Stelle cadenti col telefono: la notte in cui sommare gli scatti è l'errore

Lo sciame è segnato sul calendario da settimane. Uscite, treppiede, telefono puntato a nord-est, quattrocento scatti da otto secondi lasciati correre fino alle tre del mattino. A casa lanciate lo stack e ottenete quello che il software promette: cielo pulito, stelle puntiformi, rumore quasi svanito. Di stelle cadenti nemmeno una, mentre a occhio ne avevate contate undici. Non è un difetto del programma. È la media, applicata a un evento che dura meno di un secondo.

Mezzo secondo di gas a cento chilometri di quota

Il corpo che state cercando di fotografare, quasi sempre, è più piccolo di un chicco di riso. Entra in atmosfera a velocità comprese fra 11 e 72 chilometri al secondo: l’IMO assegna alle Perseidi 59 e le mette fra le veloci, mentre le Geminidi viaggiano a 35 e passano per medie. L’attrito con cui ci si scalda le mani c’entra poco. Il granello comprime l’aria davanti a sé fino a renderla incandescente, il materiale evapora, gli atomi strappati eccitano l’aria lungo il percorso: la luce che vedete è quella colonna di gas, accesa in genere fra gli 80 e i 120 chilometri di quota.

Da quella quota esce il numero che governa tutto il resto. Un oggetto a cento chilometri di distanza che si sposta di 59 chilometri al secondo di traverso alla vostra linea di vista copre poco più di mezzo radiante ogni secondo, cioè una trentina di gradi. Vale per la geometria perpendicolare, il caso migliore. L’IMO scrive che la durata visibile di una meteora sta di solito sotto il secondo. Mettete insieme le due cose e capite perché una Perseide traccia dieci o quindici gradi di cielo e sembra comunque istantanea.

La posa lunga, qui, gioca contro

Sul cielo profondo la regola è nota: più tempo di integrazione, più fotoni, meno rumore relativo. Una meteora ribalta il ragionamento. La luce che deposita su un singolo pixel arriva nei millisecondi in cui la scia attraversa quel pixel, e nemmeno un istante in più. Il fondo cielo, invece, continua a caricare per tutta la posa. Raddoppiate l’esposizione: il segnale della meteora resta identico mentre il fondo raddoppia e il suo rumore cresce della radice di due, quindi il contrasto della scia peggiora a ogni secondo che passa.

La conseguenza è controintuitiva quanto basta a farsi ricordare: per le meteore la posa corta lavora meglio. Il freno arriva dall’altra parte, e si chiama tempo morto, perché fra uno scatto e l’altro il telefono scrive il file e in quei momenti non guarda niente. Otto secondi di posa con un secondo e mezzo di scrittura fanno l’ottantaquattro per cento di ciclo utile: su tre ore di lavoro sono ventotto minuti di cielo che il sensore non ha mai visto. Il tetto dall’altro lato lo fissa la rotazione terrestre, e i secondi che avete davvero, obiettivo per obiettivo, li abbiamo contati in un pezzo apposta.

La media cancella l’eccezione, ed è il suo mestiere

Adesso il punto dolente. Lo stacking somma i fotogrammi e li divide per quanti sono: ciò che compare in tutti sopravvive intero, ciò che compare una volta sola viene diviso per trecento. Le stelle stanno in tutti. Una meteora sta in uno. Su trecento scatti la sua luminosità si riduce a un trecentesimo, che è un altro modo di dire sparita.

Il live stacking sta facendo esattamente il lavoro per cui è nato. Il suo criterio è la ripetizione: tiene ciò che ritorna uguale fotogramma dopo fotogramma e smorza tutto il resto, ed è così che il rumore casuale si dissolve. Dentro quel criterio una meteora è indistinguibile da un raggio cosmico, roba che compare una volta sola e va tolta.

Il rimedio ha un nome noioso e un comportamento semplice: combinazione per massimo. Per ogni pixel si tiene il valore più alto trovato in tutta la sequenza, al posto della media. Le meteore restano tutte, sovrapposte sullo stesso cielo. Restano però anche i satelliti, gli aerei e i pixel caldi, perché il massimo è un criterio ottuso quanto il suo nome promette.

Da qui la procedura seria, che passa due volte sulla stessa sequenza: in media per il cielo di fondo e le stelle puntiformi, per massimo per ritagliarne le sole scie che avete deciso di tenere. Poi le due immagini si fondono. È un composito a tutti gli effetti e nella didascalia si dichiara.

Quante ne vedrete davvero

Lo ZHR che leggete sui titoli è un numero da laboratorio. L’IMO lo definisce come il conteggio orario di un osservatore ideale con il radiante allo zenit e un cielo di magnitudine limite 6,5: le Perseidi valgono 100, le Geminidi 150. Nessuna delle due finirà mai nella vostra memoria interna, e i tagli sono tre.

Il primo è geometrico. Il tasso osservato scala con il seno dell’altezza del radiante, quindi con il radiante a quarantacinque gradi ne resta il settanta per cento scarso. Il secondo è il vostro cielo: la correzione dell’IMO divide per l’indice di popolazione dello sciame, portato alla potenza della differenza fra 6,5 e la magnitudine limite del posto, e con un indice intorno a 2,2 e un cielo da 5,5 il conto si taglia più che a metà. Il terzo è l’inquadratura. Un obiettivo da 24 millimetri equivalenti copre circa settantaquattro gradi per cinquantatré, poco più di un sesto della volta celeste, e le meteore fuori campo non esistono.

Trenta meteore all’ora sopra la testa diventano cinque dentro il fotogramma, e di quelle cinque il sensore trattiene le più luminose. Una notte ben organizzata di Perseidi restituisce qualche scia buona su quattrocento scatti. Il cielo rigato delle immagini virali è quasi sempre un composito di più notti, spesso di più fotocamere.

Dove puntare, e a che ora

Il radiante è prospettiva pura: le particelle viaggiano parallele, e le tracce sembrano divergere da un punto come i binari all’orizzonte. Puntarlo è la mossa istintiva ed è la peggiore. Lì le meteore arrivano quasi frontali, le scie si accorciano in prospettiva e restano trattini di due gradi. A novanta gradi le tracce sono lunghissime, però la densità per grado quadrato cala. Il compromesso sta trenta o quaranta gradi di lato, con l’inquadratura ben sopra i quaranta gradi di altezza, dove l’atmosfera assorbe meno.

Sull’orario non si tratta. Conta l’altezza del radiante, e per quasi tutti gli sciami cresce nella seconda metà della notte. Il radiante delle Perseidi sta a declinazione +58: dall’Italia non tramonta mai, però la sera striscia basso sull’orizzonte nord e culmina verso l’alba, ed è esattamente lì che il seno lavora per voi. Poi c’è la Luna, che da sola pesa più di tutto il resto. Un disco illuminato a metà e ancora alto durante il picco vi toglie le meteore deboli con la stessa efficienza di un lampione piantato a dieci metri dal treppiede.

La parte noiosa che decide la notte

Grandangolo, sempre: il tele restringe il campo e la probabilità crolla in proporzione. Fuoco bloccato sulle stelle a mano e mai più toccato. Bilanciamento del bianco fisso, altrimenti trecento fotogrammi che scivolano di temperatura vi rovinano tanto la media quanto il massimo. Esposizione fra i sei e i dieci secondi secondo l’obiettivo, sensibilità abbastanza alta da tenere il fondo cielo sopra il rumore di lettura, intervallo fra gli scatti ridotto al minimo che l’app consente.

Poi la logistica, vera nemica delle notti di sciame. Quattrocento file RAW da una ventina di megabyte fanno otto gigabyte, ed è la ragione per cui il JPEG resta una scelta difendibile quando lo scopo della serata è contare scie. Tre ore di scatto continuo svuotano la batteria molto prima dell’alba: power bank, cavo corto, e un occhio alla rugiada che sceglie sempre il momento in cui la sequenza sta andando bene.

Meteora, satellite o aereo

Al primo esame dei file la sorpresa è un’altra: i satelliti sono più numerosi delle meteore, e di parecchio. Tre firme bastano a separarli. Una meteora vive in un fotogramma solo, con una scia che si accende, culmina e si spegne. Un satellite compare in fotogrammi consecutivi, sempre allineato, con luminosità piatta, e sommato per massimo ricostruisce una retta che attraversa mezza inquadratura. Un aereo si tradisce da solo: la scia è tratteggiata dai fari anticollisione, e spesso porta due colori.

Per una notte il mestiere si rovescia. Tutto quello che avete imparato dice di sommare, mediare, tenere ciò che si ripete; lo sciame chiede l’opposto: conservare l’unico fotogramma in cui è successo qualcosa e lasciar perdere gli altri trecentonovantanove. Fatelo, poi tornate pure a sommare. La Via Lattea sullo sfondo aspetta ancora i suoi seicento scatti.