Light from infinity Home page di Fulvio Mete
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Riprese della fotosfera solare in alta risoluzione con prisma di Herschel e webcam
High resolution solar imaging by an Herschelprism and a webcam
In questa parte sono state riportate alcune delle immagini realizzate seguendo le tecniche illustrate nel lavoro pubblicato al seguente link Il sole digitale\sole_digitale.htm:.La maggior parte di esse sono state ottenute con un rifrattore autocostruito con un obiettivo Carl Zeiss Jena D 110 F 750, corretto per la riga “C” dell’idrogeno, la cui intubazione è stata effettuata con un tubo di alluminio di ben 5 mm di spessore, che ha fatto sì che lo strumento fosse praticamente insensibile al calore.Il rapporto F/D pari a 7, lo rende in via teorica poco adatto per le riprese solari.Ciònondimeno, oltre alla qualità dell’ottica, la notevole resa dimostrata nelle riprese solari in HR può essere attribuita al fatto che il rapporto F/D di 7, moltiplicato per il fattore di amplificazione (generalmente 5X) fornisce un rapporto di 35, che ancora permette, come si è detto, elevate velocità di otturazione elettronica del sensore della camera in rapporto alla luce che entra nel sistema minimizzando l’assorbimento dei filtri.Nell’intento, tuttavia , di dimostrare che tali risultati sono alla portata di chiunque, anche se dotati di strumenti meno “blasonati”, ho recentemente usato un rifrattore Konus 150 / 1200, di fabbricazione cinese, quindi uno strumento assolutamente commerciale e di basso costo, con il quale ho effettuato alcune ottime riprese delle zone attive solari.L’ultimo arrivato, in ordine di tempo, è stato un eccellente rifrattore apocromatico alla fluorite Takahashi FS 128, D 128 mm, F 1040 che mi ha dato notevoli soddisfazioni, tali da compensare ampiamente il fattore negativo del prezzo elevato.Nella maggior parte delle immagini che seguono la risoluzione raggiunta è stata almeno pari alla risoluzione teorica degli strumenti, se non , in alcuni casi, lievemente superiore .Ciò risulta di tutta evidenza, se si tiene conto che i granuli sottendono mediamente 2 – 2,5 sec. d’arco, e le strutture della penombra si aggirano su 1 –1,5 sec..
Di seguito si riportano i dettagli tecnici.
Here have been reported some images of solar photosphere.Most of them were obtained by a Carl Zeiss Jena D 110 F 750 objective, well corrected for the C Hydrogen line, self assembled in an thick (5 mm) aluminum tube, which makes it not much sensible to the heat.The FL/D 7 ratio could make it unfit for solar imaging, anyway, that F/D ratio, with an amplification factor of 5 (a 5x barlow) an then F 35, let a high electronic shutter speed of CCD sensor of Webcam being used.Furthermore, I tried to demonstrate that one can get good results with low cost, commercial optics, so one of the images shown were shot by a Konus 150/1200 chinese refractor stopped at 120 mm.Last images werw obtained by a new entry, Takahashi FS 128 refractor, surely the best of instruments I used.In most on the solar shot here shown the resolution reach the diffraction limit of telescopes or more.This is evident if you consider that the granules are about 2 / 2,5 arcsec in extension, and penumbral structures 1 /1,5 arcsec.
Strumentazione ed accessoriInstruments and accessories
Le immagini sono state tutte riprese ad iniziare dal luglio 2002 utilizzando, come si è detto, un rifrattore autocostruito attorno ad un obiettivo acromatico Carl Zeiss Jena D 110mm F 750 , Un rifrattore Konus D 150, F 1200, ed un rifrattore Apo Takahashi FS 128.Gli accessori usati in massima parte una Barlow 5X Tele Vue, ed un prisma di herschel.Per la n°5 è stato invece utilizzato un prisma di Herschel autocostruito con una lama di Herschel della Ditta americana Edmund 40 x 50 ed una Barlow Ultima 2X, usata anche per la n°3, mentre per la n. 4 è stato usato un prisma di Herschel 31,8 Intes. Altre riprese sono state effettuate con un prisma da 31,8 commerciale, di marca sconosciuta. Come si può osservare, il grado di lavorazione del prisma non costituisce un elemento di criticità (è sufficiente ¼ di lambda) mentre lo è , piuttosto, il grado di omogeneità della massa vetrosa, indispensabile per impedire deflessioni per effetto delle sollecitazioni indotte dal calore: le dimensioni del prisma rivestono importanza ai fini della dissipazione del calore e la stabilità del vetro ottico.Alcune delle ultime immagini sono state effettuate , anzichè con la barlow 5x, in proiezione di oculare, utilizzando un oculare TeleVue 10,5 mm. Solo l’immagine n. 13 è stata realizzata per mezzo di un rifrattore di marca Konus D 150 mm F 1200, di costruzione cinese, diaframmato a 120 mm.Le immagini più recenti, nel 2004, sono generalmente state ottenute con un Apo Takahashi Fs 128 in proiezione di un oculare Tele Vue da 10,5 mm per una focale risultante intorno ai 5000/7000 mm.Devo riconoscere, nonostante il mio iniziale scetticismo, che il sistema di proiezione da oculare funziona nelle riprese solari altrettanto bene della barlow,pur considerando che sono stati usati oculari "normali" (Ploss) e non oculari da proiezione.Tutte le immagini sono in falsi colori, essendo i frames originali color verde scuro.
The images were obtained from july 2002 by the above mentioned refractors, a TV 5X barlow lens, and a Herschelprism.Different types of Herschelprism have been used, demonstrating that perfomances are quite the same.All are in false colours, being the original frames in deep green colour.
Sistema di filtraturaFiltering system
Il sistema di filtratura “standard” utilizzato è stato basato su un filtro verde per uso astronomico W58 da 31,8 mm , su di un filtro ND 0.9 e su un IR cut. Per le immagini 11 e 12 sono stati invece utilizzati, a titolo di prova, un filtro RGB verde tipo 1 della IDAS ed un filtro Oxigen III della Lumicon .Avendo quest’ultimo un cospicuo ritorno nella parte rossa dello spettro, tale accoppiata ha prodotto l’effetto di enfatizzare al massimo i chiaroscuri della granulazione solare. Per l’immagine n. 13 sono stati utilizzati insieme, oltre all’IR cut, il filtro verde W 58 ed un filtro arancio.
The basic filtering system used was a deep green W 58 31,8 filter, an ND 0,9 (3 stops) filter, and an Ir cut.In some images were used an RGB Type 1 IDAS filter and an Oxigen III Lumicon filter coupled to increase the contrast of granulation.In one shot I used a coupling of an orange and green filters.
Camera CCD Camera
La camera utilizzata è stata un Philips Vesta , a 5 fps con una velocità di otturazione di 1/2500 – 1/5000 con guadagno nullo. Il software di acquisizione QC Focus e quelli di elaborazione Avi2 BMP e Registax, tutti freeware.
The camera was a Philips Vesta webcam at 5 fps and a 1/2500 - 1/5000 shutter speed with zero.Imaging software QC Focus and stacking software Avi2 bmp & Registax, all freeeware.
Particolari della fotosferaPhotosphere
L’immagine n.9 evidenzia un particolare della granulazione interna della macchia dell’immagine n.8 Image n. 9 shows sunspot's n.8 internal granulation L’immagine n. 8 e 10 presentano l’evidenza di un robusto flare sul bordo destro della penombra, che, da successive riprese, anche in luce Ha, è apparso esaurirsi nell’arco di tempo di poche ore. Image n. 8 and 10 show a flare on the penumbra right border L'immagine n.16 mostra notevoli particolari della conformazione interna dell'ombra della macchia, con due poli di minore temperatura (e presumibilmente di forte intensità del campo magnetico) in uno dei quali sembra confluire il ponte di materia che esce dalla penombra, in un movimento a vortice che interessa la parte superiore destra della macchia stessa. Image n. 16 shows, as explained in the text, very interesting aspects of umbra's internal structure L'immagine n.17, della regione attiva Noaa 808, presenta una caratteristica: è il risultato dell'elaborazione di UN singolo frame di un file AVI di oltre 1700 con la Philips Vesta, in quanto il pessimo seeing del 15 settembre 2005 non ha consentito lo stacking di alcuna immagine, dato che anche i frames perfettamente a fuoco erano deformati e diversi l'uno dall'altro.Costituisce tuttavia l'esempio di come, con uno strumento adeguato, anche in condizioni diurne proibitive si possa comunque ottenere un'immagine accettabile ed utile anche a fini scientifici con una webcam dal costo esiguo. Image n.17 is quite different from the others:it is the result of processing of a SINGLE frame of more than 1700 from an AVI file by a Philips Vesta camera of active region Noaa 808 on september, 15, 2005.The terrible seeing of the day didn't make possible the stacking of any frame, due to their deformation:It's, anyway, an useful example of how one can obtain a decent image in very bad seeing conditions by a simple, low cost webcam and a good telescope. L'immagine n. 18, della regione attiva Noaa 810, costituisce un'ulteriore prova di come si possa fare imaging e ricerca solare con strumenti modesti e di basso costo: il telescopio usato è stato infatti un rifrattore cinese Antares 100/500 dal costo veramente modesto (quanto un buon oculare) sul mercato dell'usato.La barlow necessaria per portare la scala dell'immagine a 2500 mm , una TeleVue 5X, è costata di più.Prisma di Herschel commerciale, filtri Baader continuum, ND 0.9 e Ir cut. Image n. 18, of active region Noaa 810, is a further evidence of how one can do solar imaging using very low cost scopes; the instrument being used was a cheap Antares chinese refractor 100/500, whose focal lenght was extended to 2500 mm by a TV 5x barlow lens, costing more than the refractor.Herschelprism, Baader continuum filter, Nd 0.9, Ir cut.
1 20.07.2002 - 110/750 Refractor 2 20,07.2002 - 110/750 Refractor
3 20.08.2002 - 110/750 Refractor 4 08.09.2002 - 110/750 Ref.
5 2003 -110/750 Refractor 6 110/750 Ref.
7 Noaa 375 - 110/750 Refractor
8 110/750 Refractor 9 110/750 Ref.
10 110/750 Refractor 11 150/1200 Konus Refractor
12 Noaa 609 -16.05.2004 -Takahashi FS 128 Refractor
13 - Noaa 649 - 20.07.2004 Takahashi FS 128 Refractor
14 - Noaa 652 - 24.07.2004 - Takahashi FS 128 Refractor
15
Ripresa ravvicinata a 6000 mm FL del gruppo Noaa 656 - 10 Agosto 2004 - Takahashi FS 128in proiezione da oculare Prisma di Herschel Intes- Filtri W 58 e ND 0.9 -Philips Vesta-Risoluzione circa 0.7 Arcsec
16 Close up at very high magnification (9300 mm) of sunspot group Noaa 775, taken on june, 11 2005 fromRome, In eyepiece projection (7,5 mm Ultima) -Takahashi FS 128, Intes Herschel prism, W 58 , Nd 0,9 Ir cut filters.Philips Vesta camera -Stacking of 72 frames from an AVI film by Registax. Ripresa ravvicinata (ca. 9300 mm) del gruppo Noaa 775 l'11 giugno 2005 da Roma, Takahashi FS 128 in proiezione da oculare Ultima 7,5 mm Prisma di Herschel Intes Filtri W 58, ND 0.9 Ir cut.Philips Vesta camera.Un'analisi approfondita dell'immagine e di quella che segue è riportata al link sottoindicato (solo in italiano):
17 Note, in this processed image, the complex umbral structure ,with two point of very deep umbra and a gas bridge, part of a great vortex-like motion of matter that seems to go inside the deeper umbral point.
18
Processed image of a SINGLE frame (due to bad seeing ) from Rome, of active region Noaa 808, september 2005 Takahashi 128 refractor at EFL 6500 mm. L'immagine che precede,che mostra la regione attiva Noaa 808, ripresa con un rifrattore Takahashi FS 128 nel settembre 2005 alla focale risultante di 6500 mm con una camera Philips Vesta ,è interessante in quanto derivante da un solo frame del filmato AVI ottenuto.
19 Sunspot Noaa 810, by a 100/500 chinese refractor on september 24 from Rome, at 2500 mm EFL -Herschelprism Intes - TV 5X Barlow lens
Anche tale immagine, del gruppo Noaa 810 nel settembre 2005, è interessante in quanto mostra i risultati ottenibili in HR con rifrattori commerciali (Antares 100/500) certamente non adatti all'alta risoluzione ,sui 2500/3000 mm di EFL .Nel caso è stata usata una barlow TV 5X ed un prisma di Herschel Intes.
20 Un'altra immagine in alta risoluzione del gruppo 0865 ripresa il 1.4. 2006 alle ore 7,30 TU con rifrattore Takahashi FS 128 in proiezione da oculare 7,5 mm (FEQ 10 metri circa) Philips Toucam 2 camera.Si notano, come nell'immagine n. 16, un "light bridge" che sembra confluire in una delle due zone più scure dell'ombra. Another Hi res image of sunspot group 0865 taken on 4.1.2006 7,30 UT by a Taka FS 128 refractor in projection of a 7,5 mm eyepiece (10 meters EFL) Philips Toucam 2 camera.Noticeable, as the previous n.16 image, a light bridge that seems to flow into one of the two darker regions inside the umbra.
Immagine in alta risoluzione, seeing cattivo, del gruppo 0875 il 1.5.2006 h 7,30 TU, rifrattore Takahashi FS 128n proiezione da oculare 7,5 mm. FEQ 9200mm 0.1 arcsec/pixel Intes Herschelprism - Filtro Baader continuum Philips Toucam II webcam Hi res image of sunspot group 0875 taken on 1.5.2006 7,30 UT by a Taka FS 128 refractor in projection of a 7.5 mm eyepiece (9,2 meters EFL)- Intes Herschelprism - Baader continuum filter Philips Toucam II camera.
New: Test Philips Toucam III con chip in BN Philips Toucam III BW chip Test
Il 10 giugno 2006, alle 7,30 TU ho effettuato un primo test della camera BN Philips Toucam III col chip Sony ICX 098 BL, commercializzata da Modern Astronomy in UK http://www.modernastronomy.com/toucampro.html ; In effetti ho acquistato la camera essenzialmente per le riprese attraverso i miei spettroscopi, data la maggiore sensibilità (circa 3 volte) rispetto al chip nativo a colori, ma devo ammettere che si comporta egregiamente anche nelle riprese della fotosfera in alta risoluzione.E' stato infatti ripreso il gruppo AR 0892, di dimensioni piuttosto ridotte , che ha quindi richiesto una focale di circa 11 metri per mostrarne i particolari, in un seeing non ottimale .Il setup è stato una proiezione da oculare 7,5 mm Ultima attraverso un rifrattore Takahashi FS 128, con un prisma di Herschel Intes con filtri Baader Continuum, ND 0.9 e Ircut.La prima delle immagini sottostanti è un singolo frame di un filmato AVI, mentre la seconda è ottenuta dallo stacking di circa 200 immagini di un altro filmato, ed è in falsi colori.La novità sembra essere che la maggiore sensibilità e la notevole riduzione del rumore, oltre all'utilizzo della modalità RAW, permette di ultilizzare con vantaggio anche frames singoli, che appaiono comunque di qualità piuttosto buona.
Last june, 10, 2006 at 7,30 UT, I first tested the new Philips Toucam III webcam with a BW Sony ICX 098 BL chip, bought at Modern Astronomy in United Kingdom http://www.modernastronomy.com/toucampro.html .I buyed the camera essentially for imaging through my spectrographs, but I found it very good for HR solar imaging too, due to its better sensitivity and use of RAW mode.The following images were both shot by a Takahashi FS 128 refractor in eyepiece projection of a 7.5 mm Ultima eyepiece and an Intes Herschelprism, with Baader continuum , ND 0.9 and Ircut filters.The FL was high, of about 11 meters.The first image is a single frame of an AVI film , the second the result of stacking of about 200 frames, and is in false colours,The new is that the better sensitivity and the far less noise of the BW chip shows very good results in single avi frames, that seems to be of good quality.
NEW 2008: Test di un TMB 115 f 7 apo refractor e una camera Imaging Source DMK 31AF03 AS
Osservazione della fotosfera solare (gruppo AR 988) effettuata il 29 marzo 2008 con un rifrattore apo TMB 115 f 7 portato a f 35 (4000 mm EFL) con l'interposizione di una Barlow 5X.Prisma di Herschel Intes, filtri Ir cut, Nd 0.9, W 58 (verde scuro).Camera Imaging Source DMK 31AF03 AS. Frame singolo di un filmato di 454. Solar photosphere observation of march, 29, 2008, by a 115 f 7 TMB apo refractor, and a 5X TV barlow lens (4000 mm EFL).Intes Herschel prism, ND 0.9,W58 (deep green) Ircut filters.Imaging Source DMK 31AF03 AS camera single frame of a 454 AVI film.
NEW ! HI RES Solar Newton
Prime prove sul sole di un newton solare da 20 cm a f 6 con specchio non alluminato (i dettagli costruttivi dello strumento sono stati illustrati in un articolo sulla rivista Coelum nel numero 101 di dicembre 2006): First attempts of solar shooting by a 200 mm f 6 newton with a not aluminized mirror (Details are, in italian, on december 2006 issue of Coelum Italian astronomy magazine) La prima è stata effettuata il 2 luglio 2006, sul gruppo di macchie della regione attiva 0898, inserendo nel portaoculari una barlow 5 X Tele Vue e portando quindi la focale a 6.100 mm . ca. La camera di ripresa è stata una Webcam Philips Toucam III con sensore BN.I filtri usati sono stati un Baader Continuum ed un ND 0.9. Nonostante fosse ancora da mettere a punto , la prima resa dello strumento poteva considerarsi più che soddisfacente, e lo stesso poteva dirsi operativo. The instrument's first light took place on last July, 2 2006 , with a shot of central part of AR 0898, by a 5X TV barlow and a Philips Toucam III BW camera .EFL 6100 mm . Baader Continuum and ND 0,9 filters.The results can be cosidered quite satisfactory.
L'immagine che segue, seconda prova, è un mosaico di una regione attiva del 10 agosto 2006 in transito sul bordo solare .L'uso di filtri blu a banda stretta ha evidenziato le zone facolari.L'immagine, di qualità media, è interessante in quanto trattasi di un solo frame di un filmato AVI con la Toucam III. The following image is a mosaic of an active region of last august, 8 , in transit on solar limb :The use of blue narrowband filters emphasysed the faculae regions.A single frame from an AVI film by the Toucam III camera.
Ancora un singolo frame di un filmato AVI con la Toucam III BN avente per oggetto la regione attiva 0953 ripresa il 29 aprile 2007 alle 7,15 TU da Roma, alla FEQ di 6000 mm col mio newton solare.Il seeing assolutamente sfavorevole non mi ha permesso di effettuare la compositazione delle immagini del filmato. Again, in the hereunder shown image, a single frame from an AVI film of AR 0953, taken on april, 29, 2007 at 7,15 a.m. UT from Rome at EF of 6000 mm by a Toucam III BW camera and my new solar newton.The terrible seeing didn't allow me to do any compositation of frames.
This last image was published in the front page of "Spaceweather.com" on line magazine, 7.9.2009
Riprese della cromosfera solare in luce Ha Ha Cromosphere Imaging
1 Noaa 734 group - Coronado PST - Starlight Xpress Mx716 CCD camera 20.03.2005
2 Una notevole proturberanza ripresa il 2 ottobre 2005 con Coronado PST : il disco è stato sovraesposto A bright prominence on october, 2 2005 Coronado PST- Philips Toucam pro II camera
3 Un'immagine PST del 3 febbraio 2007 che mostra il gruppo 0940 al centro del disco solare è visibile un cospicuo filamento che parte dal centro della regione attiva.Philips Toucam III con chip in BN An interesting PST image on february, 3 2007 that shows AR 0940 at solar disc center and a big filament.Philips Toucam III BW chip camera.
4 Un'altra immagine PST della regione attiva 0953 ripresa il 29 aprile da Roma ,alle ore 8.15 TU con la Toucam III BN la focale del sistema è stata portata a 700 mm circa con un estrattore di fuoco 1,8 X per riuscire a focheggiare correttamente con la webcam. Another PST image of A.R 0953 taken on april , 29 2007 from Rome by a Toucam III WB webcam,The system focal lenght was extended to 700 mm by the use of a 1,8x barlow lens in order to allow the image to be in focus on the webcam's chip.
5 L'immagine soprastante costituisce, a mio avviso, il limite massimo al quale si può spingere la focale del PST senza alcuna modifica: essa è stata ottenuta con l'inserimento di 2 barlow (una da 1,8 x ed 1 da 2 X) per una FEQ complessiva di circa 1500 mm.Immagine in falsi colori della AR 0953 ripresa il 1.5.2007 con una camera Toucam III BN. The upper shown image is, in my opinion, the very limit of focal lenght of PST without any modification.It was obtained by two barlow lens of 1,8 x and 2 X with a total EFL of 1500 mm.Toucam III BW camera, false colours.
6 Un altra immagine del PST portato a circa 1500 mm di focale della AR 956 ripresa il 19 maggio 2007 alle ore 7,30 TU Another PST 1500 mm EFL taken on may, 19 2007 from Rome at 7.30 a.m UT
Osservazione in WL ed Ha del gruppo AR 961 dal 29.6.2007 al 1.7.2007 L'osservazione, caratterizzata da un tempo con trasparenza ottima e seeing pessimo, è stata effettuata da Roma, intorno alle ore 9 circa tempo locale.L'osservazione in luce bianca è stata effettuata col riflettore da 20 cm f6 di cui si è accennato, ed una barlow 5x per una focale equivalente di 6000 mm circa, ed è stata centrata sulla macchia principale, mentre quella in Ha ha avuto luogo con un PST portato ad una focale di 1500 mm.In entrambi i casi è stata usata una camera Philips Toucam III con sensore BN.La parte più interessante è stata la ripresa Ha , una prima del 29 giugno nella quale si notano dei cospicui brillamenti , e la seconda, del 1 luglio, nella quale i brillamenti sono scomparsi, ma si osserva un evidente gradiente rotazionale delle fibrille, che, come si sa, seguono l'andamento delle linee di forza del campo magnetico.In che modo i due fenomeni possano essere correlati, (se lo sono) non mi è dato sapere anche perchè è la prima volta che ho avuto modo di osservarli in sequenza a breve distanza di tempo sulla medesima regione attiva.
Ha and WL observation of AR 961 group from 6.29 to 7.1.2007 from Rome, Italy The observation, with a clear sky and very bad seeing, was done from my home balcony in Rome, at about 7.00 U.T, the one in white light by a 200 mm f 6 newton reflector with unaluminized mirror with a 5 x barlow lens ( 6000 mm EFL), and the one in Ha by a Coronado PST + 2 barlows, for 1500 mm EFL.The most interesting was the second in Ha, where a first image taken on june, 29, showed some flares and the second, on july, 1st, showed an evident rotational gradient of fibrils, that usually follow the magnetic field lines.
New 2008 : 1 -Ripresa di una proturberanza sul lato sud-ovest del disco solare con un Coronado PST portato a 2200 mm EFL. Camera DMK 31 AF03 AS
2 - Ripresa di una proturberanza di lunga durata il 2.4.2008 ore 8.00 TU col Coronado PST a 720 mm per quella a più largo campo, e 1450 mm circa per quelle con i particolari della proturberanza, proturberanza ripresa anche il 3 aprile successivo alla stessa ora.Usata una camera DMK 31 AF03 AS
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Quest'ultima immagine è stata pubblicata sulla prima pagina di "Space
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