Filtri astro: fotografare le stelle di notte con fotocamere modificate

La fotografia all'infrarosso è nota per mostrare paesaggi familiari sotto una luce astratta, artistica e nuova. Nell'astrofotografia o fotografia stellare, invece, si tratta di ritrarre gli oggetti nel modo più "naturale" possibile, proprio come li vediamo. Questo è particolarmente importante per i paesaggi notturni, dove è necessario fotografare anche un primo piano emozionante.

Fotografia notturna con una fotocamera astromodificata

Vantaggi di una fotocamera astromodificata

Le moderne fotocamere digitali hanno un'eccellente sensibilità combinata con un buon comportamento al rumore e un'elevata gamma dinamica. È persino possibile catturare il cielo stellato con una qualità accettabile con uno smartphone. Quindi cosa c'è da migliorare in questo tipo di fotografia? Per rispondere a queste domande, dobbiamo parlare delle aree dello spettro che non possiamo più vedere con una normale fotocamera.

Che cos'è la radiazione H-alfa?

Un oggetto luminoso emette luce. Può essere una candela, una lampada a LED o una stella. Tuttavia, la luce non è la stessa: a seconda della sorgente luminosa, si differenzia per il suo spettro - in parole povere, per la distribuzione dei colori. Quella che percepiamo come luce bianca è in realtà una miscela di tutti i colori dello spettro. L'aspetto dello spettro, cioè i colori che contiene, dipende tra l'altro dalla composizione della sorgente luminosa a livello di particelle. L'atomo di gran lunga più comune nell'universo è l'idrogeno (simbolo H) e ora le cose si fanno di nuovo interessanti.

Quando l'idrogeno viene eccitato (ad esempio dal calore o dalle radiazioni), emette luce. Ma non si tratta di luce bianca, bensì di lunghezze d'onda molto discrete (cioè di colori). La lunghezza d'onda più forte è la cosiddetta radiazione H-alfa, con una lunghezza d'onda di 656,28 nanometri (nm). Questa lunghezza d'onda corrisponde a un colore rosso intenso nello spettro che possiamo vedere. Mentre con gli occhi riusciamo quasi a vedere questa lunghezza d'onda, per la maggior parte delle fotocamere digitali è purtroppo difficile.

Curva di trasmissione di un filtro astro - l'H-alfa può passare senza ostacoli
Curva di trasmissione di un filtro astro - l'H-alfa può passare senza ostacoli

Astrofotografia con una normale fotocamera

A seconda del produttore e del modello, la sensibilità H-alfa di una fotocamera digitale è solo tra 10 e 30 %, in genere circa 15 %. Ciò rende questi intervalli spettrali praticamente invisibili nella notte già molto buia. Ciò è dovuto al filtro di blocco UV/IR (noto anche come hotmirror), che i produttori installano direttamente davanti al sensore. Questo filtro è necessario per garantire una buona riproduzione dei colori durante il giorno, ma è una spina nel fianco per gli astrofotografi e per i fotografi. Fotografi a infrarossi. Per questo motivo, il filtro bloccante viene rimosso durante l'astromodifica e sostituito da un filtro che lascia passare la radiazione H-alfa.

Fotocamera astro-modificata vs. fotocamera normale

Anche se la percentuale di idrogeno nell'universo è molto elevata, la distribuzione non è uniforme. Ci sono oggetti nel cielo notturno che emettono una percentuale molto bassa di radiazione H-alfa e ci sono oggetti che emettono quasi esclusivamente in questa gamma (ad esempio alcune nebulose). Una maggiore sensibilità all'H-alfa rende visibili queste aree nelle immagini, rendendo l'immagine molto più interessante e "colorata". Ciò che non viene migliorato in modo significativo da una conversione, tuttavia, è la sensibilità di base della fotocamera. Anche se teoricamente il sensore riceve più luce, il guadagno effettivo in termini di luminosità è inferiore a 1/3 EV.

Fotocamera normale vs. fotocamera astromodificata
A sinistra: Telecamera normale | Destra: Telecamera astromodificata

Quali filtri sono adatti per una conversione H-alfa?

Per l'astrofotografia, una fotocamera IR pura con un filtro infrarosso da 630 nm, ad esempio, non è la scelta migliore. Naturalmente, dopo la conversione, le fotocamere sono abbastanza sensibili da catturare le stelle di notte e vedono anche le regioni H-alfa dello spettro. Tuttavia, come descritto all'inizio, l'astrofotografia è tipicamente interessata a ritrarre le condizioni naturali. Se avete voglia di andare a caccia di stelle con una fotocamera a infrarossi, non vogliamo fermarvi a questo punto.

630 nm
Fotografia notturna con una telecamera a infrarossi

Conversione dello spettro completo per l'astrofotografia

A Conversione a spettro completo con filtro passa-lungo da 280 nm apre la telecamera all'intero spettro dall'UV all'IR, includendo quindi la gamma H-alfa. Una telecamera di questo tipo può essere utilizzata senza filtri aggiuntivi con un effettivo guadagno in termini di sensibilità. D'altra parte, è molto flessibile e può utilizzare filtri a vite sull'obiettivo o sul telescopio per restringere lo spettro. Sono possibili immagini multispettrali con filtri passa-banda stretti e analisi più scientifiche: con una fotocamera di questo tipo si ha davvero la massima libertà.

Tuttavia, i colori prodotti da una fotocamera a spettro completo sono chiaramente "spenti" a causa della miscela di varie lunghezze d'onda e richiedono un'ampia post-elaborazione se non si utilizzano filtri aggiuntivi. Con lunghezze focali e telescopi lunghi, questo problema può essere corretto con relativa facilità utilizzando il bilanciamento del bianco. Oltre ai colori sfalsati, si evidenziano anche altri punti deboli dell'obiettivo. La luce UV e IR, che colpisce il sensore in determinate proporzioni, viene diffratta in misura diversa. In linea di principio, è prevedibile un aumento delle aberrazioni cromatiche e delle frange di colore, motivo per cui la fotografia "nuda" senza filtri aggiuntivi è problematica.

A sinistra: Telecamera normale | Destra: Telecamera a spettro completo
A sinistra: Telecamera normale | Destra: Telecamera a spettro completo
A sinistra: Telecamera normale | Destra: Telecamera a spettro completo
A sinistra: Telecamera normale | Destra: Telecamera a spettro completo

Tuttavia, non appena si scattano fotografie con obiettivi grandangolari, sorgono ulteriori problemi, soprattutto a causa dell'onnipresente inquinamento luminoso. Con una fotocamera a pieno spettro, questo assume un colore verdastro invece della solita tonalità giallo-arancio. Inoltre, a seconda dell'inquinamento luminoso nelle immediate vicinanze, si può verificare una chiara colorazione viola della vegetazione.

Non possiamo consigliare una conversione a tutto spettro per i paesaggi notturni con obiettivi grandangolari, perché le componenti infrarosse dell'inquinamento luminoso influiscono negativamente sull'immagine. Tuttavia, l'utilizzo su un telescopio può essere utile, soprattutto con filtri aggiuntivi.

Costruzione di una fotocamera con un "vero" filtro astro

Un "vero" filtro astro, noto anche come filtro di luminanza, è un filtro di blocco UV/IR che lascia passare solo la gamma spettrale visibile, proprio come il filtro di blocco originale. Tuttavia, il filtro astro è aperto un po' più a lungo nella gamma del vicino infrarosso, consentendo alla gamma spettrale H-alfa di raggiungere il sensore senza ostacoli. La qualità è ovviamente la priorità assoluta anche in questo caso, utilizziamo il filtro Astrofiltri di Optolong per le nostre astromodifiche.

Un filtro astro "corretto" non presenta praticamente alcun problema di aberrazioni cromatiche, poiché nel percorso della luce non entrano aree UV o infrarosse. Inoltre, non vi è alcuna colorazione atipica del cielo o della vegetazione dovuta all'inquinamento luminoso; il paesaggio nell'immagine appare naturale ed equilibrato. Naturalmente, c'è uno spostamento del colore verso il rosso, ma può essere corretto rapidamente e facilmente con un semplice bilanciamento del bianco, anche con gli obiettivi grandangolari.

A sinistra: Fotocamera normale | Destra: Fotocamera convertita con filtro astro
A sinistra: Fotocamera normale | Destra: Fotocamera convertita con filtro astro
A sinistra: Fotocamera normale | Destra: Fotocamera convertita con filtro astro
A sinistra: Fotocamera normale | Destra: Fotocamera convertita con filtro astro

Nel complesso, il filtro astro ha praticamente eliminato tutti gli svantaggi di una conversione a spettro completo (anche se non si può osservare un aumento della sensibilità di base). Tuttavia, rimane un importante svantaggio: questi filtri sono relativamente costosi e comportano un costo aggiuntivo significativo rispetto a una fotocamera a spettro completo. Se si prevede di acquistare comunque filtri aggiuntivi (passabanda), una conversione a spettro completo sarebbe più vantaggiosa, almeno per il lavoro al telescopio.

Infine, esiste un modo eccellente per utilizzare una fotocamera a spettro completo o modificata come astrocamera di notte e come fotocamera normale di giorno: Con la nostra Filtri a vite Normal Plus. Si tratta di filtri a vite che vengono fissati direttamente all'obiettivo. Purtroppo, i filtri astro non funzionano con gli obiettivi grandangolari (inferiori a 50 mm KB equivalenti) davanti all'obiettivo, per cui questi filtri devono essere posizionati davanti al sensore.

Qual è la fotocamera più adatta per una conversione astrofotografica?

Come per la conversione a infrarossi, anche per la conversione astro vale quanto segue: i sensori di tutti i produttori sono praticamente identici in termini di sensibilità nella gamma spettrale H-alfa. Molto più interessante e importante è il comportamento del rumore e la gamma dinamica del sensore - dopo tutto, stiamo fotografando in condizioni di illuminazione molto scura con valori ISO elevati. Questa non è una grande sfida per tutte le fotocamere arrivate sul mercato dalla metà del 2010. Purtroppo, anche le fotocamere più vecchie hanno difficoltà in questa disciplina. In breve: qualsiasi fotocamera ragionevolmente moderna è adatta per una conversione astro.

Tuttavia, c'è una limitazione tecnica, per cui non tutte le fotocamere del Listino prezzi anche nel Acquista la conversione di Astro sono disponibili. Alcune fotocamere sono dotate di un LED a infrarossi interno, che spesso fa parte del meccanismo dell'otturatore. La luce diffusa di questi LED disturba l'immagine durante una ripresa notturna e, nel peggiore dei casi, la rende inutilizzabile. Questo problema riguarda, ad esempio, tutte le fotocamere Sony Alpha 7 di seconda generazione, motivo per cui non possono essere scelte per una conversione astro.

Panorama della Via Lattea - ripreso con l'astrofiltro
Panorama della Via Lattea - ripreso con l'astrofiltro

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