ČAM za duben 2017: Odhalené vrstvy Slunce

Svou roli, a to nezanedbatelnou, hrála i zkušenost obou autorů s fotografiemi zatmění Slunce a jejich zpracováním. A v neposlední řadě stála za vznikem snímku i snaha obou zachytit „nezachytitelné“.

Prstencové zatmění Slunce, i tak „hluboké“, jaké bylo možno v únoru tohoto roku pozorovat například z Argentiny, je obecně nevhodným úkazem pro zachycení slabé sluneční atmosféry – sluneční koróny. Přesto autoři využili velkého zastínění Slunce měsíčním diskem k pokusu, který zatím patrně nikdo s podobným úspěchem nezrealizoval. Nemohli ovšem použít nyní již klasický digitální záznam. Důvodem byl extrémní kontrast zachyceného obrazu stále viditelné sluneční fotosféry a slabé sluneční koróny přesahující neuvěřitelný rozsah 1 : 5 000 000. To je hodnota, kterou v současné době digitální snímače nejsou schopny zachytit. Řešením se stalo použití klasického barevného negativního filmu, jehož schopnosti jsou v takovéto extrémní oblasti použití stále nenahraditelné. Proto Petr Horálek, který snímky fyzicky v Argentině pořizoval, využil těchto vlastností a ve spojení s objektivem typu Maksutov-Cassegrain s ohniskovou vzdáleností 1250 mm pořídil sadu snímků úkazu. Protože nikdo neměl praktické zkušenosti s volbou správné expozice pro tento extrémní případ, byl zvolen „expoziční vějíř“, kdy fotoaparát snímá za sebou automaticky tři různé expozice.

Ani následný proces zpracování nebyl vůbec jednoduchý, ale výsledky jsou vskutku doposud neviděné. Obrazy byly převedeny do digitální podoby scannerem Nikon Cool Scan 4000, následně byla matematicky vytvořena maska odstraňující částečně rozptýlené světlo a dále byl použit adaptivní filtr pro snížení velkého globálního kontrastu a odfiltrován aditivní šum. Každý proces vyžadoval i přes využití výkonného počítače notnou dávku trpělivosti. Nakonec byly výsledky prolnuty s družicovými obrazy Slunce, pořízenými z vesmíru v čase blízkému času zatmění v Argentině.

Na kompozitních obrazech lze tak vidět ze Země zachycenou chromosféru Slunce, jak navazuje na další vrstvy sluneční atmosféry v oblastech okolo slunečního rovníku, zachycených okem družice Solar Dynamic Observatory NASA a doostřeny speciálním programem NAFE, který pro tyto účely prof. Druckmüller napsal. Sluneční póly jsou bez informace o chromosféře, neboť tuto část Slunce při pozorování z Facunda Měsíc nezakryl až k okraji.

Tyto netradiční obrazy prstencového zatmění Slunce však téměř nevznikly. Příčinou nebyly ani finanční problémy, ani technické potíže a dokonce ani nějaká fatální chyba při zpracování. Naopak, toto vše dopadlo na výbornou. Do hry však vstoupili argentinští zloději, kteří vyloupili auto s fotografickou technikou pozorovatelů, včetně mnoha napozorovaných dat. Rolička barevného filmu však naštěstí chmatavé ruce nezaujala a my tak nyní můžeme oběma autorům pogratulovat k úspěchu a k úžasným originálním obrázkům.

Technické údaje a postup:

Místo pořízení: Facundo, Argentina

Datum pořízení: 26.02.2017, 13:37-13:39 UT

Optika: Skywatcher MAK 90 mm / 1250 mm

Montáž: Vixen GPD-2

Snímač: Klasický film FujiColor Superia + SDO AIA 171 kamera

Zpracování: NAFE

Postup: Během zatmění bylo nasnímáno na FujiColor Superia 200 celkem 12 sérií snímků s expozičním vejířem 1/1000, 1/500 a 1/125 s, z čehož se ukázaly nejkratší expozice zcela optimální pro následné zpracování. Snímky byly pořízeny bez užití jakéhokoliv filtru s vědomím možnosti zachycení vysokého dynamického rozsahu na klasický film. Po vyvolání filmu, který naštěstí nebyl ukraden při nešťastné následné loupeži v Argentině, byly obrazy převedeny do digitální podoby scannerem Nikon Cool Scan 4000. Byla odečtena barevná maska negativního filmu a obraz byl převeden na pozitiv. Pak byla matematicky vytvořena maska odstraňující částečně rozptýlené světlo. Dále byl použit adaptivní filtr pro snížení velkého globálního kontrastu a nakonec byl odfiltrován aditivní šum. Fáze začátku a konce zatmění byly sloučeny metodou skládání koróny při úplném zatmění Slunce, ovšem při zohlednění pouze nízkých frekvencí obrazů. Pro čas zatmění se pak našla data z družice SDO AIA 171 A, která byla doostřena programem NAFE, čímž byl využit maximální potenciál pro odhalení jemných struktur výskytu ionizovaného železa Fe IX ve sluneční koróně. V závěru pak byly oba obrazy prolnuty s ohledem na skutečný průměr slunečního disku v obou snímcích.

Popis: Kompozitní záznam slunečních vrstev získaný kombinací snímků chromosféry a fotosféry při hlubokém prstencovém zatmění Slunce 26. února 2017 v Argentině a dat z družice NASA SDO AIA 171 ve stejném čase z vesmíru. Družicová data, doostřená programem NAFE, ukazují struktury koróny v ultrafialové oblasti 171 Å (17,1 nanometru), v níž září ionizované železo Fe IX odpovídající svou energií přibližně 600 000 Kelvinů. Chromosféra je naopak o dost chladnější, o jeden až dva řády, a ve viditelném světle o vlnové délce 656,7 nanometru v ní emituje excitovaný vodík narůžovělou barvu. V polárních oblastech je pak rozzářená fotosféra, která během zatmění byla stále nezakryta Sluncem. Ta je při pozorování očima ze všech tří zobrazených vrstev nejjasnější, ale zároveň prakticky nejchladnější, okolo 5 800 Kelvinů.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva: Čecho-Slováci získali jedinečné snímky zatmění Slunce. Byly zachráněny při vyloupení auta
[2] Snímky Miloslava Druckmüllera
[3] Snímky Petra Horálka
[4] Tiskové zprávy České astronomické společnosti
[5] Česká astrofotografie měsíce - vítězné snímky