Xử lý sao chổi bằng PixInsight (phần 1): sao chổi Tsuchinshan ở tiêu cự ngắn 135 mm

Xử lý ảnh sao chổi xưa nay vẫn luôn phiền phức. Hình thái của mỗi sao chổi, tốc độ chuyển động, cũng như nền trời mà nó đi ngang qua và độ sáng của nền trời ấy đều khác nhau, nên rất khó gói tất cả vào một quy trình thống nhất — thật ra mỗi sao chổi ở từng giai đoạn đều nên được xem như một trường hợp riêng biệt. Bài này là ghi chép về lần tôi thực sự xử lý sao chổi Tsuchinshan (Tsuchinshan-ATLAS, C/2023 A3), thuộc tập đầu tiên của “loạt bài về sao chổi Tsuchinshan”. Những công cụ cơ bản dùng khi xử lý sao chổi (Comet Alignment, tách sao, mặt nạ, v.v.) tôi đã gom riêng vào bài “Tổng quan về xử lý ảnh sao chổi”; nếu bạn chưa quen với chính các công cụ đó, tôi khuyên nên đọc bài kia trước để có nền tảng.

Tập này bàn về trường hợp tiêu cự ngắn.

Điều kiện chụp

Ảnh được chụp ngày 21 tháng 10 năm 2024 tại Alishan, thiết bị là Sony A73 kết hợp với ống kính tiêu cự 135 mm. Với tiêu cự này, tại hiện trường chụp không có cảnh vật mặt đất nào phù hợp để phối cùng, nên trong bộ tác phẩm này không có ảnh cảnh vật mặt đất, thuần túy chỉ có bản thân sao chổi.

Sao chổi Tsuchinshan chụp ở tiêu cự 135 mm

Quy trình chín bước

Dưới đây là các bước đại thể mà tôi đã dùng lần này. Ý tưởng cốt lõi là tích hợp “sao” và “sao chổi” riêng rẽ, cuối cùng mới ghép lại — vì sao chổi chuyển động tương đối so với các sao nền, nên không thể xử lý đồng thời cả hai bằng cùng một bộ tham số căn chỉnh.

Dùng WBPP để hiệu chỉnh các ảnh đến giai đoạn căn chỉnh theo sao (thu được ảnh đã căn chỉnh theo sao A).
Với ảnh đã căn chỉnh theo sao, dùng NSG hoặc LN (Local Normalization) để chuẩn hóa gradient của ảnh (thu được ảnh đã căn chỉnh theo sao được chuẩn hóa B).
Tích hợp các ảnh đã căn chỉnh theo sao sau khi chuẩn hóa (thu được ảnh sao đã tích hợp C; về sau vẫn còn phải làm DBE và hiệu chỉnh màu).
Đem ảnh đã căn chỉnh theo sao A đi làm Comet Alignment (thu được ảnh đã căn chỉnh theo sao chổi D).
Loại bỏ các sao trên ảnh đã căn chỉnh theo sao chổi D (thu được ảnh đã căn chỉnh theo sao chổi và đã loại bỏ sao E).
Dùng lại các tệp chuẩn hóa NSG hoặc LN của sao ở bước 2, tích hợp ảnh đã căn chỉnh theo sao chổi và đã loại bỏ sao E (thu được ảnh chỉ có sao chổi đã tích hợp F).
Dọn sạch phần sao còn sót lại trên ảnh chỉ có sao chổi F (thu được ảnh chỉ có sao chổi G; về sau vẫn còn phải làm DBE và hiệu chỉnh màu).
Từ ảnh sao đã tích hợp C, trích xuất riêng các sao (thu được ảnh chỉ có sao C1, đồng thời bỏ đi nền của ảnh C) rồi kết hợp với ảnh chỉ có sao chổi G.
Tinh chỉnh ảnh sau khi kết hợp.

Vài điểm bổ sung

Về sự đánh đổi hiệu năng. Nếu NSG hoặc LN chạy quá lâu trên máy tính của bạn, bạn có thể cân nhắc lược bớt bước 2 và bước 6, tích hợp thẳng luôn. Nhưng nếu làm vậy thì DBE ở bước 7 phải làm cho tử tế, để bù lại gradient bằng tay.

Sao chổi này có nền đơn giản nên quy trình có thể rút gọn. Trong xử lý ảnh sao chổi nói chung, nếu nền có tinh vân hoặc thiên hà thì thường còn phải lấy ảnh đã căn chỉnh theo sao được chuẩn hóa B trừ đi ảnh chỉ có sao chổi đã tích hợp F rồi tích hợp lại từ đầu, nhờ đó thu được ảnh tích hợp chỉ có nền sạch sẽ. Lần này nền ở gần sao chổi Tsuchinshan không có thiên thể loại đó nên bước này được bỏ qua. Nhưng nếu bạn dùng kính thiên văn có tiêu cự dài hơn và khẩu độ lớn hơn (chẳng hạn loại RASA hay Takahashi Epsilon), mà khung hình lại lọt vào một cụm sao cầu hay một thiên hà nhỏ, thì có lẽ vẫn phải bổ sung bước này.

Có nên làm Comet Alignment hay không? Sao chổi Tsuchinshan dịch chuyển không nhiều, nên về lý thuyết, nếu bạn bỏ qua Comet Alignment mà chỉ căn chỉnh theo sao, rồi nâng độ sáng của nhân sao chổi lên, có lẽ bạn che được các khuyết tật tích hợp ở nhân. Nhưng cái giá lớn nhất của việc chỉ căn chỉnh theo sao mà không làm Comet Alignment là: một phần đuôi mờ, vì không được căn chỉnh, sẽ bị thuật toán pixel rejection coi là giá trị ngoại lai và loại đi, khiến đuôi bụi hay đuôi ngược ngắn đi thấy rõ. Đó là cái giá phải trả.

Với trường hợp tiêu cự dài (từ 1000 mm trở lên), vì sao chổi chiếm phần lớn khung hình nên kết quả chuẩn hóa sẽ không lý tưởng và quy trình còn phải điều chỉnh thêm; phần đó tôi xin để dành cho tập thứ hai của loạt bài.