Orion Nebula (M42)

Entre finales de diciembre y principios de febrero capturamos un clásico de la temporada de invierno, la gran nebulosa de Orión.

Es un objeto muy brillante que puede distinguirse a simple vista en cielos sin contaminación y por tanto, muy agradecido por su elevado nivel de señal.

M42 se encuentra a unos 1270 años luz de la tierra y su diámetro estimado es de 24 años luz, pero… ¿cómo imaginar su tamaño y distancia respecto a nosotros cuando hablamos en unidades de años luz?

Pues bien, si el disco que forma la imagen de la tierra tuviera un diámetro de unas 11 micras, es decir, algo mayor que un pixel de la QHY8 Pro, M42 ocuparía la superficie de Bélgica y si esta estuviera centrada en Bruselas, el pixel que representaría el tamaño de la tierra, estaría en Manila.

Así de descomunal es este espectacular objeto del barrio galáctico en el que vivimos.

Debido al nivel de señal de M42, hemos tenido que realizar un HDR muy escalado para evitar que la zona central del trapecio y las estrellas más brillantes se saturaran.
Realizamos capturas de 900s x 26, 300s x 16, 30s x 20, 15s x 20, 5s x 20 y 2s x 20.
En total, han sido algo más de 8 horas de exposición.

Imagen al 100% de resolución

Tabla con datos técnicos

  • Nombre: Orion Nebula (M42, NGC 1976)
  • Constelación: Orión
  • Tipo: Nebulosa difusa
  • Magnitud aparente: 3
  • Tamaño aparente: 65 x 60 arcmin
  • Distancia: 1.270 años luz
  • Radio: 12 años luz

En la imagen al 100%, se puede observar, que a pesar del estiramiento aplicado al histograma para sacar todo el detalle posible a las tenues nebulosidades periféricas, la eliminación de ruido está muy lograda. Esto es debido principalmente a cuatro factores: al gran nivel de señal de la nebulosa en general, a los tiempos de exposición de 900s que aportan mucha información, al gran número de capturas, 26 en el caso de las más largas, que reducen notablemente el ruido de las zonas con menor nivel de señal y por último aunque fundamental, a las buenas artes de Pedro con el PixInsight. ;-)

Vista con un zoom de entre el 33% y el 50% del tamaño real, la imagen se ve muy bien, no obstante, al 100% y debido a nuestro pésimo seeing local, se aprecia un factor de sobremuestreo que oscila entre 2 y 3.
La resolución de nuestra configuración (VC200L f6.2 + QHY8 Pro) es de 1,3 arcseg.
Este “desenfoque” que se observa al 100% es una consecuencia directa del límite infranqueable que marca el seeing en nuestras coordenadas geográficas.

Por supuesto, se puede utilizar filtros tipo “sharpen” para intentar corregir un poco el efecto de desenfoque. No obstante, se “amplificará” el ruido en las zonas tenues y nos cargaremos el suavizado del HDR en las zonas brillantes de transición.
Para controlar todos estos efectos no deseados, hemos creado una máscara que protege las zonas tenues y también las muy brillantes. Una excepción ha sido la zona del trapecio que hemos dejado deliberadamente “expuesta” dado que interesaba mejorar su contraste. Digamos que es el precio que hemos decidido pagar a cambio del efecto general de mejora del enfoque. Si se amplía esa zona central al 100% se verá el ruido matemático que añade el filtro.

Las zonas más tenues se han protegido casi totalmente y así conseguimos que el ruido no aumente allí donde más evidente sería.

Imagen al 100% corregida con un filtro tipo “Sharpen”

Detalle del proceso de creación de la máscara de enfoque

O = Original
E = Estrellas
N = Nebulosa
D = Detalle de la nebulosa

Primero hemos creado tres máscaras diferentes a partir de la imagen original O.

  • La máscara N busca aislar el fondo y las zonas tenues periféricas, que quedarán protegidas, mientras que permitirá aplicar el filtro en el centro de la nebulosa y sus filamentos más destacados.
  • La máscara D tiene como objetivo ponderar la aplicación del filtro dentro de la zona de acción (blanca) de la máscara N. La acción del filtro se aplicará más intensamente allí donde haya más señal.
  • La máscara E protege el núcleo de las estrellas, que es una zona de intenso escalado del HDR. En este caso particular, lo blanco (estrellas) quedará protegido una vez combinada con la máscara N.

El segundo paso consiste en trabajar un poco más las tres máscaras y combinarlas.
A todas se les ha aplicado un ligero desenfoque “Gausian blur” para suavizar los límites de las zonas enmascaradas.
Además, a la máscara inversa de estrellas E se le ha atenuado “ennegrecido” la zona central del trapecio, para permitir la acción del filtro.

  • A la hora de combinarlas se ha aplicado la E sobre la N con una operación de extrusión. Esto hace que las zonas más brillantes de la máscara N queden protegidas (ver miniatura en la parte superior derecha).
  • A continuación se aplica una operación de División sobre la máscara D.
    Así obtenemos finalmente el detalle de los filamentos que se ven en D dentro de la zona blanca de la combinación E –> N. El resultado final se observa en la parte inferior derecha de la imagen. Esta será nuestra máscara de enfoque.

A continuación realizamos una comparación entre las mismas zonas de la imagen original (izquierda) y la enfocada con “sharpen” (derecha).
Ambas imágenes se presentan al 100% de resolución.

Al comparar la parte central del siguiente par de imágenes, se observa que en la imagen de la derecha hay un mejor contraste entre las distintas capas y filamentos de la nebulosa. También se puede ver que las estrellas pequeñas de la parte superior derecha de la imagen, aparecen más puntuales y todo esto sin que el incremento de ruido sea muy molesto.

En el siguiente par, se observa que las zonas periféricas (zonas más tenues) quedan bien protegidas y prácticamente no se observan diferencias entre imágenes. Dicho de otra forma, el filtro no actúa en estas zonas y así evitamos amplificar el ruido de las áreas con bajo nivel de señal.

Tanto los límites del filamento vertical central de color claro como las estrellas pequeñas del área interior de la nebulosa, ganan en contraste y detalle en la imagen de la derecha.
La zona superior derecha de ambas imágenes, zona oscura, no se ve afectada puesto que queda protegida. Otro efecto positivo de la máscara de protección de estrellas, es que evita artefactos en crominancia.

Por último, la zona del trapecio la dejamos deliberadamente desprotegida para que el “sharpen” actuara sobre la gran concentración de pequeñas áreas claras y oscuras que contiene. Como se puede ver en la imagen derecha, esta es la región donde el ruido matemático del filtro se hace más evidente al 100% de resolución.
Aun y todo, creemos que valía la pena aplicarlo.

En resumen, si el seeing limita la calidad de enfoque y no nos permite aproximarnos a la resolución de nuestra configuración, la aplicación de filtros durante la fase de procesado de la imagen pueden ayudar, pero no hay que esperar grandes mejoras sin contrapartidas. Siempre habrá un coste en forma de amplificación del ruido, distorsión de los colores y otros artefactos varios.

Para terminar, no es la primera vez que capturamos M42 y esperemos que tampoco sea la última. Al comparar la imagen de este invierno con la de años anteriores, parece que vamos mejorando. ;-)

ED80 f7.5 – 400D / ISO 800 – 300s (11/2007)

VC200L f9 – QHY8 PRO – 300s (10/2009)

Fuente de los datos técnicos de la nebulosa: Wikipedia

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