GÜNEŞ GÖZLEMLERİ

Kısaca

Bu sayfalardaki her H-alfa görüntüsü ve her film doğrudan gözlemevinin kendi kayıtlarından hesaplanır. Bu kayıtlar H-alfa teleskobunun FITS kareleri ve Coronado teleskobunun kare dizileridir. Coronado da bir H-alfa teleskobudur (tek etalonlu, “single-stack”): yalnızca hidrojenin 656,3 nm'deki kırmızı H-alfa çizgisinde gözlem yapar. Hiçbir şey çizilmez, rötuşlanmaz, eklenmez ya da üretilmez. Yapay zekâ, boyama ya da kopyalama kullanılmaz.

İşlem üç şey yapar:

• Kaydedilen parlaklık değerlerinin ekranda nasıl gösterileceğini seçer.
• Güneş'ten kaynaklanmayan parlaklık farklarını giderir: kenar kararması, düzgün olmayan aydınlatma ve gökyüzü arka planı.
• Filmlerde ayrıca diski yerinde tutar ve birkaç gerçek komşu karenin ortalamasını alır.

Gördüğünüz her yapı kaydedilen parlaklıkların içinde vardır: lekeler, plaj, filamanlar, çıkıntılar ve parlamalar.

Ham dosyalar hiçbir zaman değiştirilmez; kameranın yazdığı biçimde arşivde kalır. Buradaki görüntüler bu dosyalardan üretilmiş ayrı ürünlerdir. Şimdiye kadar 6.210 H-alfa karesinin 6.210 tanesi işlendi. Her görüntü için seçilen ayarlar görüntüyle birlikte saklanır ve veri servisinden alınabilir.

H-alfa görüntüleri, adım adım

Aşağıdaki örnekte bir karenin bu adımların her birinden sonraki hâli gösteriliyor.

1. Gökyüzü arka planı. Güneş'in çevresindeki karanlık düzey çıkarılır. Bu düzey, karedeki en karanlık %1'lik değerdir.
2. Güneş'in bulunması. Güneş'in kenarı bulunur ve kenara bir çember oturtulur; böylece merkez ve yarıçap belirlenir. Diskin bir kısmı görüş alanının dışında kalsa da bu yöntem çalışır.
3. Sakin Güneş düzeyi. Tüm değerler, diskin iç yarısının ortanca parlaklığına bölünür. Böylece sakin Güneş 1 değerini alır. Farklı poz süreleriyle ya da ince bulut arkasından alınmış görüntüler doğrudan karşılaştırılabilir hâle gelir.
4. Kenar kararması. Güneş doğal olarak kenara doğru kararır. Merkezden her uzaklıktaki ortalama parlaklık aynı karede ölçülür ve bölünerek giderilir. Böylece bir yapı diskin ortasında da kenarında da aynı görünür.
5. Düzgün olmayan aydınlatma. Filtreler ve optik, alanı biraz düzensiz aydınlatır. Bu fark çok yumuşak bir yüzey olarak ölçülür ve bölünerek giderilir. Ölçümde yalnızca Güneş yarıçapının yaklaşık %15'inden büyük yapılar hesaba katılır; lekeler ve parlak bölgeler ölçüme alınmaz.
6. Kenar kararmasının bir kısmı geri konur. Tamamen düz bir disk doğal görünmez. Ayrıca Güneş'in en karanlık olduğu kenarda kararmayı bölerek gidermek kamera gürültüsünü de büyütür. Bu yüzden ölçülen kararmanın %40'ı geri konur: ham karede merkezin yaklaşık %57'si olan kenar, yaklaşık %80 parlaklıkla gösterilir.
7. Ölçeğin seçilmesi. Sabit ve basit bir kural kullanılır (gama 1, yani düz bir doğru; kontrast eğrisi yok):
   • Siyah nokta, diskin %0,05'inin altında kaldığı değerdir; beyaz nokta, diskin %0,05'inin üstünde kaldığı değerdir. İkisi de tam çözünürlükte ölçülür.
   • Bu iki nokta arasındaki fark sakin Güneş düzeyinin 0,6 katından azsa, ikisi eşit ölçüde birbirinden uzaklaştırılır. Böylece disk üzerindeki parlaklık farkları en fazla yaklaşık 1,7 kat büyütülür.
   Diskin tam beyaz ya da tam siyah olan kısmı, bitmiş görüntü üzerinde ölçülür ve görüntüyle birlikte saklanır.
8. Disk dışı: bir görüntüde iki ölçek. Çıkıntılar diskten çok daha sönüktür; bu yüzden kendi ölçekleri vardır. Güneş'in çevresindeki saçılmış ışık halesi ölçülüp çıkarılır. Sonra karedeki en parlak çıkıntı beyazın hemen altında gösterilir; hafif bir eğri sönük çıkıntıları da görünür kılar. Kenar boyunca ince bir bölge doğal parlaklığıyla bırakılır, böylece disk ile disk dışı arasında ek yeri görünmez. Böylece tek bir görüntü hem diski hem çıkıntıları gösterir; ayrı bir “kenar” kopyasına gerek kalmaz.
9. Keskinleştirme yok. Durağan görüntülere keskinleştirme ya da yerel kontrast adımı uygulanmaz.
10. Renk. Sonuç, H-alfa görüntülerinde alışıldığı gibi bir H-alfa renk tablosuyla gösterilir: siyah → koyu kırmızı → turuncu → beyaza yakın. Renkler ölçülmüş değildir; bir renk paletidir. Her renk kanalı parlaklıkla birlikte düzenli olarak artar. Bu yüzden daha parlak bir nokta her zaman daha parlak görünür ve görüntüdeki parlaklık sırası değişmez. Hiçbir bilgi eklenmez ya da çıkarılmaz.

Her günün karelerine ayrıca bir netlik puanı verilir. Bu puan görüş kalitesini gösterir ve herhangi bir ölçekleme yapılmadan, ham kare üzerinde ölçülür. Günün en net karesi ilk sırada gösterilir.

İşlemin yapamadıkları:

• Kaydedilmemiş ayrıntıyı geri getiremez.
• Odak dışı ya da aşırı pozlanmış kareler öyle kalır. Aşırı pozlanmış kareler işaretlenir.
• Optikteki toz gölgeleri (yumuşak halkalar) görünür kalır, çünkü kaydedilen ışığın bir parçasıdır.

Bir örnek: ham kareden son görüntüye

Aşağıda tek bir H-alfa karesi (27.03.2024, “CCD Image 4”, 30 ms poz) yukarıdaki adımlardan sırayla geçiriliyor. Her resim, o adımdan sonraki görüntüdür. Hepsi sitedeki programın kendisiyle (install/gorsel.py) hesaplandı; son resim, sitede yayımlanan görüntünün disk çevresinden kırpılmış hâlidir. Resimlere tıklayarak büyütebilirsiniz.

Başlangıç: ham kare

Ham kare

Kamera 4.008 × 2.672 piksellik, 16 bitlik bir kare yazmıştır. Değerler 765 ile 60.855 arasındadır. Burada değerler hiç değiştirilmeden, doğrusal olarak gösteriliyor (0 siyah, en parlak %0,01'lik değer beyaz). Aktif bölge ve birkaç filaman seçilir, ama ayrıntıların çoğu ve disk dışındaki çıkıntılar neredeyse görünmez. Bunun nedeni, Güneş yapısının parlaklık farklarının yalnızca yüzde birkaç olmasıdır.

Adım 1–2: arka plan ve Güneş kenarı

Arka plan çıkarıldı, kenar çemberi (mavi) oturtuldu

Gökyüzü düzeyi 882 sayımdır; diskin parlaklığının yalnızca yaklaşık %2'si olduğu için çıkarılması gözle pek fark edilmez. Mavi çember, bulunan Güneş kenarıdır: merkez (2.096,2; 1.220,1) piksel, yarıçap 1.159,8 piksel. Sonraki bütün adımlar bu çembere göre ölçülür (“merkezden uzaklık”, “disk içi”, “disk dışı”).

Adım 3–6: disk düzeltmeleri

Bu adımları adil karşılaştırmak için resimler aynı sabit ölçekle gösteriliyor: sakin Güneş düzeyinin 0,5 katı siyah, 1,5 katı beyaz.

3. Sakin Güneş = 14. Kenar kararması giderildi5. Ölçülen aydınlatma yüzeyi5. Aydınlatma giderildi6. Kenar kararmasının %40'ı geri kondu

• 3. Diskin iç yarısının ortanca değeri 42.364 sayımdır; bütün kare bu sayıya bölünür. Görüntü aynı kalır, ama artık her piksel “sakin Güneş'in kaç katı” olarak okunur. Kenar kararması bu ölçekte açıkça görülür.
• 4. Aşağıdaki grafikte turuncu çizgi, bu karede ölçülen ortalama parlaklığı merkezden uzaklığa göre gösterir. Parlaklık 0,85 R'de %86, 0,95 R'de %73, 0,99 R'de %57 düzeyine iner. Her piksel, bulunduğu uzaklıktaki bu ortalamaya bölünür; disk kenarına kadar düzleşir.
• 5. Geriye kalan büyük ölçekli eğim, üçüncü resimde ayrı olarak gösteriliyor (burada ±%15 ölçeğiyle). Aydınlatma disk üzerinde %7,5 eksik ile %9,1 fazla arasında değişir. Bu, Güneş'ten değil filtre ve optikten gelir. Bölününce disk her yerde aynı düzeye gelir; lekeler, plaj ve filamanlar bu ölçümün dışında tutulduğu için olduğu gibi kalır.
• 6. Kararmanın %40'ı geri konur (grafikte kesikli mavi çizgi): kenar artık %80 parlaklıkla gösterilir. Disk yine küre gibi görünür ve kenardaki gürültü gereğinden fazla büyütülmez.

Adım 7: ölçek

Fazla geniş (siyah 0,00 · beyaz 2,00)Kullanılan (siyah 0,65 · beyaz 1,25)

Diskin %0,05'lik en karanlık ve en parlak noktaları 0,67 ve 1,23 değerindedir. Aradaki fark 0,6'dan az olduğu için ikisi eşit ölçüde uzaklaştırılır: siyah nokta 0,65, beyaz nokta 1,25 olur. Parlaklık farkları 1,67 katına büyütülür. Bitmiş görüntüde diskin %0,012 kadarı tam beyaz, %0,04 kadarı tam siyahtır.

Adım 8: disk dışı

Disk ve disk dışı, iki ölçekYakın: hamYakın: işlenmiş

Disk dışındaki ışığın çoğu atmosferde ve optikte saçılan ışıktır (grafikte 1,0 R'nin sağındaki kuyruk). Bu saçılma çıkarılır; karedeki en parlak çıkıntı beyazın hemen altında gösterilir, hafif bir eğri sönük çıkıntıları da görünür kılar. Yakın çekimde soldaki çıkıntı ham karede ancak seçilen soluk bir lekedir; işlemden sonra iç yapısıyla birlikte görülür. Böylece disk ve çıkıntılar ayrı kopyalara gerek kalmadan tek görüntüde gösterilir.

Adım 9: renk

GriH-alfa renk tablosu: yayımlanan görüntü

Son adım yalnızca bir renk tablosudur: aynı gri değerler siyah → koyu kırmızı → turuncu → beyaza yakın renklerle gösterilir. İki resim aynı veridir.

Aktif bölge, tam çözünürlük

Hamİşlenmiş

Aktif bölgenin tam çözünürlükte yakın çekimi. Bu kesitin yalnızca %0,14 kadarı tam beyazdır; plajın içindeki yapı ve ayrı ayrı küçük lekeler görülür.

Baştan sona

Ham kareSon görüntü

Resimler install/yontem_ornek.py ile üretilmiştir; aynı program başka bir kare üzerinde de çalıştırılabilir.

Filmler (Coronado ve kromosfer videoları)

1. Her kare ölçülür. Yukarıdaki gibi arka plan, kenar çemberi, sakin Güneş düzeyi ve netlik bulunur. Bazı kareler filme alınmaz ve sayıları kaydedilir:
   • Güneş'in görüş alanında olmadığı kareler.
   • Diskin %40'ından azının göründüğü kareler (örneğin teleskop kaydığında).
2. Sabitleme. Her kare, Güneş diskinin merkezi resmin ortasında kalacak biçimde kaydırılır. Yalnızca kaydırma yapılır; görüntü bükülmez.
3. Gerçek karelerin ortalaması. Filmin her karesi, o anın çevresinde kaydedilen 5 karenin en net 3'ünün ortalamasıdır. Bu, kamera gürültüsünü bulanıklaştırmadan azaltır. Güneş görüntülemesinde yaygın bir yöntemdir ve genellikle “şanslı görüntüleme” (lucky imaging) diye anılır.
4. Bütün film için tek ölçek. Ölçek, durağan görüntülerdeki kuralla (yukarıdaki 6–8. adımlar) en net karelerden bir kez seçilir ve sonra sabit tutulur. Coronado'da siyah ve beyaz nokta arasındaki fark sakin Güneş düzeyinin 0,3 katına kadar inebilir, çünkü tek etalonlu bu teleskop çok daha az kontrast kaydeder. Keskinleştirme yapılmaz. Bu bilimsel açıdan önemlidir: bir parlama, her kareyi ayrı ayarlayan otomatik bir düzeltmeyle bastırılmaz, gerçek bir parlaklaşma olarak görünür. Her kare yine de kendi sakin Güneş düzeyine bölünür. Böylece geçen ince bulutlar filmi titretmez.
5. Işık eğrisi. Her filmin altında bir grafik vardır. Grafik, diskin en parlak noktalarını ve parlak alan ile karanlık (leke) alanın zamanla değişimini gösterir. En parlak noktalardaki ani bir yükselme parlamaya işaret edebilir.

Filmler de durağan görüntülerle aynı H-alfa renk tablosuyla gösterilir (iki teleskop da H-alfa'da gözlem yapar).

Filmler saniyede 24 kare oynar; bu, gerçek zamandan birkaç kat hızlıdır. Her karenin üzerindeki saat, kaydın UT saatidir.

Fotosfer çizimleri

Fotosfer çizimleri gözlemcilerin elle yaptığı çizimlerdir. Çizimler taranır ve RDS programıyla değerlendirilir. Taranmış hâlleriyle, hiçbir görüntü işleme uygulanmadan gösterilir.

Programlar sitenin kaynak kodundadır (install/gorsel.py ve install/animasyon.py). Ham veri üzerinde istendiği zaman yeniden çalıştırılabilir.

Güneş görüntüleri →