Amatör AstronomiAstronomiPopüler Bilim

Astrofotoğrafçılık Nedir? Uzay Fotoğrafı Nasıl Çekilir?

Astrofotoğrafçılık, gökyüzünde gördüğümüz gök cisimlerinin çeşitli metotlar kullanılarak fotoğraflanması ve görüntü işleme yazılımlarıyla bu fotoğrafların işlenmesidir. Gökyüzündeki bu gök cisimlerinin fotoğraflanması en basit anlamda ikiye ayrılır; derin uzay cisimleri (deep-sky object) fotoğrafçılığı ve Güneş sistemi (ya da gezegen) fotoğrafçılığı.

Derin uzay fotoğrafçılığı genellikle geniş açı gökyüzü fotoğrafları çeker, fakat esas hedef bulutsular, yıldız kümeleri ve galaksilerdir. Bunlardan bazı uzak ve sönük olduklarından dolayı, bazen geniş alan yerine dar alan çekimlerine de odaklanılabilir. Fakat yakınlaştırma arttıkça, elde edilen ışık azaldığından, çoğunlukla geniş açı gözlemleri tercih edilmektedir.

Güneş sistemi fotoğrafçılığında ise Güneş ve gezegenler fotoğraflanır. Özellikle hidrojen-alfa filtresi gibi filtreye sahip Güneş teleskoplarıyla, Güneş üzerinde yer alan flare yapıları gözlenebilir. Gezegenler için de derin uzayın aksine yüksek yakınlaştırmalar gerekir. Gezegenler bize daha yakın olduklarından dolayı ışıkları çok daha fazladır, bu nedenle bu cisimlere daha fazla yakınlaştırma yapılması daha pratiktir.

Bu yazıda astrofotoğrafçılık nedir, nasıl yapılır, başlarken bilinmesi gerekenler nelerdir, bir uzay fotoğrafı nasıl çekilir, gökyüzü fotoğrafları nasıl çekiliyor, teknikleri ve detayları nelerdir gibi sorulara yanıtlar bulabilirsiniz.

Astrofotoğrafçılık Nedir? Başlarken Bilinmesi Gerekenler

Astrofotoğrafçılık nedir sorusuna birçok farklı cevap alınabilir. Bunlar genelde estetik amaçlı çekimleri ifade etse de aslında bilimsel amaçlar için çekilen fotoğraflar da birer astrofotoğraftır. Bunların bazıları arzu edilirse işlenerek estetik astrofotoğraflara çevrilebilirler. Bilimsel astrofotoğrafçılık ile estetik amaçlı astrofotoğrafçılık arasında farklar olsa da temelleri aynı prensiplere dayanır.

En temel ihtiyaç bir görüntüleme cihazıdır. Çoğu astrofotoğrafçı bir DSLR fotoğraf makinesi tercih eder. Fakat ilerleyen düzeylerde sadece bu işler için tasarlanmış olan CMOS veya CCD kameralara geçiş yapılabilir. Burada seçilen kameranın özellikleri oldukça önemlidir fakat herhangi bir DSLR kamera, oldukça tatmin edici sonuçlar almanız için yeterli olacaktır.

Önceden DSLR kamera olarak sıklıkla Canon EOS serisi kullanılırdı. Bunun özellikle bazı modelleri astrofotoğrafçılık için uygun olarak geliştirilmiştir (Canon 60 Da). Ya da bazıları kameranın sensörünü modifiye ederek daha iyi sonuç almayı hedefler. Fakat son zamanlarda Canon makinelere birçok alternatifler türedi. Özellikle Sony A7s gibi modeller, çıkışı itibariyle yüksek ışık toplama gücüyle bir anda viral oldular. Bu piyasa çok hızlı değişebildiğinden, bütçenize uygun bir modeli, iyice araştırarak seçmenizi öneriyoruz.

canon_eos_500d
Bir DSLR fotoğraf makinesi olan Canon EOS 500D

Astrofotoğrafçılıkta Bilinmesi Gerekenler

Burada bahsedilecek olan konular aslında fotoğrafçılığın ve bir fotoğrafın temelidir. Astrofotoğrafçılık için de durum farklı değildir fakat konu özelleştikçe, bazı noktalar diğerlerine göre daha fazla öne çıkar ve tercih edilir bir hal alır. Bu nedenle bu konuları iyi kavramakta yarar var.

Açıklık Kavramı – Işık Toplama

Bütün mesele ışık toplamak olduğundan, bunu yapmak için elimizden gelen tüm metotları değerlendiririz. Göz bebeğimizin büyüklüğü belli bir aralıkta değişir. Eğer ışık az olursa büyür, fazla olursa küçülür. Bunu yapmasının sebebi, giren ışık miktarını ayarlamaktır. Daha az ışık olan ortamda kendini büyüterek, daha fazla ışık toplar. Böylelikle karanlık bir ortamda daha iyi görebiliriz. Bu nedenle karanlık bir ortamdan aniden aydınlık bir ortama geçildiğinde, fazla ışık bizi rahatsız eder.

Bunu bir sağanak yağmur altında su toplamaya çalışmak olarak düşünebilirsiniz. Bir bardakla mı daha çok su toplayabilirsiniz, yoksa ağzı geniş bir kovayla mı? Elbette ağzı geniş olan kova, daha fazla yüzey alanına sahip olduğu için daha çok ışık toplayacaktır. Bu yüzden; gözümüzde olduğu gibi teleskoplarda ve benzeri optiklerde büyük mercek/ayna açıklıkları ararız.

Bir teleskobun mercek açıklığı (ya da ayna açıklığı) ne kadar fazla olursa o kadar sönük gök cisimlerini görebilir. Dairenin alanı, yarıçapın karesiyle orantılı olarak arttığı için çapın ufak bir miktarda artması bile toplanan ışığı kayda değer miktarda artırabilir. Fakat bunun görüntüye doğrudan yansımasını beklememelisiniz. Gök cisimlerinin parlaklıklarını logaritmik olarak ifade ederiz ve biri diğerinden 2.5 kat parlak olan bir gök cisminin öyle olduğunu gözle söylemek algılarımızla pek örtüşmeyebilir (bkz. Yıldızların parlaklıkları). Ayrıca bkz. Mercekli teleskoplar ve aynalı teleskoplar.

Diyafram

Diyafram kelimesi aslında açıklığı ifade eder. Bu birçok optikte kullanılan, bir kısma mekanizmasıdır. Açılıp kapanan belirli sayıdaki, bıçak adı verilen ve birlikte dairesel bir boşluk oluşturan mekanik bir yapıdır. Mikroskoplarda ışığın altında, giren ışığı ayarlamak için kullanılır. Önceleri astronomide, tek bir yıldızı hedef almak için, diğer kısımları engelleme amacıyla da kullanılırdı. Fotoğrafçılıkta ise alan derinliğini belirlemesi nedeniyle önemlidir.

Gösterimi F/3.5 tipindedir. F değeri arttıkça, diyafram kısılır, alan derinliği artar. Bu yüzden F/2.0 gibi bir oranda, ön plan netken, ara plan bulanık olur. F/5.0 gibi bir orana çıktığınızda ise, arka plandaki detaylar belirginleşmeye başlar. Fakat diyaframı kısmanın, bir olumsuz etkisi mevcuttur. Işık gelen aralık daraldığı, yani aslında açıklık küçüldüğü için, toplam ışıkta azalma olur.

Gök cisimleri, sonsuz uzaklıkta kabul edildiğinden, alan derinliğinden etkilenmezler. Bu yüzden en iyi  şekilde ışık toplamak için elde edilecek F değerini kullanabilirsiniz. Fakat bu daima en küçük F değeri olmak zorunda değildir. Her objektifin, en verimli olduğu bir aralık vardır. Bunu deneme yanılma yoluyla ya da araştırarak bulmanız gerekmektedir.

Uzun Pozlama – Enstantane Hızı

Fotoğrafçılıkta en çok kafa karıştıran şey, belki de bir fotoğrafının zamanın “tam o anına” ait olduğudur. Sanki o an zaman durmuş gibi düşünürüz, fakat bu böyle değildir. Bunun yerine kamera, çok ufak da olsa bir “zaman aralığı” boyunca çekim yapar. Bu zaman aralığı boyunca kameraya düşen ışık, görüntüye dönüştürülür. Dolayısıyla çekim süresi ne kadar uzarsa, toplanan ışık o kadar fazla olacaktır ve bu da astrofotoğrafçılık için en temel gereksinimdir.

Gök cisimlerinden gelen ışık çok sönük olduğundan dolayı, onlardan ne kadar ışık alabilirsek o kadar detay yakalayabiliriz. Bu nedenle uzun pozlama yaparız, yani kamera saniyelerce hatta dakikalarca ışık toplar. Örneğin deklanşöre basarsınız ve fotoğraf 1 dakika boyunca çekilir, bir dakika sonunda görüntü elinize ulaşır. Gündelik çekimlerde de aslında aynı durum olmaktadır, fakat bu saniyenin 100’de 1’i hatta 1000’de 1’i mertebelerinde olduğundan, sanki anında oluyormuş gibi hissederiz.

Buna enstantane hızı diyoruz, basit bir deyişle pozlama süresi. Pozlama süresinin astrofotoğrafçılık için önemi ışığın toplanmasıdır. Ne kadar uzun süre pozlama yapılırsa, o kadar fazla ışık sensörde toplanır. Bu da o kadar aydınlık bir görüntü demektir.

astrofotoğrafçılık uzun pozlama
Uzun pozlama yapılarak çekilen bir hava alanı fotoğrafı. Uçakların ilerlemeleri sırasında ışıkları bir iz bırakır.

Astrofotoğrafçılıkta en çok ihtiyaç duyduğumuz şeylerden biri de budur: Daha fazla ışık. Çünkü çok sönük cisimlerin fotoğraflarını çekmek istiyoruz. Gözümüzün çok ötesine gidebilmeliyiz. Bu yüzden astrofotoğrafçılıkta pozlama süreleri birkaç saniyeden, birkaç saate kadar sürebilir. Bunu şartlara göre siz belirleyeceksiniz. Çok düz bir yaklaşımla, ne kadar çok pozlarsam o kadar iyi diye düşünmeyin. Gökyüzü tertemizken bir anda beliren bir bulut, 30 dakikalık bir görüntünüzü mahvedebilir.

Özellikle karanlıkta, hareketli cisimlerin fotoğrafını çekmeye çalışırken onların bulanık çıkmasının nedeni budur. Cisim çekim boyunca hareket ettiği için, ışığı sensörün farklı noktalarına düşer. Bu astrofotoğrafçılık için çok önemli bir kavramı ortaya çıkarır: Takip sistemi (bkz. Kundak sistemi nedir).

Eğer teleskoptan çekim yaparken, fotoğraflamaya çalıştığınız gök cismi görüntüde hareket ederse, fotoğrafta sadece bir çizgi olarak görünecektir. Bu doğal olarak olur, çünkü Dünya sürekli olarak kendi ekseni etrafında dönmektedir. Bu da gök cisimlerinin, Dünya’nın dönüş eksenine yaklaşık olarak denk gelen kutup yıldızı etrafında dolanması demektir. Gece boyunca gök cisimlerinin gökyüzünde bir hareketi vardır (bu kendi hareketleri değil, Dünya’nın dönmesi kaynaklı).

Bu nedenle takip sistemi kullanmak gerekir. Aksi halde çok geniş açı bir fotoğrafta bile yıldızlarda uzama görmeden çekilebilecek en uzun süre yalnızca 10 saniye mertebelerindedir. Yine de bu ölçekte bile şahane görseller elde edilebileceğini belirtmekte fayda var. Fakat takip sistemi, bir astrofotoğrafçının olmazsa olmazıdır. Astrofotoğrafçılık için uzun pozlama gerekir, fakat aynı zamanda bu pozlama boyunca cisimlerin hareket etmemesi gerekir. Takip sistemi Dünya’nın dönüş hareketine göre dönerek, gök cisimlerinin gece boyunca kadrajda kalmasını sağlar.

ISO – Işık Hassasiyeti

Bilinmesi gereken en temel özelliklerden bir diğeri, ışık hassasiyetidir. Kameralarda ISO değeri olarak gösterilir ve genelde 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400 gibi katlanan değerler alır. Işık hassasiyetinin değeri yükseldikçe, görüntü o kadar aydınlık olur. Fakat aynı zamanda görüntüdeki gürültü de artar. Gürültü, fotoğrafta istemediğimiz bir şeydir. Amacımız en iyi sinyal/gürültü oranını (SNR) yakalamaktır. Yani ISO değerini sırf daha fazla ışık alacağız diye sonuna kadar artırmak iyi bir fikir olmayabilir. Her ne kadar bu gürültü, çeşitli yazılımlarla temizlenebilse de ideali buna sahip olmamaktır.

Son zamanlarda piyasaya çıkan Sony A7s modeli, ISO 409600’e kadar ulaşmaktadır. Aşağıdaki videoda ISO değerinin bu kadar artışıyla, geceyi nasıl gündüze çevirdiğini görebilirsiniz.

ISO artışından kaynaklı gürültü oldukça önemli olduğundan astrofotoğrafçılık için, yüksek ISO’larda az gürültü üreten bir kamera her zaman öncelikli tercihler sırasında yerini almalıdır.

Ek İhtiyaçlar

Astrofotoğrafçılık için, uzun pozlamaya ihtiyacımız olduğundan, sistemin sabit olması şarttır. Başlangıçta bir takip sistemi almak pahalı bir seçim olabileceğinden, bir üç ayak (tripod) almak sizin için güzel bir tanışma imkanı sağlayacaktır.

Fakat gökyüzünün, Dünya döndüğü için hareketli olduğunu unutmayın. Eğer kameranız sabit ise, olabildiğince geniş açıda çekim yapmalısınız. Böylelikle, görüntüye uzaktan baktığınız için, hareket belirgin olmaz ve ışık sabit noktaya düşebilir. Bunu aynı hızda hareket eden bir aracı yakından ve uzaktan görmek olarak düşünebilirsiniz. Aracın hızı aynıdır, fakat yakınındayken yer değiştirmesi çok barizken, uzaktayken hızını ancak bir miktar zaman geçtikçe fark edebilirsiniz.

Bu durum elbette bir zaman sınırı olacağını gösteriyor. Standart 18-55 mm lens ile 18mm’de 10-13 saniye kadar sorunsuz pozlama yapabilirsiniz. Bu süreden sonra yıldızlar görüntüde uzamaya başlar, görüntüde yer değiştirecek kadar zaman geçmiştir. Eğer bu değeri 55 mm’ye çıkarırsanız, bu süre 3-5 saniyelere kadar düşer. Fakat iyi bir takiple, teknik olarak saatlerce pozlama dahi yapabilirsiniz. Genelde astrofotoğrafçılar en üst değer olarak 30 dakikaya çıkarlar. Fakat bunlar ekipmana ve şartlara göre belirlenir. Bir standardı yoktur.

Işık Kirliliği

Özellikle şehrin ortasından astrofotoğrafçılık yapmaya çalışıyorsanız, yıldızların ışığı birikirken, aydınlatılan gökyüzünden gelen ışığın da birikeceğini hesaba katmalısınız. Ne yazık ki büyük şehirlerde gökyüzü, özellikle yanlış aydınlatma yöntemleri nedeniyle çok fazla aydınlanmaktadır. Öyle ki en parlak yıldızlar dahi neredeyse görülemez hale gelir. Tam olarak karanlık gökyüzü görmemiş birisi için gece gökyüzü karanlık gibi gelse de, aslında oldukça aydınlıktır.

Şehirden yükselerek atmosferi ve bulutları aydınlatan ışık nedeniyle belirli bir poz süresinden sonra artık gökyüzü çok parlak çıkacak ve görüntüyü mahvedecektir. Bu yüzden çok uzun pozlama, her zaman en iyi pozlama değildir. Böyle bir durumda hem gürültüyü de azaltmak adına ISO değerini düşürebilirsiniz.

Astrofotoğrafın İşlenmesi

Astrofotoğrafçılıkta olay sadece fotoğrafı çekmekten ibaret değildir. Uzun pozlamanın gördüğü göreve benzer bir işleme ihtiyaç duyarız. Normal fotoğrafçılığın aksine aynı bölgeyi birçok kez fotoğraflayarak, çeşitli yazılımlar aracılığıyla bu kareleri üst üste bindiririz. Böylelikle toplamda daha fazla ışık elde etmiş oluruz. Bu durum aynı zamanda sinyal/gürültü oranını azaltmak için faydalıdır.

Fakat bu işlemi yaparken sadece çektiğimiz aydınlık kareleri kullanmayız (gök cisminden elde ettiğimiz normal görüntüye aydınlık kare diyoruz). Görüntüde hem teknik hem de optik sebeplerden ötürü oluşan hatalara gidermek için çektiğimiz bazı kareleri de oyuna dahil ederiz. Bu karelere; karanlık (dark), düz alan (flat) ve sıfır çekim (bias) kareler diyoruz. Bu yöntemi bilimsel çalışmalarda da kullanmaktayız. Bunlar için ayrıca bkz. Aydınlık, karanlık, düz ve sıfır çekim.

Yukarıdaki fotoğrafta; solda, fotoğraf makinesine düşen ham görüntüyü görüyorsunuz. Sağdaki görüntü ise, soldaki gibi pozlanmış 87 karenin birleştirilmesi sonucu elde edildi (görüntü kırpıldığı için farklı boyda ve açıda görünüyor). Görüntü kusurları PixInsight yazılımı sayesinde çıkarılarak görüntü işlendi. Her bir kare 27 saniyelik pozdan oluşuyor (87×27″ olarak yazılır). Dolayısıyla toplam elde edilen pozlama süresi 36 dakika etmektedir. Aradaki farkın ne kadar belirgin olduğunu görebilirsiniz.

Bu da konuyu bir başka noktaya taşır: Astrofotoğrafçılıkta görüntü işleme. Birçok kişi günümüzde bunun için PixInsight yazılımını tercih etmektedir. Fakat Photoshop yazılımı da bu konuda oldukça tatmin edici sonuçlar verecektir. Keza her ikisini birden de kullanabilirsiniz.

Astrofotoğrafçılıkta çekilen görüntünün işlenmesi, bilgi ve deneyim isteyen bir iştir. Tamamen aynı verilere sahip iki kişinin elde ettiği görüntüler arasında çok ciddi farklar olabilir. Bu nedenle bu tamamen başka bir yazının konusu, hatta bir kitap konusudur.


Hazırlayan: Ögetay Kayalı

Referanslar
1. Astrobackyard, “Beginner Astrophotography”, <https://astrobackyard.com/beginner-astrophotography/>

*Kapak fotoğrafı: David Lane

Ögetay Kayalı

Rasyonalist kurucu, editör ve kıdemli yazar. NASA'nın APOD platformunda görevli olmak üzere, Michigan Tech. Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak Astrofizik üzerine doktora yapmaktadır. Ege Üni. Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümünden birincilikle mezun olduktan sonra bir yıl kozmoloji üzerine yüksek lisans, ardından bir yıl da İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Merkezinde Moleküler Biyoloji ve Genetik üzerine yüksek lisans yapmıştır.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button

Destek Olun!

Bilimi yaymamızdaki tek destekçimiz sizlersiniz.

Sizlerden gelecek ufak katkılar, birleşerek çok daha fazlasını yapmamıza yardımcı olabilir.