M51, aussi connue comme la galaxie du Tourbillon (Whirlpool Galaxy en anglais) est un couple de galaxies situé à environ 27,4 millions d'années-lumière dans la constellation des Chiens de chasse.
Ce couple célèbre est composé d'une galaxie spirale régulière massive dont le diamètre est estimé à 100 000 années-lumière et d'une petite galaxie irrégulière.
Star du printemps, c'est une des galaxies les plus connues des astrophotographes, aux couleurs très prononcées et présentant de belles nébuleuses, accentuées ici par l'utilisation conjointe d'un filtre à Hydrogène Halpha.
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Projet M27 : Stéphane Gonzalez (Exaxe), Sébastien Kuenlin, Mathieu Guinot. Novembre 2021
Cliquez pour voir l'image en pleine résolution (4096x4096) sur Astrobin!
Quelques temps après la finalisation de mon image de M27 l'été 2021, réalisée avec Newton 250mm et caméra ASI2600mm en 21h40 de poses longues au travers de filtres HO et RVB, je tombe sur la superbe image à haute résolution réalisée par Stephane Gonzales (Exaxe) en lucky imaging (poses courtes) avec un Newton 300mm et camera Playerone Neptune color II (Halpha : 3600x4s et 5000x2.5s / RGB et IR: 40000x500ms).
Je décide alors de contacter Stéphane pour lui proposer de mixer nos deux images et ainsi bénéficier de sa haute résolution sur le coeur de la nébuleuse grâce à ses poses courtes en Halpha et IR, et du rapport signal/bruit obtenu sur les extensions de la nébuleuse grâce aux longues poses sur mon image HORVB afin de créer une image composite tirant le meilleur parti des deux images.
Crops de nos deux images montrant la différence de résolution des détails au coeur de M27 (clic sur l'image de Stéphane pour accèder à la full resolution sur sa galerie Astrobin).
Stephane est partant pour le projet et m'envoit donc sa luminance en Halpha + IR pour que je commence des essais d'incrustation de son image dans la mienne.
Ayant déjà essayé ce type d'expériences avec d'autres astrophotographes, Stéphane anticipe très justement que le résultat puisse manquer de cohérence du fait de la différence d'échantillonnage et de résolution entre nos images.
Ayant pour ma part également essayé ce type de mixage avec le groupe Astropotos (voir autres collaborations) , avec parfois des différences d'échantillonnages assez importantes, je reste confiant mais il est vrai qu'il n'y avait pas d'images réalisées en poses courtes dans les mixages réalisés au sein de ce groupe collaboratif. Or c'est ici la différence importante de résolution des détails, davantage que l'échantillonnage, qui s'est avérée problématique au sens où son coeur bien plus résolu contrastait trop avec les extensions proches du coeur dans mon image. Pour les extensions plus lointaines c'est moins problématique car plus diffuses, elles ne montrent pas de détails ciselés.
Au même moment, et par pure coincidence, mon ami Sébastien Kuenlin me contacte car : il souhaiterait essayer de mixer son image de M27 réalisée quelques mois plus tôt avec son nouveau télescope RC400mm f/8 avec la mienne afin de bénéficier des détails de son image et du signal sur mes extensions! Sébastien a réalisé 200 poses de 300s en Halpha et Oiii à 3200mm de focale avec caméra ASI2600mm.
La jonction se dessine alors puisque l'image de Sébastien réalisée à 0.5"/pixel avec une FWHM autour de 1.8" est légèrement plus résolue que la mienne réalisée à 0.8"/pixel avec une FWHM moyenne d'environ 2.5" et s'approche ainsi de l'image de Stephane réalisée à 0.3"/pixel avec une FWHM proche de 1".
Le projet se concrétise alors sous une nouvelle forme utilisant 3 images : coeur de Stephane, proches extensions de Sébastien, et extensions lointaine de mon image. La cohérence devient alors plus probante entre les échantillonnages avec cette progressivité du centre à 0.3"/pixel vers les extensions proches à 0.5"/pixel puis les extensions plus lointaines à 0.8"/pixel.
A gauche l'image de Sébastien Kuenlin (16h40 de poses avec RC400mm f/8 et camera ASI2600mm) montrant des détails plus fins dans le coeur que mon image, mais avec des extensions au rapport signal/bruit inférieur notamment pour les plus éloignées. (clic pour accéder aux images en full résolution sur nos galeries Astrobin).
- Les stacks bruts, en linéaire sortis d'empilement, collectés, il s'ensuit alors la première phase du travail que je réalise en procédant à l'incrustation du coeur + proches extensions de la M27 de Sébastien dans mon image. Cette étape est réalisée en linéaire (avant montée d'histogramme) afin de s'assurer d'une correspondance de dynamique pour ne pas altérer la différence de luminosité de l'objet entre le coeur et les extensions. Ce mixage est réalisé sur les couches Halpha et Oiii.
- Sébastien se charge de la seconde phase qui consiste au traitement des images composites obtenues Halpha et Oiii (déconvolution, traitement du bruit, montée d'histogramme, accentuations etc...), à leur mixage pour obtenir une image couleur HOO, et à l'intégration de la couleur des étoiles obtenue par la couche RVB de mon image.
- Enfin nous réalisons collaborativement avec Sébastien la dernière phase qui consiste à incruster l'image non linéaire fournie par Stéphane, sur laquelle les traitements de déconvolution, accentuations etc ont déjà été réalisés par lui avec sa technique issue de l'astrophotographie planétaire qui utilise les mêmes logiciels et process pour traiter les images de ciel profond acquises en lucky imaging.
De gauche à droite, le stack Halpha et le stack Oiii de Mathieu en autostrech pour saisir la dynamique réelle de l'objet, et le stack Halpha-Ir de Stéphane
Le traitement de la nébuleuse M27 présente toujours une certaine difficulté et contraint à des choix du fait de la grande différence de luminosité entre le coeur et les extensions d'une part, et à la forte présence des signaux Halpha et Oiii sur des zones identiques d'autre part.
Ces choix artistiques ont été réalisés en respectant au maximum la cohérence scientifique de l'objet, bien que cette dernière ne soit pas possible à 100% : en effet on obtient un coeur saturé si l'on veut profiter du signal sur les extensions les plus lointaines, ou alors on ne distingue pas celles ci si l'on veut maintenir un coeur non saturé. Il faut donc utiliser avec le plus de parcimonie possible le traitement HDR qui altère inévitablement la dynamique de l'objet mais permet un compromis pour mettre en valeur les différents signaux composant la nébuleuse.
Crop sur le coeur de l'image finale : les détails de structures et la résolution sur les noeuds comètaires montrent le potentiel de l'imagerie en lucky imaging
Comparaison avec l'image du télescope Subaru de 8,2 m de diamètre
Au final nous sommes très heureux de présenter le fruit de ce travail avec les objectifs remplis :
- profiter des détails des poses courtes
- profiter du rapport signal/bruit sur les extensions en poses longues
- assurer une cohérence entre les niveaux de détails grâce à l'image intermediaire réalisée en pose longue à longue focale
- conserver une dynamique la plus "réelle" possible de l'objet et un traitement le plus "naturel" possible
- ne percevoir aucun artéfact ou transition liés au mixage des trois images
Sébastien, Stéphane et Mathieu, novembre 2021