L’imaging digitale di Saturno
L’introduzione delle tecniche digitali, in particolar modo grazie alla diffusione delle webcam, ha permesso anche nel caso di Saturno un enorme salto di qualità. Il semplice fatto di poter produrre facilmente e a basso costo delle ottime immagini (contrariamente a quanto accadeva con la fotografia tradizionale…) ha portato molti astrofili verso l’osservazione planetaria, triplicando o quadruplicando il numero delle osservazioni ricevute ogni anno. A parte questo, nel caso di Saturno esistono almeno due grossi vantaggi di ordine squisitamente “tecnico”:
- Misurare la posizione dei dettagli sulle immagini digitali consente di avere dati molto più precisi. Semplici confronti condotti tra misure visuali ed immagini CCD e webcam (in RGB e con filtro anti-IR) mostrano che il valore medio delle latitudini dei bordi delle bande di Saturno risulta in genere simile o anche molto simile, ma la dispersione delle misure nelle immagini digitali è molto inferiore: tipicamente, 0,5-2° contro 3-5°. Nel caso di bande dalla visibilità incerta il divario aumenta, e anche i valori medi ne risentono (vedi i report UAI su Saturno, in special modo quelli posteriori al 2000).
- È possibile evidenziare dettagli inarrivabili o molto difficili anche per un osservatore esperto. Gli esempi migliori sono rappresentati dalle bande minori, e soprattutto da WOS come quelle osservate negli ultimi anni a media latitudine, in particolare in corrispondenza dei jetstreams occidentali alle latitudini di –29° e –42°; per le piccole dimensioni e il basso contrasto, questi dettagli sfuggirebbero sicuramente (come senza dubbio è avvenuto in passato) alla stragrande maggioranza degli osservatori visuali. L’importanza di queste osservazioni si deduce immediatamente dalla tabella inserita nel paragrafo sui dettagli transitori della pagina dedicata al pianeta: fino alle missioni Voyager i “traccianti” atmosferici osservati sono stati così rari, che non è stato possibile ottenere più di una decina di periodi di rotazione affidabili. I dati delle missioni Voyager, della stessa Cassini e dei telescopi al suolo coprono un arco di tempo limitato o sono sporadici, mentre le osservazioni suggeriscono che le correnti atmosferiche su Saturno potrebbero cambiare in misura anche notevole sul lungo periodo; importanti cambiamenti di intensità e colore di bande e zone, invece, possono verificarsi in periodi brevi, misurabili in settimane. Il contributo del monitoraggio continuativo effettuato dagli astrofili, che oltre a fornire un servizio di allerta permette di avere sia dati nel lungo periodo che una buona copertura di eventi di breve periodo, non è dunque affatto trascurabile.
Saturno: istruzioni per l’uso
Webcam, CCD ed elaborazione digitale non sono delle bacchette magiche e non andrebbero considerate come tali; per sfruttare in modo corretto le loro potenzialità è quindi necessario tener presenti i loro limiti ed adottare particolari accorgimenti e tecniche di ripresa ed elaborazione. Molti di questi sono comuni alla ripresa planetaria in genere (si veda la pagina sulle Tecniche digitali), alcuni tuttavia si applicano particolarmente al caso di Saturno.
- Riprendere sempre, quando possibile, almeno 2 (meglio 3) immagini a distanza di 30-60 minuti. Questi tempi corrispondono, nel caso della veloce rotazione di Saturno, a circa 18-36°. I dettagli transitori di Saturno hanno sempre un contrasto molto basso; inoltre, la luminosità superficiale del pianeta è appena ¼ rispetto a quella di Giove. Questo significa che, nella maggior parte dei casi, questi dettagli si trovano poco al di sopra del “rumore” di fondo del globo. Anche se spesso la loro morfologia è diversa da quella delle macchie prodotte dal rumore, una sequenza di immagini, in cui il dettaglio ruota assieme al pianeta, costituisce la conferma più convincente della sua effettiva esistenza. Grazie al riferimento fornito dagli anelli, l’orientamento dell’immagine è meno importante che per altri pianeti; comunque, l’immagine deve avere almeno grossomodo un’orientazione telescopica, con il sud in alto e la parte following del disco a destra.
- Non allungare eccessivamente i tempi di ripresa. È lo stesso problema che si presenta nel caso di Giove: la veloce rotazione del pianeta porterebbe ad un’immagine “mossa” utilizzando filmati lunghi più di 2-3 minuti (a seconda della risoluzione delle immagini). Nel caso di Saturno, i frames utilizzabili sono normalmente pochi, a causa della bassa luminosità del pianeta che costringe ad utilizzare tempi di posa più lunghi. Dato che, diversamente da Giove, di solito non sono presenti dettagli asimmetrici che renderebbero evidente il “mosso” dell’immagine, è comprensibile la tentazione di avere un’immagine migliore allungando l’intervallo di ripresa. In questo caso, però, bisogna essere consapevoli che eventuali dettagli come WOS o DS (di norma i più interessanti) risulteranno “spalmati” su un numero maggiore di pixel, e dato il loro basso contrasto è probabile che vadano perduti. Anche nell’osservazione digitale, come in quella visuale, i grossi diametri risultano perciò avvantaggiati.
- Non forzare l’elaborazione. Il basso contrasto dei dettagli e la “rumorosità” del globo di Saturno costituiscono spesso una tentazione a sovraelaborare l’immagine; tuttavia, quello che essa può sicuramente offrire è normalmente già visibile con un’elaborazione moderata e in un’immagine “naturale”. Nella maggior parte dei casi, un’elaborazione eccessiva porterà ad un innalzamento del rumore da cui ulteriori dettagli sarebbero comunque indistinguibili (a parte la probabile fioritura di dettagli inesistenti). Insomma, l’elaborazione non può essere usata come un sostituto del seeing o della bontà delle ottiche! Al limite, si potrà in qualche caso spingere l’elaborazione per evidenziare ulteriormente dettagli già visibili – ad esempio, per eseguire misure di posizione. È comunque buona norma, nell’inviare una scheda, accompagnare l’immagine finale con la semplice somma non trattata dei frames usati per ottenerla; in questo modo il coordinatore può farsi un’idea del risultato originale, ed applicare eventualmente un’elaborazione diversa.
Nota. Nella ricerca di dettagli transitori come le WOS, può essere consigliabile con grandi diametri utilizzare filtri blu o rossi – anche attorno ai 700-900 nm – per aumentarne il contrasto. I filtri rossi migliorano anche la visibilità delle condensazioni scure (dark spot, DS); in ambito amatoriale, tuttavia, la perdita di luminosità del pianeta sarà nella maggior parte dei casi eccessiva per un loro uso proficuo.
Elaborazione delle immagini di Saturno (di Christian Fattinnanzi)
L’elaborazione dei soggetti planetari ripresi con tecniche webcam (o comunque ottenute dalla somma di fotogrammi tratti da riprese video) è un aspetto decisivo nella produzione di immagini ricche di particolari e scientificamente attendibili. Per ottenere il massimo da questi interventi, senza cadere nella “sovra-elaborazione”, è indispensabile agire con sensibilità e delicatezza. Non è difficile imbattersi in immagini elaborate pesantemente, di sicuro impatto visivo ma di basso o poco attendibile contenuto scientifico. Quando diamo contrasto ad un’immagine, semplificando molto le cose, le zone chiare divengono più chiare e quelle scure più scure. Questo procedimento ci permette di evidenziare ogni più piccola variazione di luminosità del soggetto, rendendo più visibili tutti i dettagli contenuti dall’immagine grezza. Il comando fondamentale con cui si estraggono i dettagli dall’immagine grezza è la maschera di contrasto. In genere questo comando agisce per mezzo di due parametri: il “raggio d’azione” e “l’intensità” dell’intervento. Il “raggio d’azione” è in pratica la dimensione in pixel dei dettagli che vogliamo enfatizzare, mentre “l’intensità” è, come dice la parola, la consistenza di questo intervento. Quando usiamo maschere di contrasto con raggi piccoli, dovremo impostare elevati valori di intensità, proprio perché l’intervento è molto leggero e mirato, facendo riferimento al comando “unsharp” di IRIS, una tipica maschera di contrasto planetaria in grado di evidenziare i particolari fini può avere raggio 0,8 ed intensità variabile da 10 a 50. Al contrario, quando vogliamo evidenziare le strutture principali di un soggetto (grosse strutture a basso contrasto o anche la colorazione), sarà bene usare dei raggi più grandi, in genere da 3 a 5 pixel, applicati con un’intensità piuttosto bassa, da 2 a 6 facendo riferimento sempre al comando di IRIS. Nella maggior parte dei casi, nessuna delle due maschere di contrasto ci fornisce da sola un risultato pienamente soddisfacente. Nulla vieta però di applicare, con un giusto dosaggio, entrambe le maschere di contrasto alla stessa immagine. Così facendo, dopo qualche tentativo, potremo trovare il compromesso migliore perla nostra immagine. Esagerando con l’elaborazione infatti potremo notare granulosità (indice di una eccessiva esaltazione dei particolari fini, o bordi dell’immagine irrealisticamente rinforzati, indice di una maschera di contrasto a grande raggio troppo intensa). Per lo specifico caso di Saturno, pianeta ricco di dettagli molto netti negli anelli ma anche di strutture atmosferiche (i WOS in particolare) dal contrasto bassissimo, non è facile trovare il giusto compromesso. Tuttavia, nulla ci vieta di fare, oltre all’elaborazione standard, un’elaborazione più pesante con maschere sfocate di grosso raggio atte ad evidenziare queste tenui strutture.
Una elaborazione “tipo” per Saturno su IRIS potrebbe essere la seguente:
>load @r (carica il canale rosso, ma ripetere poi le stesse operazioni con “g” e “b”)
>gauss 0.45 (attenua leggermente e preventivamente la grana)
>mult 0.88 (attenua leggermente la luminosità del canale per evitare che saturi)
>unsharp 3 2 1 (contrasta i particolari grandi, con dimensioni di 3 pixel in questo caso)
>unsharp 0.9 15 1 (contrasta i particolari fini, con dimensioni in questo caso di 0.9 pixel)
>mmse 2000 2 (attenua la grana finale insorta dopo le maschere sfocate)
>save r (salva il canale elaborato col nome “r”; allo stesso modo salvare anche i canali “g” e “b”)
>tr r g b (compone la tricromia, ovviamente bisogna aver elaborato anche @g e @b)
>savebmp risultato (salva in formato bmp il risultato col nome inserito nel comando)
Una elaborazione forzata per Saturno per evidenziare i WOS sempre su IRIS potrebbe essere:
>load @r (carica il canale rosso, ma ripetere poi le stesse operazioni con “g” e “b”)
>gauss 0.6 (attenua leggermente e preventivamente la grana)
>mult 0.80 (attenua leggermente la luminosità del canale per evitare che saturi)
>unsharp 5 2 1 (contrasta i particolari molto grandi, con dimensioni di 5 pixel in questo caso)
>unsharp 2 6 1 (contrasta i particolari medi, con dimensioni in questo caso di 2 pixel)
>mmse 2000 2 (attenua la grana finale insorta dopo le maschere sfocate)
>save r (salva il canale elaborato col nome “r”; allo stesso modo salvare anche i canali “g” e “b”)
>tr r g b (compone la tricromia, ovviamente bisogna aver elaborato anche @g e @b)
>savebmp risultato (salva in formato bmp il risultato col nome inserito nel comando)
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