiti un buco nero di massa intermedia. Ha anche un’altra particolarità: in M15 c’è una delle rare nebulose planetarie scoperte in ammassi globulari, la PK 065-27.1 o Pease 1. Inoltre nell’ammasso si contano almeno 110 stelle variabili.

Con una magnitudine apparente di 6.2 M15 è facilmente fotografabile in tutto l’emisfero boreale durante i mesi estivi ed autunnali, e grazie alla sua dimensione di 18’ è un buon soggetto anche per focali medie, sebbene l’ideale sia un telescopio con una focale di circa 2 metri come hanno numerosi Schmidt-Cassegrain.

Tecniche di ripresa

I fotogrammi utilizzati per i due tutorial di M15 (sì, due, e fra poco vedremo perché) sono stati acquisiti nelle notti del 22 e 23 agosto 2024 con il mio C9.25 edge HD a f/10 su cui avevo montato la ASI1600MM ed i filtri LRGB. Il 22 ho fatto 240 Luminance da 30s l’uno, e 120 R, G e B da 30s l’uno per ciascun colore, a bin 2. Il 23 mattina ho preparato i corrispondenti flat in bin 2, usando un flat generator Giotto, mentre i dark ed i darkFlat erano già disponibili dalle mie solite librerie di immagini di calibrazione. Il 23 sera, senza avere modificato in alcun modo il setup, ho ripetuto la sequenza di acquisizioni del giorno prima, ma… per una svista ho impostato il bin a 1 invece che a 2.

Le immagini poi sono rimaste in coda mentre elaboravo altri soggetti, e nel frattempo ho modificato il mio setup per fare altre riprese con un’altra camera.

Quando a inizio ottobre ho preso le immagini per elaborarle, e le ho inserite in WBPP di Pixinsight, mi sono accorto che per quelle del 22 avevo tutte le immagini di calibrazione, e nello specifico anche i flat, mentre per quelle del 23 i flat mi mancavano in quanto, pur avendole riprese con lo stesso setup e quindi potendo in teoria utilizzare gli stessi flat, avevo fatto le riprese a bin 1 per cui la geometria delle immagini (le dimensioni in pixel e gli attributi nel FITS Header) non era compatibile con i flat fatti a bin 2. Analizzando i singoli frame ho visto che la calibrazione era indispensabile, a pena di non poter utilizzare il set di immagini del 23. Quindi, che fare? Ovviamente non potevo pensare di fare ora i flat per il 23, visto che nel frattempo la polvere sul vetro del sensore e sui filtri era certamente cambiata, ma d’altra parte in qualche modo dovevo calibrare i miei light.

Per ovviare ho deciso di riscalare le immagini a bin 2 e modificare gli attributi nel FITS Header, per renderle simili a quelle del 22, rimediare così all’errore di binning e poter usare per la calibrazione i flat che avevo. Parlando con altri astrofotografi ho scoperto che questo tipo di errori non è così infrequente, e quindi ho deciso di raccontare in questo tutorial come fare quando è necessario rimediare ad una svista di questo genere. Ho diviso il tutorial su M15 in due parti: in questa prima vedremo come modificare i light per poterli usare con dimensioni diverse da quelle della ripresa nativa, mentre nella seconda parte tratteremo l’elaborazione vera e propria dell’immagine, con i dati tutti congruenti.

Elaborazione

La situazione iniziale è quindi questa: metà delle immagini a bin 2, calibrabili con i loro flat (e dark e darkFlat), e metà a bin 1, senza flat.

Andiamo a vedere le caratteristiche dei nostri light. Apriamone in Pixinsight uno ripreso a bin 1 e poi attiviamo la finestra di FITS Header (File -> FITSHeader). Scorrendo fra le varie parole del FITS troviamo XBINNING con valore 1 e YBINNING con valore 1: il software di acquisizione (ASIair in questo caso) ha registrato l’immagine a bin 1.

Andiamo anche a controllare le dimensioni del light: NAXIS1 vale 4656 (sottinteso pixel) e NAXIS2 vale 3520 (pixel), che sono i numeri di pixel della ASI1600MM a bin 1. Per inciso, i dati in rosso non sono modificabili dal processo, mentre quelli in nero sì.

Ora vediamo le caratteristiche e le dimensioni di un light a bin 2. Apriamone uno e attiviamo nuovamente il FITS Header

XBINNING e YBINNING valgono 2, e la dimensione di NAXIS1 è 2328 e di NAXIS2 è 1760. Queste sono anche le dimensioni ed il binning dei nostri flat, e a questi valori dobbiamo arrivare anche con i light ripresi a bin 1.

Per fare questo dobbiamo modificare il numero dei pixel (la geometria dell’immagine) e gli attributi del binning.

In Pixinsight è disponibile il process IntegerResample (Process -> Geometry -> IntegerResample) per modificare le dimensioni delle immagini:

Con la nostra immagine aperta attiviamo il processo.

Come facciamo per passare da bin 1 a bin 2? Per rispondere ripassiamo rapidamente il concetto di binning. A bin 1 ad ogni pixel del sensore corrisponde un pixel nell’immagine; a bin 2 mettiamo insieme 2 pixel in orizzontale del sensore e due in verticale, a formare un superpixel 2×2 che sarà memorizzato come singolo pixel nell’immagine. Quindi nell’immagine avremo un numero di pixel che a bin 2 sarà la metà del numero di pixel a bin 1. Per passare da bin 1 a bin 2 con il process IntegerResample quindi faremo un Downsample (riduciamo il campionamento) con un Resample factor di 2. Nella parte delle Dimensions possiamo constatare che la larghezza passa dagli originali 4656 pixel a 2328, e l’altezza da 3520 a 1760. Ci siamo, queste sono le dimensioni giuste a bin 2. Applichiamo il process all’immagine trascinando il triangolino blu in basso a sinistra nel process sull’immagine, e la nostra immagine viene ridimensionata alle dimensioni di bin 2.

Attenzione però: i dati del FITSHeader non vengono modificati automaticamente. Per questo dobbiamo intervenire manualmente sulle voci che ci interessano.

Cominciamo con XBINNING: facciamo doppio click sulla riga di XBINNING e Name, Value e Comment vengono valorizzati con il contenuto dei dati di FITSHeader:

Modifichiamo il Value da 1 a 2, e premiamo il bottone Replace: XBINNING nel FITSHeader ora vale 2.

Ripetiamo l’operazione con YBINNING, impostando il valore a 2 e premendo Replace:

Ora scorriamo verso il basso nel FITSHeader, e troviamo le righe IMAGEW e IMAGEH, che contengono le dimensioni dell’immagine.

Come vedete hanno ancora i valori del bin 1. Modifichiamo IMAGEW da 4656 a 2328, e IMAGEH da 3520 a 1760, ricordandoci di premere il tasto Replace ogni volta in modo da vedere il nuovo valore nella riga del FITSHeader.

Ora dobbiamo trasferire i dati del FITSHeader nell’immagine, e per fare questo trasciniamo il triangolino blu in basso a sinistra e lo rilasciamo sull’immagine, come si fa normalmente per applicare i process.

Fatto questo salviamo l’immagine con il consueto File -> Save… e l’immagine ora è pronta per essere trattata come bin 2. Per verifica chiudiamo e riapriamo il FITSHeader, e vediamo che i valori che abbiamo impostati sono quelli che compaiono nelle righe:

Se volete cambiare anche il nome al file (è del tutto ininfluente per l’elaborazione successiva in WBPP) e sostituire l’indicazione di bin1 con bin2 potete ricorrere ai vecchi comandi del sistema operativo. In Windows (e quindi usando il cmd del DOS) per cambiare tutti i nomi della directory sostituendo il 2 all’1 sarebbe:

Ora abbiamo pronto il nostro light originariamente in bin 1 per essere elaborato in bin 2 insieme con tutti gli altri, e poter beneficiare della calibrazione del flat. C’è però un problemino: i light sono 240 in L, più 120 in R, 120 in G e 120 in B per un totale di 600. Ho sistemato un light, ma ora devo rifare lo stesso processo per altre 599 volte???

Per fortuna in Pixinsight c’è un process che si chiama ImageContainer (Process -> ImageContainer), e che ci è di grande aiuto in casi come questo. Apriamolo e capiamo come utilizzarlo.

Clicchiamo sulla cartella con il + nel circoletto verde e si apre la finestra di caricamento dati di File Explorer:

Selezioniamo la directory e poi i light che ci interessano ed apriamoli. I nostri light compaiono nelle parte in alto dell’ImageContainer.

Ora clicchiamo sull’Output directory nelle Container Options, e creiamo e selezioniamo una nuova cartella in cui verranno scritti i light modificati (nell’esempio E:/M15/001_Light/Test)

A questo punto apriamo un light di quelli a bin 1, e modifichiamo i valori delle 4 voci XBINNING, YBINNING, IMAGEW e IMAGEH come fatto prima, sempre premendo il tasto Replace ad ogni riga.

Infine, trasciniamo il triangolino dell’ImageContainer sul FITSHeader e le modifiche fatte al light si applicheranno a tutti gli altri light contenuti nell’ImageContainer.

La Process Console ci mostrerà l’esecuzione e dopo qualche istante avremo i nostri light con i dati del FITSHeader modificati che saranno nella Output directory.

I Light hanno il nome modificato, in quanto in fondo è stato aggiunto il timestamp (anno, mese, giorno, ora, minuto, secondo ovvero _&datetime) della modifica, ma per noi questo è irrilevante.

Ora dobbiamo fare l’ultima cosa, e cioè modificare la geometria delle immagini. Chiudiamo il FITSHeader che non ci serve più, e svuotiamo l’ImageContainer che contiene le immagini in bin 1 con i FITS Header originali. Per fare questo prima clicchiamo sulla cartella con la x dentro il circoletto rosso “Disable all file items” e vediamo che la spunta verde a destra in ogni riga cambia in X rossa, poi premiamo il tasto “Purge disabled items” e l’ImageContainer si svuota.

Andiamo a riempire di nuovo l’ImageContainer, ma questa volta con i light che hanno i FITS Header già modificati ma ancora le dimensioni del bin 1. (nell’esempio sono quelli che abbiamo scritto nella cartella E:/M15/001_Light/Test)

Si vede che sono quelli modificati anche dal nome, che come definito nella casella di Output template hanno aggiunto il timestamp (_&datetime)fra il nome del file e l’estensione.

Ora, per evitare confusioni fra i light a diverse fasi di modifica, definiamo una nuova cartella di output, che conterrà i light nella versione definitiva per essere usati a bin 2. (nell’esempio la ho chiamata E:/M15/001_Light/modificati_da_bin1_a_bin2)

Apriamo il process IntegerResample e controlliamo che abbia ancora le impostazioni di prima; se necessario le reimpostiamo a Downsample 2. Trasciniamo il triangolino blu dell’ImageContainer sul process e attiviamo il resample (quindi la modifica delle dimensioni) su tutti i light contenuti nell’ImageContainer.

Anche in questo caso la Process Console ci mostrerà la sequenza delle modifiche, ed alla fine nella directory (che nell’esempio ho chiamato E:/M15/001_Light/modificati_da_bin1_a_bin2) avrò i light con le dimensioni e gli attributi nel FITS Header scalati a bin 2, pronti per essere utilizzati nell’elaborazione dell’immagine di M15, a partire dal WBPP.

Facciamo pulizia e cancelliamo la directory E:/M15/001_Light/test che ci è solo servita di passaggio, mentre per prudenza teniamo ancora la directory dove ci sono i light originali a bin 1. La cancelleremo solo dopo aver caricato tutti i light in WBPP ed aver verificato che le modifiche siano state tutte fatte bene e che i light in bin 2 abbiamo efficacemente rimpiazzato quelli in bin 1.

Abbiamo già visto prima come sia possibile modificare anche i nomi dei file, ma davvero è ininfluente.

Come ultimo passo, che riprenderemo nella seconda parte del tutorial, apriamo WBPP e vediamo se riconosce i light modificati come bin 2. Per fare questo carichiamo in WBPP i light da E:/M15/001_Light/modificati_da_bin1_a_bin2 e controlliamo che il binning e le dimensioni siano quelli che ci aspettiamo:

Il binning è riconosciuto a 2 e la dimensione a 2328 x 1760. Potete vedere che nell’esempio non ho cambiato ancora il nome del file, lasciato come Bin1, per rendere evidente il processo che abbiamo seguito.

Vediamo anche se c’è il match con i flat e i dark a bin 2, spostandoci sul tab Calibration:

Anche qui ci siamo.

Ora aggiungo i light che erano già in origine a bin 2 (quelli giusti del 22 agosto) e vediamo se si integrano bene con i modificati:

Tutto a posto. Il numero dei light è raddoppiato, abbiamo sia i 600 del 22 agosto che i 600 del 23, ora tutti a bin 2, e con i 1200 light totali siamo pronti all’elaborazione di M15. La faremo nella seconda parte del tutorial.

Per ora, cieli sereni a tutte/i!

Aldo Zanetti – astroaldo1@gmail.com