EMCCD w astrofotografii

Share

W 2000 roku firma Andor Technology Plc. wprowadziła na rynek nowy innowacyjny typ detektora nazwany EMCCD - Electron Multiplying Charge Coupled Device. Sensory te są w stanie wykrywać sygnały na poziomie pojedynczych fotonów przy zachowaniu wysokiej sprawności kwantowej. Jest to możliwe dzięki wbudowanej w sensor unikalnej strukturze powielającej elektrony.

EMCCD w porównaniu do CCD nie jest ograniczony przez szum odczytu (readout noise). Wbudowany "powielacz elektronów" (Electron Multiplying (EM)) wzmacnia słaby sygnał zanim dodany zostanie jakikolwiek szum odczytu. Wzmocnienie sygnału w takiej kamerze (kontrolowane przez oprogramowanie) może wynieść od jedności (bez wzmocnienia) do nawet tysięcy razy.

Więcej na temat tej technologii możemy poczytać na emccd.com. Andor Technology posiada też udane wdrożenia swoich kamer EMCCD w astrofotografii - zarówno wśród amatorów jak i profesjonalistów. Amatorzy (przynajmniej ci w Europie) używają wspomnianych kamerek Andora (np. LUCA^EM DL-658M), jak i np. Merlin Raptor. Ceny tych kamer są równie kosmiczne. Należy liczyć się nawet z wydatkiem np. 6000-8000 EUR za Merlin Raptor, czy $12.000 za Andor Luca DL-658M. Amatorzy polują zazwyczaj na wyprzedaż przecenionych kamer wystawowych i pokazowych.

Do czego można wykorzystać EMCCD?

W astrofotografii długie ekspozycje to nic nowego. Czasami jednak długie ekspozycje nie są możliwe z różnych powodów, np. stosowania bardzo dużej rozdzielczości i fotografowanie drobnych struktur. Jowisz w paśmie metanu prezentuje odmienny wygląd i pozwala zrozumieć zachodzące zmiany w jego atmosferze. Niestety planeta jest tak ciemna w tym paśmie że normalne kamery CCD nie są w stanie uzyskać dobrego sygnału w krótkiej ekspozycji poniżej np. 1 sekundy. Francuski zespół za pomocą EMCCD Merlin Raptor i 1-metrowego teleskopu na Pic Du Midi uzyskał niezwykle szczegółową fotografię Jowisza w paśmie metanu przy dużej rozdzielczości. CCD na dłuższych ekspozycjach dałoby rozmyty przez seeing obraz.

Na forum Cloudynights Carsten (znany jako Junior-CCD) prezentuje m.in. zdjęcia mgławic planetarnych, czy gromad kulistych wykonany za pomocą Luca DL658M, np: NGC 40 + NGC 7048, NGC 2392, IC 2003 i 2149, NGC6781, M27 i M76, M3 i M63, Abell 39, NGC 6210, NGC 6826, M1, NGC 6543. Ekspozycje nie przekraczają kilku sekund nawet na bardzo ciemnych obiektach. Tak jak planet, tak i mgławic planetarnych mających podobne rozmiary nie da się fotografować na długich ekspozycjach bez utraty jakości obrazu. EMCCD pozwala skrócić ekspozycje i tym samym efekt seeingu.