Üstökösfelvételek feldolgozása: általános útmutató az igazításhoz, a csillagtalanításhoz és az összeillesztéshez

Az üstökösfelvételek feldolgozásának alapproblémája egyetlen mondatban összefoglalható: az üstökös elmozdul a háttércsillagokhoz képest, ezért az üstököst és a csillagokat nem lehet ugyanazzal az igazítási paraméterkészlettel egyszerre feldolgozni. Éppen ezért egy gyorsan mozgó üstökös feldolgozásakor az üstököst és a csillagos hátteret mindig külön dolgozzuk fel, a végén pedig összeillesztjük őket. Ez a cikk az évek alatt összegyűjtött üstökös-feldolgozási tapasztalataimat foglalja össze általános útmutatóként, az igazítóeszközöktől a csillagtalanításon át a színekig és az összeillesztésig; a gyakorlati esettanulmányért lásd az „Üstökösök feldolgozása PixInsightban” cikk Tsuchinshan-üstökös sorozatát.

Miért van szükség üstökösigazításra: egy összehasonlítás

Nézzünk meg először egy összehasonlítást, amely megmutatja, pontosan milyen problémát old meg az üstökösigazítás.

A fenti kép bal oldala annak az eredménye, hogy az üstökösmagra igazított, csillagtalanított képeket integráltuk; a jobb oldal pedig a csak csillagokra igazított képek közvetlen integrálásának eredménye. A jobb oldali, üstökösmagra nem igazított kép integrálása után a mag körül néhány hiba jelenik meg – fontos hangsúlyozni, hogy ezek nem „a mag körüli részletek”, hanem a rejection algoritmus által a kiugró értékek eltávolítása után hátrahagyott sérülések. Emiatt maga az üstökösmag képe is hiányos lesz. Más szóval, ha meg akarjuk őrizni az üstökösmag és a csóva teljes alakját, az üstökösigazítás lépését nem lehet kihagyni.

A Comet Alignment (CA) eszköz

A PixInsightban az üstökösigazítást a Comet Alignment (CA) eszköz végzi. A legalapvetőbb használat a Star Alignment (SA) eszközzel párosítva történik: az SA-val igazítjuk a csillagokat, a CA-val az üstököst, végül két kép keletkezik – egy a csillagoknak, egy az üstökösnek –, mindkettőt külön-külön dolgozzuk fel tovább. Az SA-ban az üstökös pozícióját a bal egérgombbal kattintva jelöljük ki.

Egy módszer, amely előbb kudarcot vallott, majd bevált

Régebben egy asztrofotós társ egy haladóbb megközelítést osztott meg: a CA-val igazítsuk az üstököst, integrálással állítsunk elő egy „tiszta üstököskép”-et, majd futtassuk le a CA-t még egyszer, hogy az üstököst kivonjuk a csillagokra igazított képekből, így jutva tiszta, csak csillagokat tartalmazó háttérhez. A részletes lépések a következők:

1. Kalibráljuk az üstökösképeket.
2. A Star Alignment segítségével igazítsuk a csillagokat, így csillagokra igazított képeket kapunk.
3. A CA segítségével jelöljük ki az üstökösmagot a csillagokra igazított képeken, így üstökösmagra igazított képeket kapunk.
4. Az Image Integration segítségével integráljuk az üstökösre igazított képeket, így egy majdnem csillagmentes „tiszta üstököskép”-et kapunk.
5. Mentsük el a tiszta üstökösképet, válasszuk ki a CA subtract operand image mezőjében, majd exportáljuk újra, így „csillagokra igazított, üstökösmentes”-nek nevezhető képeket kapunk.
6. Az Image Integration segítségével integráljuk a csillagokra igazított, üstökösmentes képeket, így megkapjuk a „tiszta csillagos képet”.

Őszintén szólva, amikor először a saját adataimon próbáltam ki ezt a módszert, az nem járt sikerrel – az 5. lépés nem hozott létre tiszta „csillagokra igazított, üstökösmentes” képet. Néhány csillagokra igazított képen még maradt üstökös, vagy éppen túl erősen vontuk ki, így az üstökös helyén teljesen fekete folt jelent meg, és az integrálás után az üstökös még mindig hiányos maradt. Az a társ viszont, aki a módszert megosztotta, a saját adatain sikerrel járt, ezért annak idején mégis feljegyeztem mindenki tájékoztatására. Később továbbfejlesztettem az eljárást, és egy egyszerű hátterű Leonard-üstökös adatsorral (TOA 150 + QHY 268c, 16 kép, egyenként 90 másodperc) újra elvégeztem, ami megerősítette, hogy ez a hagyományos comet alignment módszer valóban sikerre vihető. Mivel a háttérben nincs különleges galaxis, halmaz vagy köd, ez egészen jól alkalmas a kezdők gyakorlására is.

Az új CA: nem kell előbb igazítani a csillagokat

Az új Comet Alignment eszköznél van egy fontos változás: nem kell előbb igazítani a csillagokat.

Elég, ha az első és az utolsó képen „nagyjából” kijelöljük az üstökösmag helyét, és bejelöljük a Compute PSF fits opciót – a program ezután magától kiszámítja és igazítja a többi kép üstökösmagját. Így még akkor is igazítható, ha az üstökös mozgáspályája nem egyenes vonal. Ennek egyértelmű előnye, hogy nem kell kétszer interpolálni – a régi módszer, amely előbb a csillagokat, majd az üstököst igazítja, valójában két interpolációval egyenértékű, és minden egyes interpoláció egy kicsit veszít a képminőségből. (Érdemes megfigyelni, hogy a videóban szereplő képek fájlnévvégződése _c_cc_ca, _r nélkül, ami azt jelenti, hogy csak Calibration, Cosmetic Correction és Comet Alignment történt, Registration nem.) Ez az új módszer további alkalmazásokat is lehetővé tesz, például egymást követő napok üstökösadatainak integrálását, vagy az üstökös folyamatos mozgásáról készült time-lapse videó elkészítését.

Csillagtalanítás: az üstökösmag könnyen megsérül

Az üstökös-feldolgozásból nem hiányozhat a csillagtalanítás, de az üstökösmagot és a kómát a csillagtalanító eszközök könnyen tévesen csillagnak ítélik, és ezzel tönkreteszik. Nézzünk meg néhány esetet külön-külön.

A színes kép lineáris állapotban történő csillagtalanításának problémája

Ha nem vásároltunk StarXTerminatort (SXT), és a Starnet++ programmal szeretnénk kötegelt csillagtalanítást végezni, a színes képeknél egy bosszantó problémába ütközünk: lineáris állapotban, ha egy színes képet átfuttatunk a Starnet++ programon, az üstökösmag és a kóma megsérül.

A megoldás az, hogy szétválasztjuk a három RGB-csatornát, mindegyiket külön-külön csillagtalanítjuk, majd újra összevonjuk őket – ugyanúgy, ahogy a monokróm kamerával készült RGB-csatornákat is feldolgozzuk. Ezután az üstökösmag és a kóma sokkal természetesebbnek látszik. A csatornák kötegelt szétválasztásához a szkriptek közül a Batch Channel Extraction Script használható.

Az üstökösmag védelme maszkkal

Kötegelt csillagtalanításkor az SXT vagy a Starnet néha egyszerűen csillagnak veszi és eltávolítja az üstökösmagot, vagy szétválasztja az üstökös különböző léptékű részeit, ami az üstökösmag elhalványulásához vezet. A megoldás, hogy maszkot teszünk az üstökösmagra:

1. Készítsünk üstökösmagmaszkot egy GAME jellegű programmal.
2. Az SXT Process Batch ablakában válasszuk a maszk betöltését.

A letakart terület (a maszk fekete része) nem esik csillagtalanítás alá, így az üstökösmag védve marad. Ha a Starnetet használjuk, kötegelt csillagtalanításkor a maszkot a Process Container panelen is betölthetjük.

A gyakorlatban van egy kis trükk: csillagtalanítás előtt ne felejtsük el ellenőrizni az első és az utolsó kép üstökösmagjának helyzetét, majd a GAME vagy a Clone Stamp Tool segítségével készítsünk maszkot az első és az utolsó üstökösmag-pozíciót összekötő vonal mentén, és csak ezután végezzük el a csillagtalanítást – csak így kerülhető el hatékonyan az üstökösmag téves sérülése.

Szín- és háttérkorrekció

Az üstökös csóvájának végén néha furcsa színek jelennek meg, piros, lila, zöld egyaránt előfordul – alapvetően ezek jórészt annak az égi háttérnek a színei, ahol az üstökös éppen tartózkodik, és amelyek az üstökös önálló kiemelése után válnak feltűnővé (például a NEOWISE-nél néhány éve megjelent harmadik, piros színű csóva esetében). Hogy megtartjuk vagy eltávolítjuk, ízlés kérdése; ha el akarjuk távolítani, az én módszerem egyszerűen az, hogy kihúzzuk az adott színt.

Elméletileg az égi háttérnek a korrekció után feketésbarnához közelinek kellene lennie, de üstökösnél csillagok hiányában a korrekció könnyen sikertelen vagy pontatlan lesz, különösen a színes kamerával készült képeknél. Tapasztalatom szerint az üstökös feldolgozásának két legnagyobb problémája a szín korrekciója és a csillagmaradékok eltávolítása; ha ezt a két pontot megoldjuk, valójában már kilencven százalékban sikerrel jártunk.

Zárszó: az alapok továbbra is fontosak

Az üstökös-feldolgozás gyakran több napig tartó oda-vissza próbálkozást igényel, és nagyon is előfordulhat, hogy egy egész napot elakadva töltünk – néha az agynak idő kell, hogy leülepedjen, mire előáll a megoldás.

A mesterséges intelligencia (MI) alapú eszközök (a csillagtalanítás, zajcsökkentés jellegűek) bár rengeteg időt megspórolnak, ez az idő valójában a számítógép számítási költségére hárul át (lassú CPU-val vagy GPU nélkül ez jó sokáig eltarthat). Emellett a PixInsight alapvető eszközei is éppúgy nélkülözhetetlenek: a megszokott DBE, STF, Histogram Transformation, Curve Transformation mellett a Wavelet, a HDRMT és a színtelítettség-eszközök – maszkkal kombinálva – mind kulcsfontosságúak ahhoz, hogy kihozzuk a képből a lehető legjobb minőséget. Az eszközök tovább fejlődnek majd, de ha ezeket az alapokat begyakoroljuk, az adja az igazi biztonságot ahhoz, hogy stabilan, jól tudjunk üstökösöket feldolgozni.