lunes, 21 de abril de 2014

M87 - Una galaxia peculiar

La noche del 4 de abril estuve fotografiando la galaxia elíptica gigante M87 situada en el cúmulo de Virgo, es una de las galaxia de mayor tamaño y más luminosas del cúmulo. Tiene una magnitud aparente de 8.6 y un tamaño de 8.3 x 6.6 minutos de arco.

Esta galaxia tiene la particularidad de tener un chorro de materia que sale del centro de la galaxia, y que posiblemente esté producido por la presencia de un agujero negro supermasivo en el centro de esta.

Aunque la fotografía de galaxias, es una tarea difícil desde el interior de una ciudad, y más con un refractor de pequeñas dimensiones, he obtenido un resultado que muestra no solo la galaxia con varias galaxias en el campo de la imagen, sino también he conseguido visualizar el chorro de materia que caracteriza a esta peculiar galaxia.

Imagen final.

Imagen con identificación de las galaxias más brillantes que aparecen en el campo.

Imagen de detalles del chorro de materia.

Imagen invertida del chorro de materia.


Procesado de la imagen.

Detalle de los pasos seguidos para el procesado de la imagen.

El primer paso, como en todas las imágenes, es el preprocesado con darks, bias y flats. Tras esto, he realizado una orientación correcta de la imagen (norte arriba y este a la izquierda), también he recortado los margenes de la imagen, para eliminar los artefactos
introducidos durante la alineación de las imágenes y he aplicado un DBE para corregir los gradientes del fondo de cielo introducidos por la contaminación luminosa.

La imagen resultante en este punto, es:



Como puede verse, la imagen contiene mucho ruido de fondo, por lo que el primer paso es aplicar las técnicas de reducción de ruido.

Primero creamos una máscara y la aplicamos a la propia imagen para proteger las zonas con mejor relación señal/ruido. A continuación aplicamos ATrousWavelet y MultiMedianTransform, a las 4 primeras capas de la imagen con los parámetros:


El resultado de reducir el ruido es.


Con este proceso se ha mejorado el ruido del fondo de cielo, pero se han introducido algunas manchas oscuras y pixeles brillantes, que es preciso eliminar, antes de continuar con el proceso.

Para eleminar los pixels brillantes, con la máscara de protección de las zonas brillante aún aplicada, utilizo PixelMath para reducir los pixels que superan la media de los pixels vecinos. Esto lo realizo con la formula:

x = XPos(); 
y = YPos(); 
xm1 = x-1; 
xp1 = x+1; 
ym1 = y-1; 
yp1 = y+1; 
p11 = Pixel( $T, xm1, ym1 ); 
p12 = Pixel( $T, x,   ym1 ); 
p13 = Pixel( $T, xp1, ym1 ); 
p21 = Pixel( $T, xm1, y   ); 
p22 = Pixel( $T, x,   y   ); 
p23 = Pixel( $T, xp1, y   ); 
p31 = Pixel( $T, xm1, yp1 ); 
p32 = Pixel( $T, x,   yp1 ); 
p33 = Pixel( $T, xp1, yp1 ); 
mean = (p11+p12+p13+p21+p23+p31+p32+p33)/8; 
iif(p22 > mean * 1.1,mean,p22)

$T representa el valor del pixel de la imagen.

Esta formula la he obtenido de la web de Manfred Schwarz:
http://www.astrophoto.at/PixInsight/

Para eliminar las zonas oscuras e igualar más el fondo de la imagen he utilizado PixelMath, con la formula:

iif( $T < 0.0022379,((med($T)-$T)/2)+$T, $T)

Donde 0.0022379 es la mediana de la imagen obtenida mediante la estadística de la misma (proceso Statistics).

Esta formula la publicó Gerald Wechselberger en su magnífica web, donde expone tutoriales de PixInsight.
http://www.werbeagentur.org/oldwexi/PixInsight/PixInsight.html

Tras estas correcciones, el fondo de cielo va mejorando.


A continuación aplico una deconvolución a la imagen, creando una PSF y una máscara de estrellas para proteger las estrellas más brillantes.

Se aplica una máscara a la imagen para proteger el fondo de cielo del proceso de deconvolución, ya que este proceso solo debe aplicarse las estrellas y galaxia.

Los parámetros de la deconvolución.


En la siguiente imagen, puede verse el efecto de la deconvolución. La imagen antes del proceso a la izquierda y tras la deconvolución a la derecha.


Con este proceso se ha mejorado la visibilidad del chorro de materia. También se ha mejorado algo la forma de las estrellas, pero no he forzado demasiado el proceso de deconvolución, para no introducir un exceso de ruido en la imagen de la galaxia.

Tras la deconvolución he aplicado un proceso de reducción del tamaño de las estrellas, explicado en la entrada referente a M64. Aunque en esta ocasión he utilizado un patrón de 5x5 con los parámetros.


Resultado de aplicar MorphologicalTransformation a la imagen. Las estrella en la imagen de la izquierda antes de aplicar el proceso se ven planas, sin forma. Como puede observarse en la imagen de la derecha (tras aplicar la reducción de estrellas), la forma de las estrellas, no es tan plana y siguen un perfil gausiano.


Después de la reducción de estrellas, he efectuado un estirado del histograma y un pequeño ajuste con CurvesTransformation, para dejar el fondo de cielo en una media de 0.05, de forma que se visualiza correctamente con el monitor en el que proceso.

Estirado del histograma con HistogramTransformation.

Ajuste con CurvesTransformation para oscurecer un poco el fondo de cielo. Aunque se ha perdido algo de brillo, el aspecto global de la imagen es mejor que antes del proceso.

Resultado final.


Para finalizar solo queda convertir la imagen a JPEG y con el tamaño deseado para la publicación de las imágenes.

La imagen, junto con los detalles de la misma, puede consultarse en mi web:
http://www.astrosurf.com/jcmoreno/galeria/gx/M87/M87.htm

Saludos,














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