Будущее любительской астрофотографии - уходим в ИК?

[Albireo7]

Короче, ArtDen, я бы на вашем месте попробовал бы отснять Голову Ведьмы и Плеяды в ближнем ИК. Результат может быть чрезвычайно интересным!
Кстати, это позволило бы узнать, за счет чего светятся туманности в ближнем ИК. - За счет линий Пашена или за счет отражения света пылью. Потому что в Плеядах вроде бы никаких эмиссионных засветок нет, чисто отраженный свет.

[diant]

Решил копнуть вопрос поглубже. Нашел хорошую статью 2004 года, где описан спектр БТО, полученный на VLT в 2004 году. Спектр снимался на эшельный спектрограф UVES с очень высоким разрешением, описана масса линий. Я взял и нанес на график (на этот раз в линейной, не логарифмической шкале) наблюдаемые интенсивности наиболее значимых линий в полосе 400-1000нм. Линия Аш-бета принята условно за 100%. Щель спектрографа наводилась чуть ниже Трапеции.

Что видим?

1. Да, серия Пашена слаба. Самая яркая ее линия (1005нм) дает поток всего 21% от Аш-бета.
2. Запрещенные линий дважды ионизованной Серы [SIII] на 907 и 953 нм в сумме дают поток примерно как линия Аш-альфа или как главная линия Кислорода (501нм). Учитывая, что измеряемый поток - это энергия, эти две небулярные запрещенные линии Серы в ИК дали бы больше фотоэлектронов, чем даже Аш-альфа, если бы QE матрицы была равной на этих длинах волн (ибо RR на Сере взлетела бы вверх по отношению к 656нм).
3. Классическая Сера ([SII] 672+673нм) изображает жалкие потуги (10%) по сравнению с Серой в ИК. Это я к тому, что в туманностях, где обычной Серы кот наплакал, можно гораздо быстрее собирать ее в ИК (скажем, с фильтром lp 820нм).
ArtDen, судя по всему, вы и собрали удачно эту Серу.

Если кому интересно, точная интенсивность линий в циферках - под спойлером.

(кликните для показа/скрытия)

Интенсивности наиболее ярких наблюдаемых линий в БТО по отношению к интенсивности линии Аш-бета, принятой за 100%.

H-delta 4102 = 20%
H-gamma 4341 = 39%
H-beta 4861 = 100%
[OIII] 4959 = 131%
[OIII] 5007 = 398%
HeI 5876 = 19%
[NII] 6548 = 20%
H-alpha 6563 = 465%
[NII] 6584 = 62%
HeI 6678 = 6%
[SII] 6717+6731 = 10%
HeI 7066 = 14%
[ArIII] 7136 = 32%
[OII] 7320+7330 = 20%
[SIII] 9069 = 105%
[SIII] 9531 = 271%
HI(P7) 10050 = 21%

[Albireo7]

Решил копнуть вопрос поглубже. Нашел хорошую статью 2004 года, где описан спектр БТО, полученный на VLT в 2004 году. Спектр снимался на эшельный спектрограф UVES с очень высоким разрешением, описана масса линий. Я взял и нанес на график (на этот раз в линейной, не логарифмической шкале) наблюдаемые интенсивности наиболее значимых линий в полосе 400-1000нм. Линия Аш-бета принята условно за 100%. Щель спектрографа наводилась чуть ниже Трапеции.

Что видим?

1. Да, серия Пашена слаба. Самая яркая ее линия (1005нм) дает поток всего 21% от Аш-бета.
2. Запрещенные линий дважды ионизованной Серы [SIII] на 907 и 953 нм в сумме дают поток примерно как линия Аш-альфа или как главная линия Кислорода (501нм). Учитывая, что измеряемый поток - это энергия, эти две небулярные запрещенные линии Серы в ИК дали бы больше фотоэлектронов, чем даже Аш-альфа, если бы QE матрицы была равной на этих длинах волн (ибо RR на Сере взлетела бы вверх по отношению к 656нм).
3. Классическая Сера ([SII] 672+673нм) изображает жалкие потуги (10%) по сравнению с Серой в ИК. Это я к тому, что в туманностях, где обычной Серы кот наплакал, можно гораздо быстрее собирать ее в ИК (скажем, с фильтром lp 820нм).
ArtDen, судя по всему, вы и собрали удачно эту Серу.

Спасибо! Ценная информация. Еще очень интересный график распределения эмиссионных линий различных элементов вы кидали на предыдущей страницы. Я давно хотел подобный график, но качество все же желательно получше. Потому что интересна тема - чем, допустим, съемка четырехполосным фильтром, который захватывает все четыре линии Бальмера водорода, плюс кислород OIII, плюс сера и азот в красном куске спектра, да еще плюс ближний ИК, отличается от сьемки в узкополосных фильтрах палитры На+OIII или SHO, например? Я уж не говорю о том, что полезного сигнала пролезает через четырехполосник больше. Хотя и засветки от неба тоже прёт гораздо больше. Но четырехполосник может показать дополнительные структуры, волокна, которые в Ha+OIII просто не будут видны.

При сьемке в районе 950 нм на цветную камеру сигнал будет серого цвета. Потому что там чувствительность каналов RGB практически одинаковая. Поэтому инфракрасная сера на цветном снимке будет добавлять серые оттенки. И отличить её от пыли будет невозможно. В этом проблема.
Да, скорее всего, именно эту запрещенную серу и было видно на ИК снимке в БТО. Но так же и пыль. И определить, какая между ними пропорция вряд ли возможно. Инфракрасную серу можно было бы выделить при наличии узкополосника на 953 нм, но его у нас нет. 
И еще интересно то, что области с серой в красном куске спектра скорее всего могут не совпадать на фото с областями с инфракрасной серой. Там ведь разные условия ионизации, которые зависят от расположения среди звезд и плотности и температуры газовых облаков. Поэтому просто заменить красную сферу на инфракрасную не получится. Тем более, что мы отражение от пыли отрезать оттуда не сможем. Но можно просто похулиганить и сказать, что я так вижу. И засунуть инфракрасную серу в R канал, водород в G, а всё оставшееся в B канал.

А вообще, открываются безграничные перспективы для исследований. Но это уже ближе к профессиональной астрономии. - Ведь в разных туманностях может быть разное сочетание различных линий от разных элементов. В идеале я бы хотел получить такой каталог, где бы для каждой туманности на небе было бы расписано, сколько процентов каких эмиссионных линий там содержится.
А еще хорошо бы найти информацию, какие еще линии кроме серы могут давать заметный сигнал в диапазоне 700-1000 нм в разнообразных туманностях? Если окажется, что только сера там хозяйка, то надо начинать долбить производителей астрономических фильтров, чтобы они выпустили узкополосные фильтры для серы в ИК.
 Зато прикиньте - мало того, что там будет идти съёмка через узкополосник, который сам по себе обрубает засветку, так еще и сама полоса пропускания в том куске спектра, где засветка от ламп очень мала. Можно будет из центра Москвы такие фотки туманностей в полосе инфракрасной серы делать, что просто капец. 

[Albireo7]

Ещё один очень красивый объект, который можно было бы попробовать снять в ближнем ИК - туманность Призрак Кассиопеи. Она располагается около яркой звезды гамма Кассиопеи. Которая поджаривает её жёстким ультрафиолетом. При этом там достаточно мощная эмиссионная линия альфа-водорода. И при съёмке через двухполосный фильтр эта туманность красного цвета. Однако там ещё сильное отражение голубого света самой гаммы Кассиопеи. Поэтому цвета на RGB-фотографиях бывают разные. И оттенки бывают очень красивые. Мне очень нравится это фото.
Это к тому, что вполне вероятно, что от такого мощного излучения там и инфракрасной серы может быть также много.

[ArtDen]

Короче, ArtDen, я бы на вашем месте попробовал бы отснять Голову Ведьмы и Плеяды в ближнем ИК. Результат может быть чрезвычайно интересным!

Я бы много чего попробовал, если бы погода была ))

[diant]

Ведь в разных туманностях может быть разное сочетание различных линий от разных элементов. В идеале я бы хотел получить такой каталог, где бы для каждой туманности на небе было бы расписано, сколько процентов каких эмиссионных линий там содержится.
А еще хорошо бы найти информацию, какие еще линии кроме серы могут давать заметный сигнал в диапазоне 700-1000 нм в разнообразных туманностях?

Альбирео, ведь не может же быть, чтобы вы были забанены в гугле? У вас запросы постоянно есть, с этим ноу проблем. А где реализация? В сети хватает научных статей с исследованиями спектров самых разных туманностей, и слова "я бы хотел получить такой каталог" очень скоро можно превратить в этот каталог, пообщавшись в гуглом.
Да, условия возбуждения разных линий разные, плюс запыленность туманностей тоже разная (релеевское рассеяние накладывает свою печать). Это так.
К линиям, которые уже видны в ИК на примере туманности Ориона, могут добавиться некоторые другие, но их совсем не много. Ну, скажем, тесный пучок запрещенных авроральных линий однократно ионизированного кислорода (732+733нм).

Для примера набор самых ярких near-IR линий планетарки Минковский 4-18 по убыванию (наблюдаемая интенсивность, или энергетический поток эрг/с•см2):
- [SIII] 9531 = 75 x 10-12
- [OII]  7319 = 47 x 10-12
- [SIII] 9069 = 20 x 10-12
- [OII]  7330 = 17 x 10-12
- HeI    7065 =  2 x 10-12
- [SII]  6731 =  0.8 x 10-12
- [SII]  6717 =  0.4 x 10-12

Очевидно, что в данном случае к ИК-Сере добавляется ИК-Кислород, который тоже можно и нужно собирать.
Цифры кстати взяты из работы "Cool Wolf-Rayet Central Stars and their Planetary Nebulae" (Orsola De Marco, 1997), где собрано множество спектров. На примере одной только этой работы можно уже небольшой каталог составить

[mike]

Ещё один очень красивый объект, который можно было бы попробовать снять в ближнем ИК - туманность Призрак Кассиопеи

На мгновение очистилось небо. Снял несколько кадров NGC 1435.
Первый - обычный через UV/IR cut. Второй через Hoya R72.
Оба сняты на SW130650Eq5. asi585mc. exp 60s. gain 252

[mike]

Еще "выхватил" IC63. Аналогично:
первый через UV/IR cut.
второй через R72
exp 90 s.
Здесь уже туманность просматривается.
Но все же пролетали обрывки облаков...

[mike]

Ну и М33. exp 90 s
В ИК камеру не поворачивал. Так что кадрирование не совпадает
Третий - 300 сек. Постоянно пролетают облака.

[Albireo7]

На мгновение очистилось небо. Снял несколько кадров NGC 1435.
Первый - обычный через UV/IR cut. Второй через Hoya R72.
Оба сняты на SW130650Eq5. asi585mc. exp 60s. gain 252

Вы кадры не перепутали? Как это на RGB видно туманность в Плеядах, несмотря на неподавленную засветку, а на кадре с 720 нм не только туманности не видно, но еще и засветка сильная? 🤔 Просто на ИК-кадрах обычно наоборот, сильный контраст между небом и звездами по сравнению с RGB.
Если не перепутали, то это может быть из-за легкой облачности (которая, как мне показалось, в ИК видна почему-то лучше). Или из-за полярного сияния, которое вечером 31.12 наблюдалось в Ленинградской области и наверно в некоторых других городах. В ИК-диапазоне полярное сияние тоже хорошо видно. Оно могло запортить вам всю картинку.

PS: Да, так и есть. Был прилет вчера от солнца. И ночью тоже сияло у нас. Так что и у вас вполне на снимки сияние могло залететь. Которое вы иногда за легкие облака могли принять.
https://t.me/astroalert/8053?single
https://t.me/astroalert/8058

[mike]

Нет, ничего не перепутал. Была дымка. Облака пролетали.
IC63 проглядывается. М33 - неплохо. Будет небо, поснимаю галактики.
Сияние тут не причем. Плеяды на юго-востоке и были довольно низко.
Звезды более яркие, чем видимом диапазоне.
p.s. Все кадры - одиночники, только подрезал слева гистограму.
С Плеядами получилось не очень.

[Albireo7]

Нет, ничего не перепутал. Была дымка. Облака пролетали.
IC63 проглядывается. М33 - неплохо. Будет небо, поснимаю галактики.
Сияние тут не причем. Плеяды на юго-востоке и были довольно низко.
Звезды более яркие, чем видимом диапазоне.
p.s. Все кадры - одиночники, только подрезал слева гистограму.
С Плеядами получилось не очень.

Как вы объясните, что на фото с Плеядами в ИК у вас засветка гораздо больше, чем на фото в RGB, хотя засветка в ИК диапазоне по определению должна быть меньше, чем в видимом? Причем, в разы. На фото с Кассиопеей аналогично. У вас фон на ИК фото ярче, чем на RGB, хотя должен быть гораздо темнее.

Есть еще одна возможная причина - если у вас в районе направления на Плеяды какая-нибудь железнодорожная станция или завод, на территории которого остались мощные ксеноновые лампы (светят слегка зеленоватым светом). Вот у них спектр - просто кабздец. От 700 до 1000 нм всё изрезано мощными пиками.

[Albireo7]

Нашел спектр ламп натрия высокого давления. У них серьёзный пик примерно в области 820 нм.  Зато потом уже тишина. Это значит, что полностью отсечь засветку от ламп натрия можно только фильтром 850 нм.

[mike]

Единственное объяснение я вижу в облаке, которое полосой проходило. Облачность постоянно менялось.
То полностью закрывало, то чистое небо.

[mike]

Кстати, заметил, что звезды через неплотные облака в ИК неплохо просвечивают.
На гиде бело-серый экран, а на основной еще много звезд...

[Albireo7]

Кстати, заметил, что звезды через неплотные облака в ИК неплохо просвечивают.
На гиде бело-серый экран, а на основной еще много звезд...

А у меня как-то была обратная история - на одиночных фото в ИК плыли какие-то слабозаметные полосы облаков. А визуально глазами небо чистое, никаких облаков. Я еще тоже тогда подумал, что может какое слабое полярное сияние было.

[mike]

Возможно не аккуратно подрезал гистограмму. Надо ждать чистого неба, чтобы оценить результат

[Albireo7]

Возможно не аккуратно подрезал гистограмму. Надо ждать чистого неба, чтобы оценить результат

Да, будем ждать хорошего неба. И гистограммы надо будет подрезать по одинаковым числам тогда. Чтобы можно было корректно сравнивать.

[diant]

Вы кадры не перепутали? Как это на RGB видно туманность в Плеядах, несмотря на неподавленную засветку, а на кадре с 720 нм не только туманности не видно, но еще и засветка сильная?

Каждый раз когда после чёрной ночи наступает утро, небо становится голубым - верный знак того, что закон Релея незыблем.
По той же причине и цвет туманности  Меропы голубой, она проявляется именно в В-канале, в зелёном ее уже почти нет, в красном-уже просто нет, а в ИК - нет и в помине. Это не ERE. Если бы она проявилась в ИК, Релей бы наверное в гробу перевернулся))
Но ERE там есть вокруг Плеяд, однако для её съёмки нужно сильно Чёрное небо. И снимать нужно в красном плюс ИК, иначе половина отсечётся.

[Albireo7]

Это не ERE. Если бы она проявилась в ИК, Релей бы наверное в гробу перевернулся))
Но ERE там есть вокруг Плеяд, однако для её съёмки нужно сильно Чёрное небо. И снимать нужно в красном плюс ИК, иначе половина отсечётся.

Что за ЕRE такое?