1. Temps d'exposition long par image (capturant de faibles détails):
* Pourquoi une longue exposition? Les objets astronomiques faibles (nébuleuses, galaxies, etc.) émettent très peu de lumière. Des expositions plus longues permettent au capteur de la caméra de collecter plus de photons, révélant ces faibles détails qui seraient invisibles dans les courtes expositions. L'idée générale est "plus de lumière =plus de détails et un meilleur rapport signal / bruit".
* défis:
* Rotation de la Terre: La Terre tourne constamment. Sans compensation, les étoiles apparaîtront comme des séquences au lieu de points. C'est la fuite d'étoile.
* bruit: Le bruit électronique du capteur de la caméra s'accumule au fil du temps. Cela se manifeste comme des artefacts indésirables dans l'image.
* Pollution lumineuse: La lumière artificielle des villes (pollution lumineuse) limite considérablement le temps d'exposition maximal utilisable, car il peut rapidement submerger la faible lumière du sujet.
* turbulence atmosphérique (voir): L'atmosphère se déplace constamment, ce qui fait scintiller les étoiles (et se brouiller en longues expositions).
* Techniques pour surmonter les défis (pour les expositions longues simples):
* supports équatoriaux: Ces supports motorisés sont l'équipement le plus crucial. Ils contrecarrent la rotation de la Terre en déplaçant la caméra au même rythme, en gardant la cible centrée et les étoiles identifient. L'alignement polaire (alignement avec précision le support avec l'axe de rotation de la Terre) est essentiel pour un bon suivi.
* guidage: Même avec un bon support équatorial, un suivi parfait est presque impossible. Les autoguideurs utilisent une portée et une caméra de guide séparé pour surveiller une étoile guide. Le logiciel Autoguider analyse la position de Guide Star et envoie des corrections à la monture pour la garder parfaitement sur la cible. Ceci est essentiel pour de très longues expositions individuelles.
* refroidissement: De nombreuses caméras d'astrophotographie ont des systèmes de refroidissement intégrés. L'abaissement de la température du capteur réduit le bruit thermique, permettant des expositions plus longues avec moins de bruit.
* Frames sombres: Ce sont des images prises avec le capuchon de l'objectif, au même moment d'exposition, ISO et température que les cadres légers. Ils capturent le motif de bruit inhérent du capteur. Ils sont soustraits des cadres lumineux pendant le traitement pour éliminer le bruit.
* Filtres de pollution lumineuse: Ces filtres bloquent sélectivement certaines longueurs d'onde de lumière couramment émises par des sources de lumière artificielle (lampes à vapeur de sodium et de mercure), améliorant le contraste pour les objets de ciel profond. Les filtres à bande étroite ne réussissent que des longueurs d'onde très spécifiques de la lumière émises par certains éléments (hydrogène-alpha, oxygène-III, soufre-II), permettant aux astrophotographes de s'imaginer même dans des zones fortement polluées par la lumière.
* Sites sombres: Voyager dans des endroits sombres loin des lumières de la ville réduit considérablement la pollution lumineuse, permettant des expositions plus longues et un meilleur contraste.
* Imagerie chanceuse (rarement utilisée pour un ciel très profond mais pertinent): Prendre de nombreuses expositions très courtes (millisecondes en secondes), puis empilé uniquement les plus pointues, pour minimiser les effets de la turbulence atmosphérique. Plus courant pour l'imagerie planétaire que pour le ciel profond.
2. Temps d'intégration total long (empiler de nombreuses images):
* Pourquoi empiler? Même avec de longues expositions individuelles, le signal (lumière de la cible) peut toujours être très faible par rapport au bruit. L'empilement (moyenne) de nombreuses images améliorent considérablement le rapport signal / bruit. Le signal s'ajoute linéairement avec le nombre d'images, tandis que le bruit augmente avec la racine carrée du nombre d'images. Ainsi, plus d'images signifie une image finale plus propre et plus détaillée.
* Processus:
1. Acquisition: Capturez de nombreuses expositions individuelles (cadres légers) de la cible, en utilisant un support équatorial et un guidage (si nécessaire). Le temps d'exposition de chaque cadre individuel est choisi en fonction des conditions de vision, de la précision de la montage et des niveaux de pollution lumineuse. Une plage commune est de 30 secondes à 10 minutes par cadre. Certains astrophotographes prennent des centaines, voire des milliers d'expositions individuelles.
2. Calibration: Capturez les cadres d'étalonnage (Darks, Flats, Cadres de biais).
* Frames sombres: Images prises avec le capuchon de l'objectif, au même moment d'exposition, ISO et température que les cadres légers. Utilisé pour éliminer le bruit thermique.
* Frames plates: Images prises d'une surface uniformément éclairée (par exemple, un t-shirt blanc illuminé par un écran uniformément éclairé). Utilisé pour corriger le vignettage (assombrissement vers les bords de l'image) et les taches de poussière sur le capteur.
* Frames de biais: Expositions très courtes (vitesse d'obturation la plus rapide) avec le capuchon de l'objectif. Utilisé pour capturer le bruit de lecture (bruit introduit par l'électronique de la caméra).
3. Enregistrement (alignement): Utilisez un logiciel d'astrophotographie spécialisé (par exemple, Pixinsight, Deepskystacker, Siril) pour aligner toutes les cadres légers les uns sur les autres, compensant les légères variations de pointage. Ceci est crucial pour l'empilement, car les images mal alignées entraîneraient un flou.
4. Intégration (empilement): Le logiciel empile ensuite les cadres lumineux alignés, après les calibrer avec les droks, les appartements et les cadres de biais. Le logiciel fait en moyenne les valeurs de pixels sur toutes les trames. Les algorithmes de rejet aberrants sont souvent utilisés pour éliminer les pixels qui sont significativement différents de la moyenne (par exemple, en raison des rayons cosmiques ou des sentiers satellites).
5. Post-traitement: L'image empilée est ensuite traitée pour améliorer les détails, ajuster l'équilibre des couleurs et supprimer le bruit. Cela peut impliquer des techniques telles que l'étirement de l'histogramme (pour révéler de faibles détails), la déconvolution (pour aiguiser l'image) et la réduction du bruit.
* Exemples de temps d'intégration:
* Une image de base d'une nébuleuse brillante pourrait utiliser un temps d'intégration total de 1 à 2 heures.
* Les galaxies ou nébuleuses plus faibles peuvent nécessiter 10 à 20 heures de temps d'intégration total ou plus.
* Des objectifs très faibles et difficiles peuvent nécessiter des centaines d'heures de temps d'intégration total, parfois répartis sur plusieurs nuits ou même plusieurs années.
Considérations de l'équipement clé:
* support équatorial: Le fondement de l'astrophotographie à longue exposition. La précision et la stabilité sont essentielles.
* caméra: Des caméras d'astrophotographie dédiées (reflex numériques ou caméras CCD / CMOS dédiées) sont souvent utilisées, car elles offrent de meilleures performances de bruit et de capacités de refroidissement que les caméras standard.
* télescope ou objectif: Le choix dépend de la cible. Les objectifs à champ large conviennent aux grandes nébuleuses, tandis que des télescopes avec des focales plus longues sont nécessaires pour les galaxies et les petits objets. La qualité optique est cruciale.
* Guider: Une portée et une caméra de guide distinct, ainsi que des logiciels d'autoguisement, pour un suivi précis.
* Filtres: Pour lutter contre la pollution lumineuse et améliorer des longueurs d'onde spécifiques de la lumière.
* Logiciel: Pour l'acquisition d'images, l'étalonnage, l'enregistrement, l'empilement et le post-traitement.
* ordinateur: Un ordinateur puissant est nécessaire pour traiter de grandes quantités de données d'image.
En résumé, "la prise de vue très longue" en astrophotographie implique à la fois des temps d'exposition longs par image (réalisés grâce à un suivi, un refroidissement et un filtrage minutieux) et à longs temps d'intégration totaux (obtenus par empilement de nombreuses images). C'est un processus difficile mais gratifiant qui peut révéler la beauté de l'univers dans des détails étonnants.