• M1 - polárgram - a mágneses mező nyomában

  • 2016. december 02.
  • Kissé nehezen emészthető téma következik. Az egész történet ott kezdődik, aminek eredményeként ez a képem - LINK - létrejött. A történet pedig alap indíttatásból nem szólt volna másról, mint célom volt az M1 katalógusjelű, Rák köd becenevű objektumot a 458-as asztrográf szettel a lehető legjobb felbontás mellett fotózni, kidolgozni. A fent linkelt RGB kép már elkészült, az SHO hamisszínes anyag majd kicsit később lesz kidolgozva, de most következzék a számomra legizgalmasabb sorozatbéli fotók bemutatása, az M1 polárgramja. Ajánlom figyelembe a METEOR 2017. januári számát, melyben Tóth Krisztián írásából ez az egész mágneses kavalkád, a szinkrotron sugárzás keletkezése, a folyamat fizikája, részletes leírásából megérthető. Ezen polárszűrős fotók ötlete Krisztiánnal közös fejtörés után pattant ki, a készítésnél pedig rendes volt tőle, hogy fogta a szűrő forgatásnál a létrát.... Remek közös észlelő élmény volt.

  • Az M1 polárgramja, mágneses erővonalainak egyfajta irány-térképe
    Optika:458/1900 asztrográf
    Kamera:Atik 11000 mono CCD
    Szűrők:Baader L, polárszűrő
    Expóidő:180sec/kép
    Egyéb eszközök:Fornax 100, MC3, Atik EFW-2, TS OAG, TS 2.5 Wynne
    Készült:2016-12-02
    Helyszín:Kiskunfélegyháza
  • A képen a Rák ködben lévő neutroncsillag által gerjesztett ún. szinkrotron sugárzás vizuális tartományban leképzett vetülete látható. Polárszűrő fényútba helyezésével, majd szögének változtatásával készült fotó sorozat képi megjelenítése. Az R színcsatornába a 45°-os, a G színcsatornába a 90°-os, és a B színcsatornába a 135°-os szögben elforgatott polárszűrővel készült képek kerültek. A képen lévő színek tehát a Rák köd közepén lévő neutroncsillag által keltett mágneses mező irányultságára engednek következtetni. A hatalmas mágneses mező által keltett szinkrotron sugárzást tudjuk vizuális tartományban is elcsípni. A fényútba helyezett, és forgatott polárszűrő segítségével a beeső szinkrotron sugarak hullámforma-sík irányuktól függően elnyelődnek, vagy átjutnak a szűrőn, köztes esetben arányos mértékben haladnak csak át rajta. Minden egyes forgatással minimálisan eltérő fényesség intenzitásokat kapunk tehát. A képen keletkező színátmenetek a lineáris fényesség intenzitás különbségek miatt képesek a mágneses mezők irányultságára jelzéssel lenni.

  • A fenti, és a következő képek készítésének könnyebb megértéséhez ezt az ábrát használtam:

  • Polárgram szintetikus leképezésének diagramja
  • Az ábrán látható vastagabb vonalak a különféle polárszűrő állást jelölik. A feldolgozás során négy kép felhasználásával készült az R,G,B szintetikus mono kép, majd ezek rendre kerülnek RGB szín-szintézisbe, végül a kapott kép színesben látható. Igen kis különbségeket kellett jól látható módon ábrázolni a polárgramokban, ezért a színcsatornák referenciához képest osztással keletkeztek. Ez ennél a példánál maradva ezt jelenti:

    R = R45/L
    G = R90/L
    B = R135/L

    Az R (vörös) csatorna tehát a kapott R-szűrős képből készült, 45 fokos polárszűrő állásnál. Ezt a lineárisan hagyott mono R képet osztottam el az L szűrős, 0 fokos polárszűrős állású képpel. A G (zöld) csatorna 90 fokos polárszűrő állásnál, R-szűrős kép 0 fokos L-szűrős képpel való osztásából keletkezett. Rendre ugyanígy a B (kék) csatorna, R szűrős, 135 fokos polárszűrő állásnál kapott képet osztottam a nulla fokos L szűrős képpel. Az oldal első fő képénél csak L jelzések láthatóak az alsó kis diagramon, ott a különféle szögben beállított polárszűrő mellett készült L-szűrős képek különbségei adják az RGB színes képet.

  • Nézzük először a mágneses mező térképet, melyre a leginkább jellemző lesz az L szűrős sorozat anyagából képzett különbség képek. Ezek azok a szintetikus mono képek, melyeket a fenti eljárással kell kinyernünk a kamera által rögzített adatokból, mono képekből.

  • Polárszűrő nélküli képekhez képest az alábbi eltérések láthatóak a polarizációval
  • A polárszűrős L sorozat képei az alábbi eltéréseket mutatják a polár nélküli sima L szűrős képekhez képest. Avagy, mit kapunk, ha polarizációs szűrő kerül a fényútba.

  • A lineáris képek a legfelső sorban láthatóak. Szépen mutatják, hogy bármely polárszűrő szög-állásnál van eltérés a klasszikus képhez képest (vizuális fényesség látványhoz képest) . Nem meglepő. A Rák ködben nincs kitűntetett iránya a mágneses mezőnek ilyen értelemben, szinte mindegy, hogy a polárgramot mely nulla fokos polárszűrő állásnál kezdjük felvenni. A szinkrotron sugárzás hullám-síkja minden irányban terjed, változó.

  • Referencia a polárszűrő nulla fokos állása.
  • Az előző összehasonlító kép a vizuális látványhoz mutatta az eltéréseket, ezen képek viszont már a szinkrotron sugárzás hullámforma-irányultságára engednek következtetni. Ez már a polárgram alapja.

  • A két kép alatt láthatóak különféle skálázások, ami ismét szintetikus eljárás eredménye, legalábbis ami a felbontást illeti. Ezek a skálák a kapott képi eredmény wavelet transzform segítségével előcsalogatott részletek. Lineárisan hagyott képek osztásaiból keletkezett tehát a képeken lévő felső sorok kisképei, míg ezek további wavelet-es kidolgozásai az alatta lévők.

  • 4. szintű wavelet felbontásból egy polárgram.
  • Ez a kép csak afféle játék az eredményekkel. A fenti fekete-fehér képeken lévő legapróbb részleteket mutató alsó sorban lévő három kép RGB szintézise. Azért mondom, hogy csak játék, digitális eljárással szintetikusan, wavelet-ek segítségével úgymond azt a polárgramot lehet előállítani - talán - mely nagyságrendekkel jobb felbontású optikai rendszerrel lenne látható. A fényesség értékek itt biztosan nem stimmelnek, de ki tudja, talán a színi részletesség tényleg hasonló lenne egy hatalmas optikával.

  • A polárgramok felbontása egyébként nem igazán mérvadó, nem a Rák köd morfológiáját mutatják. A polárgramoknál a színek árnyalatai a fontosak. Az árnyalatok mellett az egyes színek erőssége is tulajdonképpen csak a fényességtől és a szaturációtól függenek, tehát maga a szín hordoz információt. Mindegy tehát hogy valami erősen vörös, vagy csak derengő vörös, a lényeg, hogy ezeken a helyeken a két polarizált felvétel arányában (különbségében) mely részek estek ki. Ahol például erősen vörös a polárgram az osztás után, mindösszesen annyit jelen csak, hogy ezen a területen a fény polarizációja vörös esetében 45°-ban érvényesül a legjobban, tehát ezekről a részekről ezen a felbontáson a 90°, és a 135°-ban polarizált fények gyengék. A szintetikus RGB képeknél tehát szinte az is mindegy, milyen fényesség jött ki az egyes poláros képeknél, avagy mit mivel osztunk. Az arány a mérvadó.

    Készültek az L szűrős sorozatok mellett minden egyes polárszűrő állásnál külön R,G, és B szűrős képek is. Várható volt, hogy ezeknek nem sok jelentősége lesz, de egy pár érdekes jelenséget érdemes lett a feldolgozásuk után is megfigyelni.

    Nézzük sorban, más-más polárszűrő szög esetén miféle vizuális RGB képeket kaptunk.

  • Klasszikus RGB színeskép feldolgozások, különféle polárszűrő szög állásoknál
  • Látszanak ugyan kisebb különbségek, de talán inkább fényességben. Ebből is látszik, igen apró fényesség különbségeket kell egy polárgramhoz kiszedni a képekből, erre a legalkalmasabb a fent bemutatott osztás. Ha nem tudnánk, hogy ezek polárszűrő mögött készültek, meg sem nagyon mondanánk, hogy nem sima vizuális fotók.

  • Először azt gondoltam, össze sem rakom a színszűrős képeket, inkább csináltam volna helyette még L-szűrősöket, simább lett volna a színes alap polárgram. Na de ha már itt vannak, egyrészt a fenti összehasonlító képet is gondoltam kikattintom belőlük gyorsan, kíváncsi voltam vizuálisan mit kellene látni különbségekként. Nem sok mindent lehetne egy hatalmas kukkerrel sem elérni, már ami a szinkroton sugárzás különbségeit illeti forgatott polárszűrő mögött. Fejben a polárgramot biztosan nem lehet így összerakni, más kérdés, hogy azzal a bizonyos elméleti hatalmas kukkerrel látható lehet valami, ha folyamatosan forgatnánk a szűrőt. Talán... Másrészt próbáltam a színszűrős képekben keresni valamit, hátha más a szinkrotron sugárzás nyoma már a vizuális tartomány 300nm szélességében, jobban mondva ennek a 300nm széles tartománynak a szélein.

    Pixinsight-ban egy lapra rendeztem az összes RGB szűrős dark-bias-flat korrigált, és 3-3 db képekből sztekkelt képet, és indulhatott a keresgélés. A Pixelmath ablakban kellett csak a képeket cserélgetnem (vagyis a neveket), majd addig piszkáltam a különféle arányokat, míg valami érdekesre (legalábbis számomra az) csak ráleltem. Ha a 0°-os polárszűrő szögben álló L-szűrős képekhez blendéztem a három színcsatorna képének 45, 90, és 135 fokos polárszűrős mono képeit, sejlett némi eltérés.

  • B-G-R szűrős képek polárgramjai, referencia az L szűrős 0°-os kép.
  • A képeken nem a színeket, a harsányságot, hanem az alap színárnyalatokat érdemes, mondhatnám úgy is, szerintem kell nézni. Első ránézésre örülhetünk, húú de más színek, intenzitások, formák. Lehet hogy ezek is jelentenek valamit, de én ennek nem tulajdonítok nagy jelentőséget. Nézzük meg a Rák köd közepénél lévő, főként L-G képen jól látható mélyvörös részt. Árnyalatát tekintve ott van mindegyik képen. Arra következtethetünk, ha így nézzük, hogy ott a mágneses mező irányultsága ugyanaz. Az intenzitás különbségekkel kapcsolatban nem tudom, hogy szabad e az egyes területek fényintenzitásából bármi következtetést is levonni. Viszont nézzük meg az L-R képet, halvány nyíllal jelöltem egy területet, melynél színekben jelentős eltérés mutatkozik a másik két képhez képest, főként 250nm-el arrébb, az L-B képhez képest. Az L-R képen a Rák köd ezen része inkább a 45°-os polarizáltság vöröses színébe hajlik, mintsem az L-B képen lévő zöldes színbe, a 90°-os polarizáltságéba. Ne tévesszen meg bennünket a színszűrők RGB színei, a polárgramok színei teljesen függetlenek a színszűrők színeitől, vagyis jobban mondva azok szín-hatásától. Mono képek, intenzitások arányai ugyanazon referenciákhoz képest. Mondhatnánk, persze hogy a vörös szűrős képen vörösebb az a terület, viszont a B szűrős képen lett zöldebb, kékhez semmi köze.

  • Több ilyen érdekes apró eltérést is találhatunk még, de ezt a területet tartom a leginkább egzaktabb különbségnek, itt a legszembetűnőbb a mágneses mező irányultságának különbsége. Ezen a területen látható például egy L-G szűrős képen mélykéknek látszó rész, mely abszolút elveszti kékségét az L-R képen, valamennyi látszik belőle az L-B képen.

    Mire gondolhatunk ez alapján? Mi lehet ott azon a területen más? Összevetve a Rák köd vizuális, teljes BGR tartományban fotózott képével, azon a területen talán az egyik legerősebben látható H-alfa terület látszik. Másik oldalról viszont, ezt a fényesebb H-alfa területet úgymond kiejti az a tény (feketére), hogy a polarizált 0°-os L képpel osztottunk. A H-alfa vonalán fellépő emisszió - ha jól tudom és gondolom - nem polarizálható fény. Hogy mi az oka azoknak a szín különbségeknek, valószínűleg kiderül, ha hamarabb nem, akkor majd akkor, mikor egy szakcsillagász elolvassa ezt a cikket, megnézi ezt az utolsó képet, és mosolyogva a homlokára csap, és elárulja mi okozhatja ezt. Avagy majd jövőre kiderül, megvan e még ez a különbség, biztos vagyok benne, minden évben el fogom ezt a polárszűrős LRGB sorozatot készíteni. Ha majd a következőn is ott lesz a különböző mágneses mező irányultságra utaló színkülönbség, akkor lehet jobban elkezdek nyomozni az okok után. Abban minden esetre biztos vagyok, hogy ennek a polárszűrős anyagnak az eredménye kidolgozást tekintve igazi és egzakt, mindegyik, különféle osztások alapján készült színes polárgram ugyanazokat a képi utómunkákat kapta, az osztások a műveletek eredménye is egzakt, ebben a tartományban teljesen lineáris a CCD-m, a fotonzaj vicce pedig előkerült volna. De sehol nem lett teljesen fekete az osztott képek eredménye...

    Nagyon jó móka volt ez a polárszűrős kalandozás, sajnos nem túl sok objektum van, melynél ennyire erős lenne a pulzár keltette erőterek nyoma a teljes detektálható tartományban, rádió tartománytól a gamma tartományig. A Rák köd jó értelemben egy állatorvosi ló.

Vissza