Guida fotografica su astrofotografia sole filtrisolari

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degomera
Scritta il 01-02-13 21:46
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Il sole – Focali da 300 a 1200mm

Dopo la luna, l'oggetto celeste più accessibile alla normale attrezzatura fotografica di un fotoamatore è il sole. La nostra stella ha degli aspetti interessanti ed intriganti da fotografare, sia in caso di eclissi che normalmente, tutti i giorni, ma prima di iniziare a spiegare come sia possibile fotografare una stella, è importante stabilire le prime tre regole, sempre valide ma assolutamente obbligatorie con le focali di cui trattiamo:

  1. Questa guida è valida soltanto per macchine fotografiche reflex o tipo reflex, prima di leggere e mettere in pratica quanto descritto, assicurarsi in maniera certa e definitiva che la luce abbia un solo ed unico percorso tra il punto di raccolta, il vostro occhio e la superficie sensibile, cioè tra l'obiettivo, il mirino (e/o lo schermo) ed il sensore della vostra macchina fotografica. Se la macchina non soddisfa questo presupposto, non è adatta a fotografare il sole.

  2. E' assolutamente vietato puntare l'obiettivo della macchina fotografica verso il sole senza una adeguata protezione, se lo fate e ci guardate dentro subirete danni agli occhi che possono diventare irreversibili; che voi ci guardiate o meno, comunque la macchina fotografica potrebbe subire seri danni.

  3. Le istruzioni di questa guida sono necessarie e sufficienti a garantire la massima sicurezza fotografando il sole con le focali indicate, ma devono essere seguite scrupolosamente passo per passo utilizzando solo ed esclusivamente i materiali citati per la costruzione dei filtri o le tipologie di filtri commerciali citate.

Bene, detto questo, passiamo immediatamente ad analizzare i filtri necessari a fotografare il sole, in seguito ci occuperemo di dare un nome ai fenomeni che riusciremo a riprendere.

Ci sono due tipologie di filtri che possono essere usati per fotografare il sole. Attenzione, due tipologie, quelle che qui di seguito saranno descritte, ma solo ed esclusivamente quelle. Il primo tipo di filtro è quello autocostruito partendo da un foglio filtrante predisposto alla bisogna.

Vi dico subito di rinunciare immediatamente a cercare fogli filtranti in Mylar, suggeriti spesso in giro per la rete, non perché non siano sicuri, ma perché non hanno le qualità ottiche del filtro che invece prendiamo in considerazione, e la differenza di prezzo tra il Mylar ed il filtro qui di seguito indicato è dell'ordine di 2-3 euro per un foglio da cui si possono ottenere 2 filtri, quindi non ne vale assolutamente la pena; detto filtro si chiama:

Baader Planetarium - Astro SolarTM Safety Film - Densità ottica 5.

I codici prodotto sono:

  • 2459282 per il foglio da 100x50 cm

  • 2459281 per il foglio da 29x20 cm

Ovviamente, dovendo ottenere un filtro da fotocamera e non da telescopio, il foglio 29x20 cm è più che sufficiente per due filtri, e costa circa 25 euro.

Le istruzioni per montare un filtro adatto alla vostra ottica, le trovate al link qui sotto, oltre che, naturalmente, nella confezione del foglio filtrante:

http://www.baader-planetarium.com/sofifolie/bauanleitung_e.htm

Per le applicazioni con obiettivi tradizionali, è sufficiente realizzare il filtro a tutta apertura, ignorando il filtro fuori asse ristretto, che invece è indicato nel caso che usiate obiettivi catadiottrici, con un vantaggio anche dal punto di vista della nitidezza e definizione.

                                                                     

       Filtro a tutta apertura                                                                    Filtro fuori asse ristretto


Tenete presente che se usate un filtro fuori asse ristretto su di un obiettivo catadiottrico, dovrete poi scattare la foto alla massima apertura di diaframma, perché il diaframma l'avete già realizzato costruendo quel tipo di filtro.

Ci sono filtri adatti agli obiettivi da fotocamera che possono essere acquistati già pronti per essere montati. I migliori tra quelli che ho avuto modo di provare sono:

Thousand Oaks – Threaded camera filters – BlackPolymer

Sono in sostanza dei fogli filtranti molto simili a quelli della Baader Planetarium, di qualità leggermente inferiore ma ancora molto buoni, già montati in un classico telaio da filtro filettato rotondo, nei diametri da 37 a 82 mm. I codici sono molto semplici, il diametro del filtro seguito da una T, ad esempio 52T per un filtro da 52mm. Costano tra i 50 ed i 60 euro cadauno.

Qualunque filtro usiate, autocostruito o comprato pronto, collaudatelo con una piletta a led in una stanza buia illuminandolo dall'interno e controllando che non ci siano trafilamenti di luce o danneggiamenti del foglio filtrante. Lo stesso controllo va fatto ogni volta che avete intenzione di usare il filtro.

Perchè sto indicando marca, modello e addirittura prezzo dei filtri? Sono forse azionista della Baader Planetarium o della Thousand Oaks?

No, semplicemente non ho nessuna intenzione di parlare di cose che non conosco approfonditamente e non ho collaudato, in un campo così delicato come la fotografia diretta di una stella. Questi filtri sono sicuri e li ho personalmente collaudati, sia sulla reflex con obiettivo da 400mm f/5.6, sia con un telescopio rifrattore da 100 mm di apertura per 900 mm di focale, tirato a 1800 mm con una lente di Barlow 2x; non hanno un costo proibitivo, anzi molto abbordabile, e soprattutto hanno una qualità ottica che si avvicina moltissimo ai filtri professionali, migliore di molti filtri in vetro da astrofili.

Qualunque altro metodo di filtraggio della luce solare (vetri affumicati, vetrini da saldatura, occhialini da eclisse etc..) non devono essere assolutamente usati su obiettivi da macchina fotografica, e possibilmente non vanno usati proprio mai. Gli unici filtri considerati sicuri da questa guida sono quelli citati, in quanto collaudati “in campo”.

Per il momento, abbiamo parlato soltanto di filtri che permettono il passaggio di tutta la radiazione solare, seppur limitandone l’intensità ad 1/100.000 (un centomillesimo) di quella che verrebbe ricevuta senza filtro. Le osservazioni solari, però, hanno altri aspetti estremamente interessanti, visibili con filtri che oltre a ridurre la luminosità, tagliano anche la maggior parte delle lunghezze d’onda della luce, lasciandone una soltanto. Sono i filtri Hα (H–alfa) e CaK, che lasciano passare rispettivamente la lunghezza d’onda sulla riga spettroscopica dell’idrogeno Hα a 656,3 nm di colore rosso, e sulla riga spettroscopica del Calcio a 393,4 nm di colore blu/viola.

Questi ultimi filtri servono a contrastare maggiormente i dettagli del disco solare, e ad intercettare tutte le fenomenologie atmosferiche della stella. In pratica, con uno di questi filtri è come se vi metteste in condizione di creare una eclisse solare in qualunque momento lo vogliate, col vantaggio di poter osservare la corona solare senza avere il corpo della stella oscurato. Sono composti degli stessi fogli filtranti che abbiamo già visto con l’aggiunta di un ulteriore strato che blocca le lunghezza d’onda non desiderate.

L’inconveniente di questi filtri è il prezzo, alcuni costano come una attrezzatura fotografica completa, ed il loro utilizzo ha davvero senso a condizione di avere focali superiori a 500 mm, oltre alla possibilità, nel solo caso del filtro Hα, di scattare fotografie con un sensore in bianco e nero, oppure con una risoluzione elevatissima.

La prima condizione è intuitiva, se possediamo un buon ingrandimento possiamo pensare di osservare le manifestazioni metereologiche della nostra stella in maniera accurata, altrimenti vediamo soltanto un dischetto rugoso. La seconda condizione, riferita al solo filtro Hα, è dovuta alle caratteristiche costruttive dei sensori a colori; il filtro lascia passare una lunghezza d’onda che si trova nella banda del rosso, il sensore a colori ha dei filtri su ogni pixel che fanno passare le lunghezze d’onda del rosso, del verde e del blu, distribuiti in maniera diversa per colore, con il 50% dei pixel filtrati in verde, il 25% in blu e il 25% in rosso. Con il filtro Hα, i pixel filtrati in blu ed in verde non registrano nulla, perciò la foto finale di un sensore a colori attraverso questo filtro sarà composta soltanto dal 25% dei pixel totali del sensore, perdendo 3/4 della risoluzione.

Vediamo ora finalmente quali sono i fenomeni atmosferici del sole che si possono riprendere con i filtri citati.

I fogli filtranti che lasciano passare tutta la gamma di lunghezze d’onda della luce ci permettono di vedere più o meno quello che riusciva a vedere Galieo Galiei col suo cannocchiale, cioè le macchie solari e le facole, in una superficie liscia, diluita, di colore arancione; una cosa del genere:

























Con dimensioni ovviamente variabili a seconda della focale utilizzata.

Ma cosa sono le macchie solari e le facole? Sono perturbazioni dell’atmosfera solare di diversa natura:

Le macchie solari sono zone più fredde dell’atmosfera circostante, appaiono di colore nero o varie gradazioni di arancione scuro fino al nero, corrispondono ad aree dell’atmosfera solare in cui fortissimi campi magnetici rotanti agiscono risucchiando in basso il plasma incandescente circostante, creando una zona relativamente più fredda che perdura per alcuni giorni.


Le facole sono il contrario, cioè zone dove gli stessi campi magnetici eccitano maggiormente il plasma incandescente dell’atmosfera creando zone circoscritte decisamente più calde, più visibili ai bordi che nel centro del disco solare. Le facole sono di solito l’origine di una successiva serie di macchie solari, possono originare eruzioni solari anche molto spettacolari, con lanci di plasma ben oltre la corona solare, ma queste eruzioni, o brillamenti, non possono essere osservati usando i soli fogli filtranti, tranne quando si producono durante una eclissi totale. E’ intuitivo che ogni volta sia possibile osservare una macchia solare, è contemporaneamente possibile vedere una facola, il cui periodo di vita è più lungo, potendo arrivare a due-tre mesi.

Le dimensioni di macchie solari e facole possono arrivare ad essere equivalenti a 10-20 volte la dimensione del nostro pianeta.


Usando invece un filtro Hα le immagini ricavate sono di questo tipo:
























Ed usando un filtro CAK saranno così:

























Le immagini sono certamente più dettagliate, è visibile la corona solare e si possono scattare foto ai brillamenti. Il filtro Hα è più adatto per la corona solare e le sue eruzioni, perchè mostra la parte più calda dell'atmosfera solare, mentre il filtro CAK scende in uno strato più freddo dell'atmosfera stessa, valorizzando molto di più macchie solari e facole, o striature calde.


Questo per quanto riguarda il sole di tutti i giorni, ma se abbiamo la fortuna di incrociare un fenomeno di eclissi, si possono scattare fotografie e fotosequenze molto suggestive. Le eclissi solari sono di quattro tipi, Totale, Parziale, Anulare e Ibrida; cioè, in realtà quando la luna si frappone tra terra e sole, se in un luogo del mondo l'eclissi è Totale, in un altro è Parziale, dipende da dove vi trovate, mentre le altre due dipendono dalla distanza Terra-Luna, comunque vediamole una per una, non prima di aver detto che anche durante tutte le fasi di eclissi è assolutamente necessaria l'installazione di uno dei filtri sopra descritti, l'eclissi non esonera da questo obbligo assoluto.


L'eclissi totale è certamente il fenomeno più spettacolare da osservare, fotografando le varie fasi in sequenza per creare affascinanti riprese del transito lunare, dal primo spicchio di luna che oscura la stella fino all'ultimo spicchio che la abbandona. Durante un eclisse totale, nel momento in cui luna e sole sono esattamente concentrici, si possono scattare fotografie emozionanti del riverbero della corona solare. I tempi di scatto sono molto variabili in relazione alle condizioni atmosferiche, comunque parliamo di tempi molto veloci, tra 1/640 e 1/1000 a 100 ISO, diaframmi compresi tra f/9 e f/11, ma si possono facilmente verificare a partire dal momento in cui metà del disco solare è impegnato dalla luna, c'è tempo per adeguare l'otturatore alla giornata. Non uscite dalla gamma di diaframmi f/9 f/11, chiudere di più non serve a nulla, aprire di più serve soltanto se avete realizzato un filtro disassato parziale in un obiettivo catadiottrico, in quel caso aprite al massimo.

L'eclissi parziale è quindi una eclissi totale vista da una posizione che si trova fuori dal cono d'ombra della luna ma dentro al cono di penombra. Durante questa eclissi, ci sono varie possibilità, il sole può essere parzialmente coperto, quasi interamente coperto o addirittura non coperto affatto ma solo con luminosità diminuita. Questo ultimo caso è più interessante perché permette di fare fotografie più dettagliate pur avendo il semplice filtro Astrosolar. I tempi sono un paio di stop più lunghi, i diaframmi uguali.


L'eclissi anulare si verifica quando la luna è nel suo punto più lontano dalla terra, e quindi la sua dimensione apparente non riesce a coprire completamente il disco solare, lasciando un anello di stella scoperto. Molto suggestiva, ma ci impedisce di vedere lo sfolgorio della corona, certamente lo spettacolo più bello di una eclissi solare. Tempi e diaframmi come da eclissi totale, uno stop più veloci.


L'eclissi ibrida è molto rara, ma molto bella da filmare. Si tratta di una eclissi totale durante la quale la luna varia la sua distanza dalla terra. Quindi una eclisse che inizia come totale e finisce come anulare o viceversa. In questo caso, peraltro molto raro, il consiglio è di filmare invece che fotografare, o scattare a ripetizione in priorità diaframmi, perché il vero fascino del fenomeno è il suo evolversi nel tempo.


Un consiglio che vale sempre per tutte le fotografie agli astri, scattate sempre tre fotogrammi con braketing +/- 2, sommandoli come già detto nella guida “Astofotografia 1”. Otterrete foto molto più dettagliate.