La galaxie d'Andromède / Andromeda galaxy (M31) - RGB HOO

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--------------------- [Version Française] ---------------------

 

La Galaxie d'Andromède

 

Et voilà ! Depuis le temps que je voulais la faire au télescope celle là ! Et tant qu'à faire sur un temps de pose assez conséquent (près de 21h).

 

"Celle-là", c'est la galaxie d'Andromède, Messier 31, la grande jumelle de la voie lactée, la grande galaxie la plus proche de nous (d'autres sont plus proches, mais aussi plus petites). M31 est distante de "seulement" 2.54 millions d'années lumières (AL) (la lumière qui nous parvient est partie alors que l'espèce humaine en était à ses débuts : elle commençait à conceptualiser les choses et commençait à acquérir du savoir faire dans la taille des pierres. On voit où ça nous mène !

La galaxie d'Andromède a été répertoriée par Charles Messier comme 31ème objet de son catalogue des objets qui ne sont pas des comètes. Elle est connue depuis plus longtemps car visible à l'oeil nu par un bon ciel (sa magnitude est de 3.4), autrement dit part l'homme moderne qui commence à bien manquer de ciel noir et ne pourra bientôt plus réfléchir à sa position dans l'univers (vu qu'il ne le verra plus), les humains ont de tout temps pu observer cette grande tâche laiteuse depuis l'hémisphère nord, en automne, à l'est du W de Cassiopée. Elle est grande cette galaxie : 220000 AL de taille réelle pour une taille apparente de 6 diamètres lunaires. Elle contient environ 400 milliards d'étoiles !

Sur la photo, on voit qu'elle est traversée de large nuages sombres. Ce sont des nuages de poussières. De plus, on voit qu'elle contient de nombreuses nébuleuses comme c'est le cas dans notre galaxie. Elles apparaissent en rouge ou en bleu selon leur composition (bleu = oxygène / rouge = hydrogène bande alpha).

 

M31 possède de nombreuses galaxies satellites (une vingtaine) dont M33 (voir photo récente sur Flickr). Sur cette photo il y en a deux :

- au dessous de M31, on voit une assez grande tâche ovoïde. C'est M110, une galaxie elliptique située à 2.71 MAL et mesurant 17000 AL de grand diamètre.

- au dessus de M31, on voit une petite tâche très brillante. C'est M32, une galaxie naine elliptique située à 2.5 MAL et de 8000 AL de diamètre seulement.

 

Remarque : ma photo présente des étoiles avec des aigrettes dédoublées. La raison c'est que durant la session RVB, j'ai décalé la prise de vue après le retournement au méridien. J'aurais pu au traitement ne retenir que les étoiles de première partie de soirée mais j'ai oublié de le faire. Peut-être une petite amélioration en vue...

 

* Matériel :

Télescope Newton Skywatcher 150/750

Correcteur de coma

Monture Skywatcher AZ-EQ5

Capteur Canon 1200 D modifié (défiltré partiellement)

Filtre Optolong L-Enhance (sur 3 sessions).

Autoguidage Asi 120mm + Kepler 50/162 + Raspberry Pi3 + PhD Guiding

 

* Réglages :

800 iso ; poses espacées de 5 sec.

DOFs systématiquement refaits (Darks et Flats ; Offsets conservés) et constitués de Darks>35, Offsets=30, Flats>35

 

* sessions et temps d'exposition :

07/10/23 [RVB] : 121 brutes 60s retenues (sur 165) + 78/30/40 DOF - pas de filtre (spectre visible -> RVB)

07/10/23 [RVB] : 224 brutes 90s retenues (sur 254) + 146/30/40 DOF - pas de filtre (spectre visible -> RVB)

06/10/23 [Ha / OIII+Hb] : 305 brutes 90s retenues (sur 316) +146/30/35 DOF - L-Enhance (H-Alpha + H-Beta + O III -> HOO)

25/09/23 [Ha / OIII+Hb] : 191 brutes 90s retenues (sur 206) +35/30/56 DOF - L-Enhance (H-Alpha + H-Beta + O III -> HOO)

23/07/23 [Ha / OIII+Hb] : 13 brutes 180s retenues (sur 15) +120/30/30 DOF - L-Enhance (H-Alpha + H-Beta + O III -> HOO)

Soit un cumul total de 20h40 (dont 13h03 en Ha+HB+OIII et 7h37 en RVB) ce qui constitue mon nouveau record en temps d'exposition sur une même cible.

 

* Qualité du ciel : Excellente : la galaxie du triangle (M33, mag 6.27) était bien visible à l'œil nu 2 nuits sur 4. De même pour certains amas globulaires comme M13.

 

* Lune : pas de lune le 23/07/23 ; 72% première partie de nuit le 25/09/23 ; 48% milieu de nuit le 06/10/23 ; 36% fin de nuit le 07/10/23

 

* Traitement :

J'ai traité chaque session individuellement produisant une image Ha et une image OIII pour chaque session avec filtre, et une image RVB pour la dernière session (les sessions de 60s et 90s ayant été traitées indépendamment).

Toute la phase du prétraitement jusqu'à post-traitement des sessions Ha, OIII et RVB séparées a été faite sous Siril. Le traitement complet est le suivant : 1) prétraitement des brutes par les DOFs, 2) retrait de la trame horizontale pour chaque image, 3) extraction du gradient linéaire pour chaque image, 4) extraction Ha / OIII pour les sessions avec filtre 5) alignement des images, 6) empilement, 7) retrait de la trame sur l'image empilée (il en reste un peu), 8) retrait du gradient (non linéaire), 9) déconvolution (PSF des étoiles), 10) étalonnage des couleurs (d'après catalogue pour l'image RVB) sinon manuel, 11) étirement hyperbolique généralisé, 12) histogramme, 13) suppression du bruit vert.

Les images Ha de chaque session ont été alignées puis cumulées (moyenne avec rejet) pour n'en former qu'une. De même pour les images OIII. De là, une image couleur composite HOO (RVB=Ha-OIII-OIII) a été générée. Les images RVB empilées des sessions 60s et 90s ont été aussi alignées puis empilées pour ne former qu'une seule image RVB.

L'image HOO et l'image RVB ont été ensuite alignées entre elles sous Siril. Pour chacune de ces images alignées, j'ai généré une starless et un starmask avec Starnet V2.

A partir de là, j'ai fait l'assemblage des quatres images alignées (2 starless et 2 starmasks) sous Gimp (en travaillant avec plusieurs calques duplicant ces images pour faire ressortir tantôt les couleurs, tantôt les contrastes).

 

 

--------------------- [English version] ---------------------

 

 

The Andromeda Galaxy

 

Finally! I've wanted to capture this one with a telescope for a long time, and I did it with quite a long exposure time (almost 21 hours).

 

"This one" is the Andromeda Galaxy, Messier 31, the big sibling of the Milky Way, the closest big galaxy to us (there are closer galaxies, but they are smaller). M31 is "only" 2.54 million light-years away (the light we see from it left when humans were just starting to conceptualize things and acquire stonemasonry skills). You can spot it easily with the naked eye on a clear night (its magnitude is 3.4). In other words, modern humans, who are running out of dark skies and soon won't be able to contemplate their place in the universe (because they won't see it anymore), have been able to observe this large milky patch from the Northern Hemisphere, east of Cassiopeia's "W," during autumn. It's a big galaxy, measuring 220,000 light-years across in reality, with an apparent size equivalent to 6 lunar diameters. It contains around 400 billion stars!

 

In the photo, you can see that it's crisscrossed by large dark clouds. These are dust clouds. Furthermore, you can see numerous nebulae, just like in our own galaxy. They appear in red or blue depending on their composition (blue = oxygen / red = hydrogen alpha).

 

M31 has many satellite galaxies (around twenty), including M33 (see a recent photo on Flickr). In this photo, there are two of them:

- Below M31, you can see a fairly large oval-shaped patch. That's M110, an elliptical galaxy located 2.71 million light-years away and measuring 17,000 light-years in diameter.

- Above M31, you can see a small, very bright spot. That's M32, a dwarf elliptical galaxy situated 2.5 million light-years away, with a diameter of only 8,000 light-years.

 

Note: My photo shows stars with double diffraction spikes. The reason is that during the RVB session, I shifted the imaging after crossing the meridian. During processing, I could have chosen to only keep the stars from the first part of the evening, but I forgot to do so. Perhaps a small improvement for the future...

 

* Equipment:

Skywatcher 150/750 Newtonian Telescope

Coma Corrector

Skywatcher AZ-EQ5 Mount

Modified Canon 1200 D Camera (partially defiltered)

Optolong L-Enhance Filter (across 3 sessions)

Autoguiding with Asi 120mm + Kepler 50/162 + Raspberry Pi3 + PhD Guiding

 

* Settings:

ISO 800; 5-second spaced exposures.

Dark, Offset, and Flat Frames systematically recalibrated; Dark Frames > 35; Offset = 30; Flat Frames > 35

Sessions and Exposure Times:

- 07/10/23 [RGB]: 121 usable 60s light frames (out of 165) + 78/30/40 Calibration Frames (no filter - visible spectrum)

- 07/10/23 [RGB]: 224 usable 90s light frames (out of 254) + 146/30/40 Calibration Frames (no filter - visible spectrum)

- 06/10/23 [Ha / OIII+Hb]: 305 usable 90s light frames (out of 316) + 146/30/35 Calibration Frames (L-Enhance - H-Alpha + H-Beta + O III -> HOO)

- 25/09/23 [Ha / OIII+Hb]: 191 usable 90s light frames (out of 206) + 35/30/56 Calibration Frames (L-Enhance - H-Alpha + H-Beta + O III -> HOO)

- 23/07/23 [Ha / OIII+Hb]: 13 usable 180s light frames (out of 15) + 120/30/30 Calibration Frames (L-Enhance - H-Alpha + H-Beta + O III -> HOO)

This totals to approximately 20 hours and 40 minutes of exposure time (13 hours and 3 minutes in Ha+HB+OIII and 7 hours and 37 minutes in RGB), setting a new record for me in terms of exposure time on a single target.

 

* Sky Quality: Excellent - The Triangulum Galaxy (M33, mag 6.27) was clearly visible to the naked eye on 2 out of 4 nights. The same applies to some globular clusters like M13.

 

* Moon: No moon on 23/07/23; 72% illumination in the first part of the night on 25/09/23; 48% in the middle of the night on 06/10/23; 36% in the late night on 07/10/23

 

* Processing:

I processed each session individually, creating an Ha and an OIII image for each session with a filter, and an RGB image for the final session (the 60s and 90s sessions were processed separately).

The entire pre-processing to post-processing phase for Ha, OIII, and RGB sessions was done using Siril. The complete processing workflow is as follows: 1) Preprocessing of raw frames with Dark, Offset, and Flat Frames (calibration frames). 2) Removal of horizontal banding for each image. 3) Linear gradient extraction for each image. 4) Ha and OIII extraction for sessions with filters. 5) Alignment of images. 6) Stacking of aligned images. 7) Removal of residual horizontal banding from the stacked image. 8) Non-linear gradient removal. 9) Deconvolution (Point Spread Function of stars). 10) Color calibration, using a catalog for the RGB image or manual calibration. 11) Generalized hyperbolic stretching. 12) Histogram adjustment.

Green noise reduction.

The Ha images from each session were aligned and averaged with rejection to create a single Ha image. The same process was followed for the OIII images. From there, a Ha-OIII-OIII composite color image (RGB=Ha-OIII-OIII) was generated. The RGB images from the 60s and 90s sessions were also aligned and stacked to create a single RGB image.

The Ha-OIII-OIII composite and RGB images were then aligned with each other in Siril. For each of these aligned images, I generated a starless version and a starmask using Starnet V2.

From there, I assembled the four aligned images (2 starless and 2 starmasks) in Gimp, working with multiple layers to enhance both colors and contrasts at different points in the image.

Done