PHOTOGRAPHING
THE NIGHT SKY TECHNIQUE, PLANNING AND PROCESSING
BY ALYN WALLACE
PHOTOGRAPHING THE NIGHT SKY BY ALYN WALLACE
First published in the United Kingdom in 2022 by fotoVUE. www.fotovue.com
Copyright © fotoVUE Limited 2022. Text and Photography: Copyright © Alyn Wallace 2022. Foreword Copyright © Dr. Sean Dougherty 2022. Additional images credited and © various photographers. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, or by any information storage and retrieval system without the written permission of the publisher, except for the use of brief quotations in a book review. TRADEMARKS: fotoVUE and the fotoVUE wordmark are the registered trademarks of fotoVUE Ltd. Publisher: Mick Ryan – fotoVUE Ltd. Edited by Mick Ryan and Susie Ryder. Night Sky Illustrations and figures by Simon Norris, Little Fire Digital – www.little-fire.com Diagram graphics: Mark Crowther, Mick Ryan and Alyn Wallace. Design and layout by Nathan Ryder, Ryder Design – www.ryderdesign.studio A CIP catalogue record for this book is available from the British Library. ISBN 978-1-9160145-9-6 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 The author, publisher and others involved in the design and publication of this guide book accept no responsibility for any loss or damage users may suffer as a result of using this book. Users of this book are responsible for their own safety and use the information herein at their own risk. Users should always be aware of weather forecasts, conditions, time of day and their own ability before venturing out. Front cover: Alyn Wallace capturing the night sky at La Palma, Canary Islands, Spain. Sony a7III + Samyang 24mm f/1.4. Single Exposure: f/2.8 • 15 secs • ISO 6400. Rear cover left: The Milky Way core rising behind the iconic Stonehenge. Sony a7III + Sony 85mm f/1.8. Panorama (sky tracked): f/2.2 • 30 secs • ISO 1600. Rear cover middle: Rear cover middle: Northern Lights above the Bergsbotn viewpoint, Senja, Norway. Sony a7III + Sony 24mm f/1.4 GM. Panorama (6 images): f/2.0 • 8 secs • ISO 3200. Rear cover right: The Flower Moon rising behind Caldey Island Lighthouse, Tenby, Wales. Sony a6600 + Sigma 150–600mm f/5-6.3 DG DN. Single Exposure: 900mm equivalent • f/6.3 • 1/100 sec • ISO1600. Printed and bound in Europe by Latitude Press Ltd.
“A photographer is an acrobat treading the high wire of chance, trying to capture shooting stars.” GUY LE QUERREC
Contents Acknowledgements ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 9 Foreword by Dr. Sean Dougherty �������������������������������������������������������������������������������������������� 11 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 15
EQUIPMENT
19
Camera �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 19 What makes a good camera? ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 19 Sensor size ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 20 Megapixels and pixel size ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 20 DSLR vs. Mirrorless ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 21 ISO-invariance ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 22 Recommended cameras ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 25 Astro-modified cameras ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 30 Lens ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 36 Focal length ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 36 Aperture ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 45 Lens aberrations ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 46 Chromatic aberration ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 46 Monochromatic aberration ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 48 Spherical aberration ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 48 Comatic aberration (Coma) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 49 Astigmatism ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 50 Field curvature �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 51 Distortion ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 51 Other lens considerations ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 52 Vignetting (light fall-off) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 52 Lens flare and ghosting ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 52 Primes vs. Zooms ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 54 Recommended lenses ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 56 Tripod �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 73 Head Torch �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 74 Shutter Release & Intervalometer �������������������������������������������������������������������������������������� 74 Cable shutter release and remote release ������������������������������������������������������� 74 Intervalometer ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 74 Filters for Astrophotography �������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 76 Light pollution filters ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 76 Starglow filter ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 80 Bahtinov masks (focusing tool) ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 81 Lens Warmers ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 84 Star Trackers ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 85 Move Shoot Move Rotator ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 86 Omegon Mini Track LX2 and LX3 ��������������������������������������������������������������������������������������������� 87
4
CONTENTS
Skywatcher Star Adventurer Mini (SAM) ������������������������������������������������������������� 88 iOptron SkyTracker Pro ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 89 iOptron SkyGuider Pro ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 90 Skywatcher Star Adventurer Pro ������������������������������������������������������������������������������������������������� 90 Fornax 10 LighTrack II ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 92 Star Tracker Base �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 93 Ball head ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 93 Pan-tilt head ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 93 Geared head ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 93 Alt-Az Base/Polar wedge/ Equatorial wedge ��������������������������������������������� 93
SETTINGS AND TECHNIQUE
99
Camera Settings ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 100 Base Astro settings ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 101 RAW �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 101 Image noise ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 102 Shutter speed ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 104 The 500 Rule ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 104 The NPF Rule ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 104 Aperture ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 106 Depth of field �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 108 Aberrations and sharpness ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 109 ISO ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 110 ISO and Dynamic Range ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 111 ISO Invariance ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 112 Why ISO-invariance is useful? ���������������������������������������������������������������������������������������������� 113 The technical explanation of ISO-invariance ������������������������������� 116 Finding the best ISO for your camera ������������������������������������������������������������� 118 The best ISO setting test ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 119 White balance ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 120 Long Exposure Noise Reduction (LENR) ��������������������������������������������������������� 122 LENR on or off? ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 122 High ISO Noise Reduction (HINR) ���������������������������������������������������������������������������������� 123 Mirror Lock-Up ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 124 Silent Shooting and Electronic Front Shutter Curtain (EFSC) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 124 Light leak through optical viewfinder ��������������������������������������������������������������������� 124 Image Stabilisation (IS and IBIS) ����������������������������������������������������������������������������������� 125 Screen brightness ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 125 How to Focus in the Dark �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 126 1 Live-View focusing ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 126 2 Hyperfocal Distance focusing ��������������������������������������������������������������������������������������������� 128
3 Daytime focusing ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 128 4 Bahtinov Mask focusing ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 129 5 Trial and error using Lens Markings ������������������������������������������������������������������� 129 6 Focus Stacking ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 129 Firing the Shutter ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 130 Using an Intervalometer ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 130 Histogram – Checking Your Exposure ���������������������������������������������������������������� 133 Composing in the Dark ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 136 1 Find compositions in the daytime ������������������������������������������������������������������������� 136 2 Use your biological night vision and head torch ������������� 136 3 Trial and error with highest ISO ����������������������������������������������������������������������������������� 137 4 Sony Bright Monitoring ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 137 How To Deal With Lens Dew/Frost ������������������������������������������������������������������������������ 138 1 Lens hoods ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 138 2 Hand warmers ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 138 3 Dew straps/lens warmers ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 138 Light Painting ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 140 Light painting the scene ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 141 Light source ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 144 LED panels ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 144 Torches (flashlights or spotlights) ������������������������������������������������������������������������������� 144 Lanterns/Omnidirectional lights ������������������������������������������������������������������������������������� 144 Creative light painting ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 144
MULTIPLE-EXPOSURE TECHNIQUES 149
Stacking for Noise Reduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 150 Collecting the exposures ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 150 Sequator ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 152 Starry Landscape Stacker ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 154 Tracking with a Star Tracker ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� 156 Polar alignment ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 156 Rough polar alignment ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 157 Precise polar alignment ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 159 Settings for tracked exposures �������������������������������������������������������������������������������������������������� 161 Telephoto tracking ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 163 Periodic Error ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 165 Beginner targets ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 165 Andromeda Galaxy ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 166 California Nebula ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 166 Carina Nebula ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 166 Coalsack Nebula ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 167 Flame Nebula and Horsehead Nebula ��������������������������������������������������������� 167
Heart Nebula and Soul Nebula ����������������������������������������������������������������������������������������� 167 Large Magellanic Cloud ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 168 North America Nebula ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 168 Orion Molecular Cloud Complex ������������������������������������������������������������������������������������ 168 Orion Nebula ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 169 Pleiades ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 169 Rho Ophiuchi Cloud Complex ����������������������������������������������������������������������������������������������� 169 Rosette Nebula ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 170 Small Magellanic Cloud ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 170 Trifid Nebula and Lagoon Nebula ����������������������������������������������������������������������������� 170 Witch Head Nebula ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 171 Calibration frames ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 171 Dark frames ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 171 Bias frames ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 172 Flat frames ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 172 Post-processing ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 173 Stacking Vs. Tracking �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 174 Stacking advantages ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 174 Tracking advantages ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 174 Long Exposure Foreground ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 176 Focus Stacking ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 178 Settings ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 180 Difficult scenarios ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 180 Post-processing ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 180 Panoramas ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 182 Single-row panoramas ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 182 Focal length ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 184 Settings ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 184 Level the horizon ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 184 Vertical panoramas (Vertoramas) ����������������������������������������������������������������������������� 185 Panorama benefits ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 186 Multi-row panoramas ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 188 Direction of shooting ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 188 Focal length ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 188 What about star motion? ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 190 Parallax ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 192 No-Parallax Point ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 192 360 × 180° panoramas ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 194 Panorama stitching software ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 197 Adobe ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 197 Microsoft ICE ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 197 Hugin ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 197
PTGui ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 198 Fixing the Nadir ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 200 Combining panoramas with other techniques ����������������������������� 201 Star Trails �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 202 Direction and pattern ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 203 Duration ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 205 Equipment ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 205 Settings and technique ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 207 Single exposure star trails ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 207 Stacking multiple exposures ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 208 Settings ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 208 Processing ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 208 Comet Mode ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 210 Moon trails ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 212 Ha + RGB Images �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 213
NAVIGATING THE NIGHT SKY
219
Earth and the Sun ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 220 Seasons ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 220 Solstices and equinoxes ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 222 The Celestial Sphere ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 223 Equatorial Coordinate System �������������������������������������������������������������������������������������������������� 226 Horizontal Coordinate System �������������������������������������������������������������������������������������������������� 227 Angular size and distance ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 227 A “handy” tip ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 228 The Stars ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 229 Apparent magnitude ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 229 Variable stars ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 230 Star names ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 231 Star colour ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 232 Atmospheric scintillation ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 233 Motion of the Stars ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 235 How does latitude affect star position? ����������������������������������������������������������� 236 How fast do the stars move? ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 237 Constellations and Asterisms ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 239 Constellation map ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 240 The Zodiac constellations ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 243 Circumpolar constellations ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 244 Asterisms ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 244 Motion of the Planets ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 246 Inferior planets ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 246 Superior planets ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 248
Retrograde motion ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 249 Motion of the Moon �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 250 Phases of the Moon ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 250 Tidal lock ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 252 Supermoon and Micromoon ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 252 Other Moon names �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 253 Seasonal Full Moons ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 254 Star Hopping ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 255 Seeing the Night Sky ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 255 Averted vision ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 256 Dark adaptation ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 256 Reading the Night Sky �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 257
PLANNING
261
Keeping Warm and Safety �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 262 Clothing ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 262 Base layer ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 262 Mid layer �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 263 Outer layer ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 263 Gloves ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 264 Hat and neck gaiter ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 264 Weather ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Windy app ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Clear Outside app ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Twilight ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 267 Civil Twilight �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 268 The Blue Hour ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 270 Nautical Twilight ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 271 Astronomical Twilight ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 273 Twilight times and length ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 274 The Moon �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 275 Light Pollution ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 278 The Bortle Scale ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 278 Light pollution maps ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 280 Night Photography in Light Polluted Areas ������������������������������������ 283 Moon and planets ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 284 Bright constellations ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 284 Star trails ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 285 Noctilucent and Nacreous clouds ������������������������������������������������������������������������������������� 285 International Space Station ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 285 Light trails ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 286 Narrowband astrophotography ��������������������������������������������������������������������������������������������� 286
CONTENTS
5
Contents Daytime Scouting ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 287 Planning by Direction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 288 Northern Hemisphere ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 288 Southern Hemisphere ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 288 Planning by Season ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 289 Northern Hemisphere ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 289 Southern Hemisphere ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 290
NIGHT SKY WONDERS
295
Stars, Constellations and Asterisms ������������������������������������������������������������������������ 296 Orion ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 300 Ursa Major and Ursa Minor ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 302 Cassiopeia ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 303 Crux ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 304 Summer Triangle ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 305 Winter Circle ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 306 Planets ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 307 Mercury ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 307 Venus ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 308 Mars ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 311 Jupiter ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 313 Saturn ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 316 The Moon �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 317 Wide-angle moon photography ������������������������������������������������������������������������������������������� 317 Moonbows (lunar rainbows) ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 323 Lunar fogbows ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 324 Moon halo ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 324 Lunar corona ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 326 Telephoto moon photography ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 327 Earthshine ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 328 Atmospheric scattering ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 332 Atmospheric refraction ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 332 Planning ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 332 Moon and planet conjunctions ����������������������������������������������������������������������������������������� 334 Lunar eclipse ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 338 Stages ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 340 Wide angle lunar eclipse ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 342 Intervalled sequence ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 342 Star trail technique ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 343 Telephoto lunar eclipse ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 344 Solar Eclipse �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 347 What is a solar eclipse? ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 348 1 Partial Solar Eclipse ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 348 2 Total Solar Eclipse ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 349 3 Annular Solar Eclipse ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 349 4 Hybrid Solar Eclipse ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 349
6
CONTENTS
Eclipse seasons and the Saros Cycle ��������������������������������������������������������� 350 Magnitude ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 350 Stages ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 350 Safety ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 351 Solar filters ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 351 Telephoto solar eclipse ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 352 Focal length ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 352 Tripod, head and star tracker ������������������������������������������������������������������������������������������������� 352 Remote shutter release �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 352 How to focus ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 353 Solar eclipse phenomena ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 354 1 Crescent Shadows and Shadow Bands ������������������������������������� 354 2 Partial Eclipse ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 354 3 Diamond Ring ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 354 4 Baily’s Beads ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 354 5 Chromosphere and Prominences ������������������������������������������������������������� 354 6 Corona ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 354 Settings ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 356 Aligning with foreground ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 357 Wide angle solar eclipse ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 359 Solar eclipses 2020–2030 ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 360 The Milky Way ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 364 Milky Way core season ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 365 Milky Way base astro settings ��������������������������������������������������������������������������������� 365 Northern Hemisphere Milky Way core season ��������������������������� 368 March–April (south-east) ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 368 May–June (south-east to south) ����������������������������������������������������������������������� 368 July–August (south-south-east to south-west) ������������� 369 September–October (south to south-west) ��������������������������� 369 Southern Hemisphere Milky Way core season �������������������������� 371 February–April (south-east to east) ����������������������������������������������������������� 371 May–July (east to zenith to high west) ������������������������������������������� 371 August–October (zenith to west) ��������������������������������������������������������������������� 371 The Great Rift/The Dark Rift ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 372 Cygnus Region ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 373 Cassiopeia Region ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 374 Winter Circle Region ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 375 Crux and Carina ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 376 Vela Region ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 377 Milky Way arch panoramas ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 378 Northern Hemisphere spring arch (Mar to June) ��������������� 378 Northern Hemisphere autumn arch (Aug to Nov) ���������� 379 Northern Hemisphere winter arch (Nov to Mar) ����������������� 380 Southern Hemisphere autumn arch (Feb to July) ������������� 381 Southern Hemisphere spring arch (May to Nov) ��������������� 382 Southern Hemisphere summer arch (Sept to Jan) ��������� 383
Planning �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 384 Twilight ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 384 Moonlight ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 385 Apps ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 387 Obtaining better detail and colour in the Milky Way ������� 389 1 Panorama ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 389 2 Stacking ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 391 3 Tracking ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 391 4 Astro-modified cameras ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 391 Wide-Angle Deep Space Objects ���������������������������������������������������������������������������������������� 393 Andromeda Galaxy (M31) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 394 Pleiades (M45) ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 396 Large and Small Magellanic Clouds ��������������������������������������������������������������������������� 398 Airglow ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 400 Zodiacal Light and Gegenschein �������������������������������������������������������������������������������������� 403 Meteor Showers ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 406 Terminology ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 408 Meteor showers base astro settings ��������������������������������������������������������� 408 Quadrantids ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 409 Lyrids ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 409 Eta Aquariids ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 410 Southern Delta Aquariids ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 410 Perseids ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 410 Draconids ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 410 Southern Taurids ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 410 Northern Taurids ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 411 Orionids ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 412 Leonids ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 412 Geminids ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 413 Ursids �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 413 Meteor, Satellite or Plane Trail ���������������������������������������������������������������������������������������������� 414 Planes and helicopters ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 414 Meteor ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 414 Man-made satellites ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 416 Tumbling satellites ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 416 SpaceX Starlink satellites ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 417 Iridium Flares ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 417 International Space Station (ISS) �������������������������������������������������������������������������������� 418 International Space Station base astro settings ����� 421 Solar and Lunar ISS Transit ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 422 Comets ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 424 Aurora ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 430 What causes the aurora? ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 430 Colour ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 430 Types ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 432 Diffuse ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 432
Arcs ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 433 Bands (Ribbons/Curtains) ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 434 How to photograph aurora ��������������������������������������������������������������������������������������������� 434 Pillars (Rays/Beams) ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 436 Corona ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 437 STEVE and the Picket Fence ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 438 Dune Aurora ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 438 Where to see the aurora? ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 440 Best time ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 440 Predicting activity ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 440 The solar wind ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 441 Interplanetary magnetic field ����������������������������������������������������������������������������������������������� 441 Solar wind speed ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 442 Solar wind density ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 442 Causes of variations in the solar wind ������������������������������������������������������������� 442 Coronal Hole High speed streams ����������������������������������������������������������������������������� 442 Coronal Mass Ejections ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 444 1 Solar Flares ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 444 2 Filaments ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 444 Solar Cycle ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 445 Substorms ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 446 Geomagnetic storms ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 447 Measuring the solar wind ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 448 Magnetometers ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 449 The Global Geomagnetic Activity Scale and the Kp index ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 450 Photographing the aurora ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 451 Lens and settings ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 451 Light pollution and moonlight ��������������������������������������������������������������������������������������������� 452 Composition ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 453 Intervalled shooting ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 453 Atmospheric phenomena diagram ������������������������������������������������������������� 459 Noctilucent Clouds (Polar Mesospheric Clouds) ����������������� 462 How to photograph Noctilucent Clouds (NLC) ������������� 463 Nacreous Clouds (Polar Stratospheric Clouds) ������������������������ 466 Lightning Storms ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 468 ISO ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 468 Shutter speed ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 468 Aperture ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 469 Focus ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 469 Firing the shutter ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 469 Composition and patience ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 469
Red Sprites and Blue Jets ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 470 Transient Luminous Events diagram ������������������������������������������������������� 471 Light Pillars ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 474 The Green Flash ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 476 Photographing the Green Flash ��������������������������������������������������������������������������� 477 Nature at Night ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 480 Bioluminescent Phytoplankton ����������������������������������������������������������������������������������������������� 480 Where and when? ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 480 How to photograph ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 481 Fireflies and Glow-Worms ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 482 Where and when? ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 482 Ethical considerations ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 482 How to photograph ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 482 Fungi ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 484 How to photograph ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 484
LOCATIONS
489
1 International Dark Sky Communities ������������������������������������������������������������� 489 2 International Dark Sky Parks ������������������������������������������������������������������������������������������������� 489 3 International Dark Sky Reserves ��������������������������������������������������������������������������������� 489 4 International Dark Sky Sanctuaries ������������������������������������������������������������������� 489 5 Urban Night Sky Places ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 489 UK �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 491 Europe ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 497 Greenland and Iceland ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 503 North America ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 505 South America ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 511 Africa and the Middle East ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 515 Central Asia ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 519 East Asia ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 523 Southeast Asia and Australasia ������������������������������������������������������������������������������������������ 527
POST-PROCESSING
535
RAW Editing Software ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 536 Adobe Lightroom Classic and Lightroom ����������������������������������������������������� 536 Adobe Photoshop ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 536 DxO PhotoLab ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 536 Capture One ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 537 ON1 Photo RAW ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 537 Affinity Photo ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 537 DxO Pure Raw ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 538 What is demosaicing? ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 538
Editing Workflow ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 541 1 Global tonality ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 541 2 Fix the white balance ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 542 3 Lens correction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 543 4 Sharpening and noise reduction ��������������������������������������������������������������������������������� 543 5 Local adjustments ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 545 5a Darkening the sky ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 546 5b Adding a vignette ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 547 5c Boost the Milky Way ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 548 6 Colour adjustments ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 548 7 Finishing touches and export ����������������������������������������������������������������������������������������������� 548 DxO Nik Colour Efex ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 550 Pro contrast ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 550 Graduated neutral density ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 550 Darken/lighten centre ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 550 Glamour glow ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 551 Tonal contrast ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 551 Contrast colour range ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 551 Skylight filter ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 551 Adobe Photoshop �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 552 Layers ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 552 Layer masks ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 553 Stamp visible layer ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 554 Removing hot pixels ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 554 1 Dark frame subtraction ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 554 2 Dust and Scratches filter ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 555 Star reduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 556 Blending sky and foreground �������������������������������������������������������������������������������������������������������� 557 Manual selection of the sky ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 557 Photoshop Sky Replacement ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 560 Refining the mask ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 562 Compositing trails (ISS/meteor showers/eclipses) ������������� 562 ISS captured in multiple exposures ����������������������������������������������������������������������� 562 Meteor shower composites ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 563 Intervalled solar eclipse and lunar eclipse ������������������������������������������������� 566 Index ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 568 About Alyn Wallace ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 574 Photographic Contributors ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 575 About fotoVUE �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 576
CONTENTS
7
Introduction
Introduction Being born in 1989 I was one of the last generation of kids to grow up without broadband internet, smartphones and tablets. I would instead find myself getting lost in books of all genres but took a particular liking to encyclopaedias. I loved how you could flip them open to a random page and learn something new and so, when I set out to create this book, I wanted it to be an encyclopaedic guide that you could open to a relevant section when necessary or simply flip to a random page and discover something new. Like an encyclopaedia, I also wanted it to be packed with stunning graphics and captivating photos. Spending a night under the stars is such a therapeutic way to spend your time. I find that it completely destresses me and the trials and tribulations of day-to-day life fade away as you take in the bigger picture. The photographs I capture transport me back to those moments and the elation I felt at the time. I’ve also discovered through the power of social media that they inspire other people and encourage them to get out and enjoy a night under the stars for themselves. Some of the messages of gratitude I receive for sharing my images are overwhelmingly heart-warming and motivating.
14
INTRODUCTION
There are many times where my motivation to get out under the stars is tested. Perhaps the weather is particularly cold and windy, or I’m just lacking the physical energy to head out, but the possibility of capturing a photograph I had planned months in advance encourages me to get out into nature and I very rarely regret it. You can’t beat the feeling of finally capturing an image you had imagined, planned and waited months, maybe years for. Not only for the Milky Way to be in the right alignment but for it to occur on a moonless night with clear skies. Any failed attempts only add to the ecstasy of finally getting the shot. I’ll never forget seeing the result of my first ever long exposure. I felt like I was unveiling an entirely new world right before my eyes. I hope by sharing all of the knowledge and techniques I have collected over the years that you too will begin to experience a whole new world. The darkness of night becomes a black canvas on which to impose your imagination and vision. I also hope that the information in this book will help you feel a stronger connection to the universe in which we live. The sights in the night sky that await your eyes will leave you speechless and have a lasting effect on your appreciation for the beauty of the natural world. The more people I can inspire with my photographs and the more people I can encourage to do the same, the more awareness will be raised about the importance of protecting dark skies – not just for future generations but for the wildlife that depend on them.
The book is split into 9 chapters: Equipment covers all the essential gear as well as extra items that can help to improve your images or ease the capturing process. Learn about what makes a good camera or lens and find out about accessories such as star trackers, filters, lens warmers and intervalometers.
Settings and Technique discusses the camera settings in-depth and guides you to establish the base astro settings which will be the best starting point for your camera and lens setup when doing single exposure astrophotography. Multiple-Exposure Techniques explains ways in which you can combine multiple exposures to improve the image quality. Create panoramas to capture wide scenes, stack multiple exposures for noise reduction, focus stack to ensure sharpness from front to back or use a star tracker to capture longer exposures of the night sky without star trailing. The post-processing of these techniques is also included here, rather than in the Post-processing chapter. Navigating the Night Sky is a crash course in basic astronomy and will help you make sense of what you’re seeing and capturing. It’s incredible how a little bit of knowledge can go a long way in seeing the night sky differently. Planning will ensure you get the most out of a night with clear skies so that you’re not lost fumbling around in the dark. Understanding how the night sky is affected by light pollution and moonlight, what can be captured during the three stages of twilight and also about the seasonal nature of the night sky will help you plan in advance. Night Sky Wonders covers all of the incredible sights that you can capture with a basic camera and lens setup. We will also look at how the base astro settings might change based on what you’re capturing.
certification from the International Dark Sky Association as a place recognised for the quality or protection of its dark skies. Post-processing discusses the various software available to edit your images as well as my ordered workflow for editing images. I also explain some techniques in Photoshop that can improve the aesthetic quality of your images.
Captions The majority of images in this book are captioned with the equipment including the camera, lens, and any special mounts or filters. If the camera model is suffixed with “-a”, such as Sony a7SII-a, it indicates that it has been astro modified. Some images are single exposures and others have employed multipleexposure techniques such as panorama stitching, focus stacks, noise-reduction stacks and star-tracked exposures. The significant settings then follow (aperture, shutter speed and ISO) and if different settings were used for sky and foreground this is also made clear. Where the shutter speed is being multiplied by a number it indicates how many exposures were used for a multiple-exposure technique. Canon 6D + Samyang 24mm f/1.4 + Starglow filter. Single Exposure: f/2.8 • 15 secs • ISO6400. Sony a7III + Sony 24mm f/1.4 GM + SkyWatcher Star Adventurer Pro. Sky (tracked): f/2.2 • 8 × 120 secs • ISO800. Foreground (noise-reduction stack): f/2.8 • 14 × 120 secs • ISO800.
Locations is a rough guide to some of the best locations in the world for landscape astrophotography and also covers the areas which have received
INTRODUCTION
15
Sensor size
Megapixels and pixel size
Digital cameras are split into categories based on the size of their sensor. A camera’s sensor is a solid-state device that records the light falling on it, generating the information needed to convey an image. They are the heart of all digital cameras and they will determine many things such as resolution and dynamic range, but the most important consideration for night photography is how well they handle noise in low-light situations. Sensor size has a large influence over how much noise is visible in an image, with larger sensors having the advantage.
If all factors controlling the amount of light (such as aperture, focal length, exposure settings, etc.) are kept the same, pixels with a larger area have a greater light gathering power. This means more signal, greater signal-to-noise ratio and thus, less visible noise. So full-frame cameras with low pixel counts have pixels with larger surface area and thus, better low-light performance. The trade-off, however, is detail. Higher megapixel cameras are able to resolve more detail at the expense of low-light performance.
• Full-frame cameras have a sensor that is the same size as the imaging area of an SLR, 36×24mm, which produces images with a 3:2 aspect ratio. For this reason, they have become the base standard of digital camera sensors.
for full-frame cameras are able to guide more light onto the sensor.
A perfect example of this is the 12mp Sony A7S II and the 42mp Sony A7R II. The low-light performance of the A7S II is phenomenal but the 12mp images are quite underwhelming when it comes to detail, especially if you want to produce large prints. On the other hand, the A7R II captures images with stunning detail but has a lot more visible noise.
The downside to full-frame cameras is that they are physically bigger and heavier than their smaller sensored cousins; something that will affect the decision of many people. They also tend to be more expensive and although the cost of older full-frame cameras continues to drop, recent advancements in technology means that modern crop sensor cameras are often better in low-light situations than older full-frame cameras. It’s also worth noting that the greater size, weight, and cost of full-frame cameras also applies to the lenses designed for them too.
Many will argue that you can downsize the images from the A7R II to 12mp and you will get the same noise performance as the A7S II but that’s not true. The larger pixels have a higher quantum efficiency (the percentage of photons that are recorded by the pixels) which results in more signal captured and thus a greater signal-to-noise ratio. Also, the smaller pixels which are more densely packed on the sensor don’t perform as well in things like heat dissipation or cross-talk (when signal jumps from one pixel to another), resulting in more noise.
In short, if you want the best noise performance, the latest and greatest full-frame cameras are typically the best choice. That said, within this book we will look at various post-processing techniques to remove noise from the final image which can greatly improve the performance of even entry-level crop sensor cameras.
It’s quite easy to work out, or find online, the pixel pitch of a camera – the distance between the centre of one pixel to another. For example, the A7S II has a pixel pitch of 8.40 microns and the A7R II has a pitch of 4.51 microns. Simply comparing the pixel pitch and claiming bigger is better is unfortunately not very telling.
• Crop sensors, otherwise known as APS-C (Advanced Photo System type-C), are a cropped size of full-frame sensors but still retain the 3:2 aspect ratio. They are physically smaller and are typically offered in either 1.5 crop factor (0.67×) or 1.6 crop factor (0.625×). •M icro four thirds sensors (MTF, M43) are smaller again, equivalent to a 2 crop factor (0.5×) of full-frame sensors, but shoot in the 4:3 aspect ratio. They were first introduced by Olympus and Panasonic back in 2008 but have since been adopted by other manufacturers. Full-frame sensors typically have better noise performance compared to crop sensors, which in turn have the edge over micro four thirds sensors. Putting noise performance down to sensor size alone is a gross oversimplification; there is a lot more to it than that. One of the biggest influences is that lenses designed
20
EQUIPMENT – CAMERA
Comparison of sensor sizes
Not all of the sensor’s area is used to record photons; there are small non-functional gaps between each pixel that vary in size for different sensors. There are also differences in the microlenses on each pixel that could help guide more light onto a smaller pixel than a larger pixel with a poorly performing microlens. Pixel size is a good indicator, but it’s not the full story. Another caveat to consider when it comes to megapixel count is that higher resolution cameras will unveil lens aberrations in greater detail. I have some lenses with quite clear coma and astigmatism on the stars in the corners when shot with my 24mp A7 III, which almost become negligible with my 12mp A7S II. As the lower resolution sensor records less detail, the stars appear much more circular. It’s not just the aberrations in the stars either, it’s also the trailing. Stars trail quicker in higher resolution cameras as they are able to resolve finer detail. For a camera with a lower megapixel count, it takes a star longer to pass from one pixel to the next. So, what is the best megapixel count for landscape astrophotography? It’s all about finding a compromise between low-light performance and detail. I believe, that lies somewhere between 20 and 30 megapixels on a full-frame camera. Any lower and the detail can be underwhelming, any higher and the noise, star trailing and corner aberrations become problematic. There’s much less variation in megapixel count in crop-sensor and micro four thirds cameras and so the age of the camera would be a much bigger influence there.
DSLR vs. Mirrorless In recent times a new battle for the digital camera market share has begun to heat up. That is the competition between DSLRs and the emerging technology of mirrorless cameras, also known as Compact System Cameras (CSC).
Image sensor
Components of, and how light travels through, a mirrorless camera (above) and DSLR camera (below).
Flange back: ~20mm
Auto exposure sensor
Penta mirror
Focusing glass
Main mirror
Image sensor
Sub mirror Auto focus sensor
Flange back: ~40mm
EQUIPMENT – CAMERA
21
Lens Of all the essentials, a lens is arguably the most influential and often where your money will be better spent. Where cameras and their sensors suffer from noise that can be dealt with in post-production, the physical properties of a lens will dictate qualities of the image where post-production may not save you; sharpness, detail, and deformation of the stars to name a few. The main weapon of choice is a wide-angle lens with a fast maximum aperture. The wide field of view allows you to capture plenty of the wonderful night sky whilst also leaving room for some foreground interest and the fast aperture means you can capture more light, which is crucial considering that you’re going to be photographing objects that are light-years away. Not all lenses perform well for astrophotography and it is important to investigate the optical performance of the lens when used at its widest apertures. Some lenses may exhibit particularly strong vignetting and others may heavily deform the stars but it’s worth noting that the suitability of a lens for astrophotography is not always reflected in the price. But before we get into that, let’s take a look at what makes a good lens for landscape astrophotography.
Focal length The focal length of the lens will define the field of view of the images you take. Wide-angle lenses have a short focal length and allow you to capture a much larger area of the night sky whilst still leaving room to include a foreground. Telephoto lenses with a longer focal length are more suited for subjects like the Moon or honing in on constellations, planets, or deep space objects (DSO).
36
EQUIPMENT – LENS
Amount of sky and foreground you are able to include with different full-frame focal lengths. The wider the lens, the more foreground and sky you can include.
Ultra-wide lenses (Full-Frame 8–16mm, Crop Sensor 12–24mm, MFT 16–32mm) are perfect for capturing vast amounts of the night sky. This is great for meteor showers where you want to maximise your chances of catching meteors, or perhaps when the sky above is full of dancing aurora. I also love using ultra-wide lenses when I want to get up close and personal to my foreground subject whilst still including some of the night sky. Super-wide lenses (Full-Frame 16–24mm, Crop Sensor 24–36mm, MFT 32–48mm) are a middle ground between the heavy distortion of ultra-wide-angle lenses and the tighter feel of a wide-angle lens. They are perfect for general landscape astrophotography; aurora, Milky Way, constellations, asterisms and more. Compared to ultra-wides, the lower amount of distortion will also be more forgiving when photographing structures with straight lines such as buildings. If you’re just starting out, this focal length should be your first priority. It’s the best for beginners and generally the most used focal length in this genre of photography.
Short telephoto lenses (Full-Frame 90–135mm, Crop Sensor 135–200mm) make things a little more difficult again. They’re great for Moon and planet gatherings or getting even more detail on the intricacies of noctilucent clouds and similarly distant lightning and storm clouds. To use them for astrophotography you ideally would want to use them with a star tracker to allow for long enough shutter speeds for a good exposure. They’re great for capturing small sections of constellations and beginning to uncover some detail in large deep space objects (DSOs) like the Andromeda Galaxy (M31) or the Orion Nebula (M42) Telephoto lenses (Full-Frame 135–300mm, Crop Sensor 200–450mm, MFT 270–600mm) are where you want to begin with photographing the Moon and its surface details. They’re also great for honing on large DSOs.
Size of the Moon in the frame at different full-frame focal lengths. The Moon on average is 0.5° in diameter when viewed from Earth and so it is easy to work out the size of the Moon in the frame if you know the field of view measurements for a chosen focal length.
Wide-angle lenses (Full-Frame 24–35mm, Crop Sensor 36–53mm, MFT 48–70mm) allow you to capture more detail in objects like the Milky Way compared to wider lenses. Some may find this range of focal lengths a bit tight and restricting but they’re perfect for creating high resolution panoramas. Standard lenses (Full-Frame 35–90mm Crop Sensor 50–135mm, MFT 70–180mm) make landscape astrophotography a little more difficult. As they are restricted to shorter shutter speeds before star-trailing, it prevents you from getting a good exposure. Stacking and tracking will help but this may be a little daunting for beginners. This focal range is useful for gatherings of planets and the Moon, where you can also begin to make out the phase of the Moon if shot in the twilight hours or if the Moon is low on the horizon and dim enough to be captured in a single exposure. It’s also a great focal range for capturing noctilucent clouds, which are typically distant and low on the northern horizon (or southern horizon in the southern hemisphere).
Super-telephoto (Full-Frame 300mm<, Crop Sensor 450mm<, MFT 600mm<) is a range that I like to call the ‘Moon Bazooka’ category as that’s their primary use in this genre of photography. It’s a term I first used in one of my YouTube vlogs to refer to the Sigma 150–600mm, which somewhat resembles a bazooka and is a lens I only really used to photograph the Moon. You can also photograph the Sun of course but this should be done safely using the proper solar filters. Whilst you can use these lenses on star trackers to photograph DSOs, and I do myself, you’re honestly better off using a dedicated telescope. But if you already own a Moon Bazooka then why not mount it onto a tracker and try some deep-space astrophotography.
EQUIPMENT – LENS
37
Prime lens pros and cons Wider maximum aperture possible Often sharper with better detail Less vignetting ider aperture and less vignetting results in more W light gathered and less noise in images Freedom to step down aperture for better performance Cannot zoom The need to change lenses in the field runs the risk of dust on sensor
Prime lens.
Primes vs. Zooms The debate over prime lenses versus zoom lenses is one that echoes around most genres of photography but there are important and specific points to be made when discussing astrophotography. Zoom lenses provide the versatility of a range of focal lengths, but this often comes at the expense of optical performance and maximum aperture. Going with the ‘one-lens-does-all’ approach is typically cheaper than buying multiple primes lenses to cover the same focal range and also lighter to carry.
Prime lens.
Prime lenses, or fixed focal length lenses, may not have the ability to zoom in or out but as they are specialised for one focal length and have less moving parts to incorporate, they typically offer better performance in sharpness and detail resolution.
54
EQUIPMENT – LENS
The complicated design of a zoom lens means that it’s impossible to offer apertures as wide as prime lenses can without drastically increasing their size and weight and it’s the fast apertures where prime lenses shine over zooms. The debate over prime lenses versus zoom lenses is one that echoes around most genres of photography but there are important and specific points to be made when discussing astrophotography. Having a wide aperture in astrophotography is crucial. It means more light is allowed through the lens and onto the sensor. This improves the signal-to-noise ratio which results in more detail and less visible noise in the image. Full-frame zoom lenses are typically limited to f/2.8, whereas full-frame prime lenses can open up to f/1.4, f/1.8 or f/2.
Zoom lens pros and cons One lens does all, saves weight Cheaper than buying multiple primes Lighter than carrying multiple primes Takes up less storage/bag space Limited maximum aperture Heavy vignetting at wide apertures Lower light transmission means more noise in images
Zoom lens.
As explained in the previous chapter, lenses exhibit their worst optical performance at their widest apertures. Most lenses are pretty unusable for astrophotography at apertures like f/1.4 or f/1.8; there will likely be strong aberrations like coma, astigmatism and chromatic aberration especially on the stars in the corners. In all my years of shooting there has only been one wide-angle lens I have come across that I would personally consider usable at f/1.4 and that is the Sony 24mm f/1.4 GM. Aside from that, I would always recommend that you step down until performance is adequate, which I often find to be around about f/2.8. But what’s the point of buying a prime lens with a fast aperture only to step it down to f/2.8 when you could just buy an f/2.8 zoom lens? The answer is better light transmission. Let’s say you have a 24mm f/1.4 lens and a 16–35mm f/2.8 lens and you take an image
with each at the same focal length of 24mm and the same settings of f/2.8, 20 seconds and ISO3200. As you have stopped down the prime lens, it will exhibit much less vignetting, which equates to more light recorded by the sensor. This means your image will be brighter and the increase in signal means there will be less noise in your image. This is the main reason I shoot most of my images with fast primes. Zoom lens.
In summary, prime lenses with fast apertures produce brighter images with less noise and also have an advantage in optical performance, whereas zoom lenses offer the convenience of only having to purchase and carry one lens. I shoot most of my images with fast primes for their amazing light transmission and optical performance, although there are occasions where I may be travelling with limited weight, or hiking a long and steep trail, where I’d opt to take just one zoom lens.
EQUIPMENT – LENS
55
Samyang/Rokinon (Full-Frame) Lens
Recommended lenses Samyang/Rokinon budget options Before getting into lenses for specific mounts I just want to single out Samyang lenses (the same lenses are sold under the name Rokinon in Canada and the US). Whilst they have been putting out premium, autofocus lenses as of late, their older, manual focus and manual aperture lenses are great budget offerings that perform pretty well for astrophotography. As they are available in practically all lens mounts, I felt it was better I gave them their own section to save me from repeating myself each time. Be warned, they are known for sample-to-sample variation so make sure you buy from a reputable source in case you need to return a bad copy. As they are manual focus and manual aperture there is no electronic connection between the lens and the camera body, which means there will be no information regarding the aperture setting in the EXIF data of your image. As the camera is unaware of what aperture you are using it will likely display f/0.0 or f/-- on the camera; don’t be alarmed, this is normal. You may need to change a setting in your camera to be able to use these lenses, it’s usually called ‘Fire shutter without lens attached’ but may differ between cameras. A quick Google search for ‘Using fully manual lenses with [insert camera brand] cameras’ should point you in the right direction.
14mm f/2.8 IF ED AS UMC
Summary If there was a hall of fame for landscape astrophotography lenses this would be the first entrant. Originally released back in 2009 it spent many years without competition and would be found in the kit bag of almost every wide-angle astrophotographer. Even the Canon 14mm f/2.8 which sells for around 5 or 6 times the price performs abysmally for astrophotography compared to this. It has some interesting moustache distortion and some fairly strong vignetting but its aberration control is excellent, with round stars in the corner of the frame at f/2.8. Whilst it has a lot more competition now, it’s still a great budget option and one of the best beginner lenses there is.
Another great bang for buck from Samyang and a fantastic focal length, especially for those just starting out. It’s not quite as crazy wide as the 14mm and doesn’t have the tight feeling of the 24mm. It also takes normal filters with its Ø77mm filter thread. Performance wise it’s pretty unusable at the widest apertures but great when stopped down, especially to f/2.8. 20mm f/1.8 ED AS UMC
One of my all-time favourite lenses and one that I built most of my original portfolio with. Whilst many will find the 24mm focal length a little tight and restricting, I really enjoyed producing highly detailed and almost noise-free panoramas with this lens. Like the 20mm, it’s not really usable at its widest apertures, but step it down to f/2.8 and it’s almost perfect. It too has a filter thread of Ø77mm. Unfortunately, this lens has increased in value steadily over the years and is no longer quite the bargain it used to be. 24mm f/1.4 ED AS IF UMC
The 35mm focal length is a little difficult for beginners but great for building high resolution panoramas and getting more detail out of objects like the Milky Way. This lens is another typical Samyang story with decent build quality for a low price. Coma and astigmatism at the widest apertures but improves when stopped down. 35mm f/1.4 AS UMC
This fast 50mm offering comes in a very small size and weight. Apart from the size and weight difference I could pretty much copy and paste the description of the 35mm above, although this lens can be had for considerably less money.
50mm f/1.4 AS UMC
56
EQUIPMENT – LENS
Performance, size and weight, cost.
Samyang/Rokinon (Full-Frame) … continued Lens
Summary
Performance, size and weight, cost.
Comes in a similar small and lightweight package as the 50mm. Again, very soft and unusable at the wide open apertures and ideally needs to be stopped down to f/3.5 for good corner performance. Also has pretty aesthetically displeasing diffraction spikes. 85mm f/1.4 AS IF UMC
An incredibly sharp lens for the price, even wide open. At f/2 the stars in the corners are pretty round although it does benefit a little from being stopped down to f/2.8. Whilst the aberration performance at f/2 is great, it has an interesting strongly defined vignette that is tough to correct in post-production. But for the price this lens is excellent and a great first lens for those looking to use a star tracker and capture their first deep-space objects. 135mm f/2 ED UMC
Samyang/Rokinon DSLR (Crop Sensor)
* In most cases the full-frame Samyang lenses can be used on the crop sensor
Whilst this lens has pretty heavy fisheye distortion it’s a fun way to capture a large amount of the sky in one shot. This is great for events like meteor showers or nights when the aurora is filling the skies above. It only opens up to f/3.5, however, the extreme wide angle allows you to expose for longer before the stars trail.
mount of the same camera brand, however, DSLR and mirrorless cameras from the same camera brand will have a different mount
8mm F3.5 UMC Fish-Eye CS II
system. It is possible to use the lenses designed for the DSLR mount with the 10mm is a great focal length for crop sensor, especially for beginners. Whilst it doesn’t have that fast of an aperture it still performs pretty well at f/2.8. I’ve only given it a 3 star rating for cost as it’s not that much cheaper than the Tokina 11–16mm f/2.8 which provides some versatility and fantastic performance for astrophotography.
mirrorless mount by using an adapter. For example, you can use Canon EF-S crop sensor DSLR mount lenses on the Canon EF-M crop sensor mirrorless
10mm F2.8 ED AS NCS CS
mount with an adapter.
The lens suffers a little astigmatism and chromatic aberration at f/2 but it’s not too detrimental to the image and definitely usable, but as with most Samyang lenses, performance improves upon stepping down. Whilst it’s not exactly expensive I’ve only given it a 3 star rating for price as it’s similarly priced to the Tokina 11–16mm f/2.8 which offers a bit more versatility and fantastic performance for astrophotography. 16mm F2.0 ED AS UMC CS
EQUIPMENT – LENS
57
Move Shoot Move Rotator This ultra-portable device is one of the smallest and most lightweight trackers on the market. It’s the one that I carry the most as it’s so portable and lightweight that I always have it with me. With it’s low payload capacity, it’s not quite as capable with large telephoto lenses compared to others on the list, however, it can handle just about any camera and wide-angle combination. The laser allows for quick and easy polar alignment by simply aiming the beam towards Polaris, the North Star, and you can improve accuracy a little by offsetting the laser direction by about ¾ degree in the direction of the star Kochab (the brightest in the constellation after Polaris) as this is the true position of the North Celestial Pole. With this sort of alignment, you can expect to achieve a shutter speed in minutes at a rate of 100 / focal length. So, for a 50mm lens this would mean 100/50 = 2 minutes. If you’re in a country or situation where you cannot use the laser, even just looking through the hole of the laser mount to align with Polaris will be sufficient. To improve on the polar alignment, you could use a polar scope instead of the laser and achieve even better tracking. This will then allow you to use longer focal length lenses like 85mm or 135mm with longer shutter speeds. It also has a half-speed tracking mode which can be useful if you just want to get slightly longer exposures without star trailing and also without blurring the foreground too much. This also means you can avoid the post-processing hassle of blending exposures of the sky and foreground together. The timelapse modes provide nice panning motion in timelapses, although it will take a bit of number
86
EQUIPMENT – STAR TRACKERS
Using a laser to polar align the Move Shoot Move star tracker makes setting up quick and easy.
crunching to work out how fast the device will rotate. The camera is only rotated between the exposures, so it remains still for the long exposures of night sky timelapses, hence the name Move Shoot Move. Perhaps the only downside is that the built-in battery only lasts around 5 hours when tracking, however, you can charge the device on the fly using a portable USB power bank. Verdict: If you only intend on shooting wide-angle astrophotography then this is a great choice and my personal favourite. The size and weight mean you’ll be more likely to take it out with you and it’s simple and quick to set up. The half-speed mode is useful, as are the timelapse options. Perhaps its only downside is that it has the shortest battery life of all the devices listed here. (Use code ‘ALYN’ for 5% off).
Move Shoot Move Rotator Size:
9.9 × 8.0 × 4.3cm
Weight:
450g (without extra ball head, mount or laser)
Payload:
3kg
Tracking speeds:
Sidereal, ½ speed, timelapse modes (0.05, 0.075, 0.1, 0.125)
Power:
Built-in battery, 5–6 hours
Recommended use:
14–50mm. 85–135mm with good polar alignment using a polar scope
The included user guide gives good advice on which to use based on your camera’s position and then to confirm that the tracker is rotating at the right speed you can use an app to work out the BPM of the click noises made as the tracker rotates, with 130 BPM being the aim. Also note that there is a special NS version available that works in both the Northern and Southern Hemispheres. If there is no NS denotion then the device will only work in the Northern Hemisphere.
Mini Track LX2
Mini Track LX2
Size:
21 × 8 × 5cm
21 × 8 × 3cm
Weight:
490g (without extra ball head, mount or polar tube)
570g (without extra ball head, mount or polar scope)
Payload:
2kg
2kg
Tracking speeds:
Sidereal
Sidereal
Power:
Clockwork drive, no battery, 1-hour per wind up
Clockwork drive, no battery, 1-hour per wind up
Recommended use:
14–50mm 85–135mm with good polar alignment using a scope
14–50mm 85–135mm with good polar alignment using a scope
Omegon Mini Track LX2 and LX3 Another tracker that just about fits into the ultraportable category is the Omegon Mini Track LX2 and the newer LX3. Its profile and weight are almost the same as the Move Shoot Move but it is twice as long. What’s most interesting about the Mini Track is that it doesn’t require any batteries or electric power as it has a clockwork motor. Simply wind it up and it tracks for an hour a time. Its tracking performance is also similar to that of the Move Shoot Move, with the manufacturer’s claims of shutter speed in minutes working out around
Verdict: The Mini Track offers a similar tracking performance as the Move Shoot Move in a device with a similar weight but twice as long in physical size. The fact it doesn’t require electrical power is a great plus and definitely one of its biggest selling points, however, the spring mechanism adds an extra fiddly step to the setting up process and many may find the continuous ticking noise quite frustrating, especially when trying to enjoy some peace under the stars.
100 / focal length of the lens you’re using to hold pretty true. The LX2 is provided with a polar tube, which is simply a straw-like tube that allows you to make a pretty good rough alignment with Polaris. Since the launch of the LX3, however, there is now the option of a polar scope for more accurate alignment. Another big difference is the tension-loaded spring system that somewhat replaces the need for a counter weight. If your camera is facing east or west, the imbalance can cause the tracker to rotate too quickly or too slowly. To correct this, you have to set a spring to one of seven different tension positions.
EQUIPMENT – STAR TRACKERS
87
Focus distance
Depth of field
Focus Point Narrow depth of field
f/2.8
Focus distance
Focus Point Large depth of field
f/16 Focus Point Small depth of field
f/2.8 Focussed at Infinity How focus point and aperture setting affect the depth of field.
108
SETTINGS AND TECHNIQUE – CAMERA SETTINGS
Sadly, using a lens at its widest aperture settings comes with caveats. One of those is the limited depth of field. Depth of field is the distance between the closest and farthest objects in focus and, unfortunately, the lower the f-number the shallower the depth of field. Wildlife photographers would typically use smaller f-numbers such as f/1.4–f/2.8 to isolate their subject by blurring the foreground and background. Landscape photographers typically find themselves using larger f-numbers such as f/8–f/16 to ensure everything from front to back is in focus. Although it would be desirable to use large f-numbers for their increased depth of field, we simply don’t have the freedom due to the lack of light that would pass through the lens. You would find yourself using a much longer shutter speed to compensate and end up with long star trails in your image. Lenses that only open up to f/4 are still able to produce stunning starscape images, however, if you want to get good detail out of things like the Milky Way then it’s advisable to have a wide-angle lens that opens up to at least f/2.8. At this point you can collect enough light for a good exposure and also obtain good detail in the faint Milky Way. Lenses that open wider than f/2.8 are a bonus. Typically these will be prime lenses, lenses without the capability to zoom and change focal length. However, when shooting with such wide apertures, you need to be wary of lens aberrations such as coma, astigmatism and vignetting (discussed in the Lens section of the Equipment chapter) as this is when they will be at their worst.
Aberrations and sharpness The prime lenses I use open up to f/1.4 and f/1.8, however, I normally find myself shooting at f/2 to f/2.8 for multiple reasons. Firstly, stopping the lens down means I have the added benefit of a larger depth of field, so more of the foreground will be sharp and in focus. Also, lenses exhibit their strongest vignetting at their maximum apertures but this decreases when stopping the aperture down, so there is less light fall-off in the corners. As f/1.4 lenses have less vignetting when used at f/2.8 compared to a zoom lens with a maximum aperture of f/2.8, they will actually produce brighter images with less visible noise even though the exact same settings were used. F-numbers are not equal between different lenses and this is why cinematographers use t-stop values instead, as they are based on the actual light transmission of the lens.
f/1.8
f/2.8
Stars in the top right corner of the frame in images taken with a Sigma 50mm f/1.4 Art lens at f/1.8 and f/2.8. Notice how the astigmatism improves and the “wings” on the stars disappear when stopping down.
Lastly, stopping a lens down will normally help to reduce any aberrations and also improve the overall sharpness of the image. That said, more and more modern lenses are achieving impressive aberration control and sharpness even when used wide open at f/1.4 and f/1.8.
f/1.4
f/2.0
f/2.8
Summary Finding the best aperture to use for your lens can be a bit of a juggling act of compromises. If you’re using a lens that only opens up to f/2.8, then you will very likely be shooting at f/2.8. If your lens goes wider, then it’s worth testing and comparing the widest settings to see how sharpness, aberrations and vignetting change. Everyone will have their own personal limits when it comes to the presence of lens aberrations. Personally, having very few aberrations present on the stars in the corner of the frame is of high priority for me, but for other casual shooters, who might only share their images on social media as a hobby, it may not be of much importance.
Centre of the frame in 3 images taken with a Samyang 24mm f/1.4 lens. Notice how the overall sharpness improves as the lens is stopped down, particularly obvious in the wind vane on top.
f/1.4
f/2.0
f/2.8
f/4.0
Notice how the vignetting improves as you stop down the aperture and there is less light fall-off in the corners. SETTINGS AND TECHNIQUE – CAMERA SETTINGS
109
Focus Point = Hyperfocal Distance (H) H/2
H/2
Maximum depth of field
f/2.8 Focussed at Hyperfocal Distance Focusing at the hyperfocal distance results in everything from half the hyperfocal distance from the camera all the way to infinity is in acceptable focus.
2 Hyperfocal Distance focusing Focusing at the hyperfocal distance is a method commonly employed by landscape photographers in order to maximise the depth of field in their images and ensure sharpness from front to back. It is the distance at which to focus such that everything from infinity to half the hyperfocal distance can be considered ‘acceptably sharp’. It is based on the megapixel count of your sensor, focal length of your lens and the aperture you’re shooting at as well as something known as the circle of confusion. The circle of confusion is where the acceptable part of ‘acceptably sharp’ comes from. Without going into too much detail, it is the maximum size a blurred spot captured by the camera’s sensor can be such that it will be seen as a sharp point in the final image. As such it depends on a lot of factors including the megapixel count of your sensor as well as the final viewing conditions of the image (such as print size, viewing distance and viewer’s visual acuity). A lot of hyperfocal distance tables found online are often outdated as they have been derived from using film cameras and printing images at a particular size. When it comes to digital photography, I can highly recommend the hyperfocal tables found in the PhotoPills app. You will be able to select the camera you are using and find the hyperfocal distance for your given focal length and aperture. There’s even a nifty
128
augmented-reality mode to help you visualise where the hyperfocal distance is found in the scene and where the focus will begin to drop off, however, this becomes almost useless when you are out in the dark as you will not be able to see the scene through your smartphone’s camera. To focus at the hyperfocal distance, once you’ve worked it out from the hyperfocal table, you have to estimate how far into the scene it is, illuminate the scene with a head torch and focus at that distance. This is a little impractical and relies on guesswork, which is why I personally prefer the live-view method. If your lens has hyperfocal markings on it, then this process could be a lot easier but they are often not as accurate as you’d like. One thing that is highly important to note, especially for landscape astrophotography, is to make sure you are not falling short of the hyperfocal distance. If you focus closer than the hyperfocal distance then you will lose sharpness at infinity which can be highly detrimental given the importance of the night sky in your images. As such, it is a much safer bet to focus slightly further than the hyperfocal distance, to ensure that the stars in the image are sharp. The upside of hyperfocal distance focusing is that it will maximise the depth of field in your images, meaning more of the foreground will be considered
SETTINGS AND TECHNIQUE – HOW TO FOCUS IN THE DARK
acceptably sharp compared to the live-view focusing on the stars method. For this reason, I use the method from time to time when doing panoramas and I want as much of the foreground in focus as possible. Although other times, when I want complete sharpness in the foreground, I will perform a focus stack, which will be covered in the Multi-Exposure Techniques chapter of this book. The downside is that you have to first find the hyperfocal distance for your chosen focal length and aperture, decreasing the amount of time in the field spent shooting. It also relies on your ability to estimate the hyperfocal distance, especially as underestimating it can result in a loss of focus at infinity, resulting in blurred stars. Another drawback I have noticed over the years is that aberrations such as astigmatism and coma can become a bit more pronounced when focussed at the hyperfocal distance rather than infinity.
3 Daytime focusing Some people prefer to focus their lenses during the daytime in preparation for a night shoot. This involves setting up your lens and camera during the daytime and focusing on some distant object such as a mountain on the horizon and waiting for darkness to fall. It may be worth using a piece of gaffer tape to lock the focus ring down once you are happy. This is hardly the most practical of methods as it relies on you preparing for a night shoot during daylight. The other
Diffraction spikes caused by Kase Bright Star filter, allowing you to check for perfect focus.
certainly of benefit for using telephoto lenses, however, which can be more difficult than wide-angle lenses to focus to infinity perfectly. Using a Bahtinov mask (Kase Bright Star) in a 100mm filter holder (Kase K9) to achieve perfect focus on the stars.
5 Trial and error using Lens Markings
was invented by Russian amateur astrophotographer Pavel Bahtinov and it’s a tool that assists in achieving perfect focus on the stars.
A table of hyperfocal distances for various focal lengths being used at various wide apertures on a Sony a7iii body. Taken from the app PhotoPills.
issue is that if you change the aperture of your lens or you zoom in or out then you should really adjust the focus to suit. Whilst it may not be a method I’ve used personally, I have had workshop clients who told me they prefer this method. Although after the workshop perhaps they changed their minds! Some of you may find it advantageous if your camera struggles to pick up any stars on the rear-LCD when using the live-view method, or if your eyesight is particularly bad.
4 Bahtinov Mask focusing Bahtinov masks are a bit of kit used by deep space astronomers that have made their way into the wide-angle astrophotography world. The pattern
The filter is used in front of the lens and features three grids of slits running at different angles. Once the filter has been mounted in front of the lens, the three grids will cause what’s known as diffraction spikes on the stars and any other point source of light. You then have to adjust focus until all the spikes align and run perfectly through the centre of the star (or your chosen point source of light). At some longer focal lengths such as 200mm you have a chance of seeing the diffraction spikes when using live-view and digitally zooming to 10× on a distant star. When using wide-angle lenses this isn’t possible and you have to take test shots in order to see the diffraction spikes and then adjust accordingly before trying another test shot. This of course impacts your workflow speed in the field. Personally, I find them of little benefit for wide-angle shooting as achieving accurate focus is not that difficult without them and the increased workflow time is time lost shooting in the field. Others swear by them in order to achieve perfect focus. They’re
If none of the above options are working for you and your camera, there is one last resort – trial and error. For this to work you ideally need some markings on your lens. If your lens doesn’t have any straight out of the box you can simply print a numbered scale and stick it to your lens with clear tape. Start with your lens focussed as far away as possible and take a test shot. Focus a little closer, take a note of the position of the lens markings and take another test shot and repeat. Review the images and decide which marking gave the best result.
6 Focus Stacking Given the limited depth of field when shooting at wide open apertures like f/2.8 you will find it difficult to get close and intimate to the foreground whilst maintaining a sharp image from front to back. In such situations you can employ a technique called focus stacking which involves taking multiple exposures, each with a different focus distance and later stack all the images in post-production software like Adobe Photoshop. The result is an image that has a much larger depth of field with everything in focus from the immediate foreground to the distant stars. This technique will be covered in more detail in the Multiple Exposure Techniques section.
SETTINGS AND TECHNIQUE – HOW TO FOCUS IN THE DARK
129
Histogram – Checking Your Exposure When starting out in landscape astrophotography I found myself incredibly frustrated when loading up the images at home to find that they were much darker than what I previewed in the field. What I thought was a decent exposure with lots of detail in the shadows was actually very underexposed and lacking in detail. I’d be forced to try and brighten the image in post to save it, only to unveil a lot of noise in the shadow areas. At the time I was using the Canon 6D which is ISO-variant. This wouldn’t have been an issue with an ISO-invariant camera. The problem is that the rear LCD of your camera will appear to be exceptionally bright when you are out shooting in a dark area. When you later view the images on your computer at home in a daylit environment you find that the image wasn’t as bright as you first thought. The first step to tackling this problem is to turn the brightness of the rear LCD down to its lowest setting. This not only helps with previewing the images more correctly in the field but also protects your biological night vision, which can take 20–30 minutes of darkness to develop. A bright light will cause your pupils to contract and reset your night vision. The best way to be sure that you have exposed properly is to check the histogram of the image you have taken. A histogram is a graphical representation of the amount of darks, midtones, and highlights in the image. Dark tones accumulate to the left of the graph, lighter tones to the right, and the midtones in the middle. At the very left edge is 0% black and at the very right edge is 100% white. In Lightroom and many other editing suites you can find an RGB histogram that shows the distribution of tones in the red, green and blue channels as well. Areas of cyan, yellow and magenta show where two colours overlap and the grey area shows where all colours overlap.
Enjoying the moonrise from above the clouds on Snowdon, Wales. Sony a7III + Sony 24mm f/1.4 GM. Single Exposure: f/2.5 • 15 secs • ISO3200.
SETTINGS AND TECHNIQUE – HISTOGRAM – CHECKING YOUR EXPOSURE
133
Multiple-Exposure Techniques • Stacking for Noise Reduction • Tracking with a Star Tracker • Stacking Vs. Tracking • Long Exposure Foreground • Focus Stacking • Panoramas • Star Trails • Ha + RGB Images
“ I think this is the most exciting time in the history of photography. Technology is expanding what photographers can do, like the microscope and the telescope expanded what scientists could do.” RICHARD MISRACH
With single-exposure landscape astrophotography, you find yourself at the extreme end of the exposure settings and this comes with caveats and limitations. The apparent motion of the stars across the sky limits your shutter speed, typically resulting in underexposure. Using high ISO values to amplify the brightness of the image reveals noise. Being forced to use wide open apertures results in a very narrow depth of field as well as an increase in undesirable lens aberrations such as coma, astigmatism and vignetting. To overcome the limitations of a single exposure, you can combine multiple exposures to create your final image. Taking advantage of multiple exposure techniques, astronomers have been able to unveil fainter and more distant objects in space, peer back approximately 13 billion years into the past with the Hubble Space Telescope, and even produce the first ever image of a black hole by combining data captured simultaneously by telescope arrays scattered all over the world. Whilst the techniques covered in this chapter are unlikely to lead you to such a staggering feat, they will certainly go a long way in overcoming the limitations that come with a single exposure and do wonders for the aesthetic quality of your images. This is especially true if you are using more affordable or older equipment.
Previous spread: Comet NEOWISE in the skies above Teide National Park, Tenerife. Sony a7III + Sony 24mm f/1.4 GM + Move Shoot Move tracker. 2-Row Panorama (sky tracked): f/2.8 • 150 secs • ISO640. Opposite: The ISS passes through Orion as the zodiacal light emanates from the horizon at Craig Goch Dam in the Elan Valley, Wales. Sony a7IV-a + Sony 14mm f/1.8 GM + SkyWatcher Star Adventurer Pro + Astronomik H-alpha (12nm) filter. Foreground: f/2.8 • 180 secs • ISO800. Sky (tracked): f/3.2 • 2 × 150 secs • ISO 800. Sky (H-alpha filter): f/2.2 • 240 secs • ISO800.
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES
149
Tracking with a Star Tracker Big Dipper
Southern Cross Crux
Gacrux Acrux
The Pointers
Large Magellanic Cloud
4.5 times the length of the Southern Cross
NCP
Polaris
South Celestial Pole
Dubhe Merak
Perpendicular to the line between The Pointers
part of Centaurus
SE
Sigma Octanis
Small Magellanic Cloud
S
SW
Finding the SCP is more tricky in the Southern Hemisphere without a bright guide star like Polaris.
The rotation of Earth on its axis causes the stars to move across the sky, limiting your shutter speed to a maximum length before they begin to trail in the image. But what if we could counteract that rotation? That’s where equatorial mounts come in. Commonly referred to as star trackers, these mounts can be aligned with Earth’s axis of rotation and then rotate your camera at the same speed as Earth’s rotation but in the opposite direction, allowing you to take much longer exposures of the stars before seeing any star trailing. Imagine standing still in the middle of a spinning merry-go-round and looking up at the ceiling – you would see the ceiling spinning. But if you
156
Little Dipper
Kochab
Beta Centauri
Alpha Centauri
Pherkad
were then standing on a metal plate that was rotating at the same speed as the merrygo-round only in the opposite direction, the two motions would cancel each other out. Then when you look up, the ceiling would no longer be spinning. Being able to capture longer exposures of the stars improves the signal-to-noise ratio of the image, resulting in less visible noise, more detail and better colour accuracy. It’s a great technique to unveil greater detail and colour in the Milky Way, especially its fainter regions. It’s also highly beneficial when shooting at slightly longer focal lengths such as 35mm, 50mm, and 85mm, that are otherwise restricted to short shutter speeds. The downside is that the
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – TRACKING WITH A STAR TRACKER
To polar align a star tracker, its axis of rotation must point at the NCP or SCP. The yellow lines show the rotation of the stars around the NCP as Earth spins. The yellow lines also indicate the direction your camera is rotated by the star tracker in order to track the stars.
foreground will be blurry due to the movement of the camera, so you have to take a separate exposure for the foreground and blend the tracked sky onto it.
Polar alignment In order for star trackers to counteract Earth’s rotation, the rotational axis of the device needs to be aligned with the rotational axis of Earth. Earth’s rotational axis is an imaginary line that runs from the South Pole to the North Pole and extends to points in the night sky called the North Celestial Pole (NCP) and the South Celestial Pole (SCP). To polar align a star tracker, you have to point its rotational axis at the NCP or SCP in a process known as polar alignment.
Those in the Northern Hemisphere are fortunate to have the North Star, Polaris, which sits roughly on the NCP. It’s actually about three quarters of a degree off, but shines at an apparent magnitude of +2, making it a very convenient naked-eye visible marker. It’s a common misconception that Polaris is the brightest star in the night sky, it actually ranks 50th.
NCP
Those in the Southern Hemisphere have to make do with the star Polaris Australis (Sigma Octantis) which has an apparent magnitude of +5.6, putting it at the limit of naked-eye visibility and making it a lot more difficult to spot for inexperienced observers. It’s also just over a degree away from the SCP, making it a less accurate pointer than Polaris is for the NCP.
Rough polar alignment If you are shooting with a wide-angle lens then rough polar alignment will be sufficient to obtain considerably longer exposures than the star trailing limit of an untracked exposure. One useful bit of information to know is that the angle between the NCP (or SCP) and the horizon is equal to your current latitude on Earth. Imagine you are at the North Pole which is 90°N in latitude; the NCP (and Polaris) will be directly above you at an angle of 90° from the horizon. For every degree in latitude you head south, the NCP will drop 1° closer to the horizon, so by the time you are visiting me in the Brecon Beacons, Wales, which is roughly 52°N, the angle between the NCP and the horizon is 52°.
NCP
Observer’s horizon
Observer’s horizon
45° 20°
Earth’s axis
Earth’s axis
45°
20°
Equator
Equator
The angle of elevation of the NCP (or SCP) above the horizon is equal to the observer’s latitude.
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – TRACKING WITH A STAR TRACKER
157
400mm • f/5.6 • 100 × 120 secs • ISO640.
300mm (RGB) • f/5.6 • 114 × 90 secs • ISO640. 300mm (H-alpha) • f/5.6 • 133 × 90 secs • ISO3200.
135mm • f/2.8 • 30 secs • ISO1600.
Andromeda Galaxy (M31, NGC 224)
California Nebula (NGC 1499)
Carina Nebula (Eta Carinae Nebula, NGC 3372)
Type:
Barred spiral galaxy
Type:
Emission nebula
Type:
Emission nebula
Constellation:
Andromeda
Constellation:
Perseus
Constellation:
Carina
Right Ascension:
00h 42m 44.3s
Right Ascension:
04h 03m 18.00s
Right Ascension:
10h 45m 08.5s
Declination:
+41° 16' 9"
Declination:
+36° 25' 18.0"
Declination:
−59° 52' 04"
Apparent Dimensions:
3° × 1°
Apparent Dimensions:
2.5° long
Apparent Dimensions:
2° × 2°
Apparent Magnitude:
+3.4
Apparent Magnitude:
+6
Apparent Magnitude:
+1
Distance:
2.5 million light-years
Distance:
1 light-year
Distance:
8,500 light-years
Visibility:
Northern Hemisphere best
Visibility: Worldwide, Northern
Visibility:
Southern Hemisphere
Best Season:
Northern autumn-winter
Hemisphere best
Best Season:
Southern summer
Northern winter
Recommended Focal Length: 135–600mm
Recommended Focal Length: 135–600mm
Best Season:
Recommended Focal Length: 135–400mm
The Andromeda Galaxy is a barred spiral galaxy and the closest major galaxy to the Milky Way. It’s so large in the night sky it would require two rows of six Moons to cover it from view. It’s also naked-eye visible and under favourable conditions can even be glimpsed from moderately light-polluted skies. Care must be taken not to overexpose the bright core.
166
The California Nebula gets its name from its resemblance to the outline of the US State of California and by sheer coincidence it also passes through the zenith from central California as it sits at a declination of +36°, which matches the latitude of central California, 36°N. It’s an emission nebula that is rich in hydrogen-alpha emissions, so is best captured with an astro-modified camera.
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – TRACKING WITH A STAR TRACKER
The Carina Nebula is a large, complex area of bright and dark nebulosity and is the jewel of the Southern Hemisphere night sky. It’s brightest region is blocked from view by the smaller, dark nebula known as the Keyhole Nebula.
135mm • f/2.8 • 10 × 180 secs • ISO1600.
400mm (RGB) • f/5.6 • 48 × 90 secs • ISO640. 400mm (H-alpha) • f/5.6 • 119 × 90 secs • ISO3200.
Coalsack Nebula Dark nebula
Flame Nebula (NGC 2024) and Horsehead Nebula (Barnard 33)
Constellation:
Crux
Type: Emission Nebula and
Right Ascension:
12h 50m
Type:
Dark Nebula
275mm • f/4.5 • 50 × 300 • ISO 3200.
Declination:
−62° 30'
Constellation:
Orion
Apparent Dimensions:
7° × 5°
Right Ascension:
05h 41m 30s
Apparent Magnitude:
N/A
Declination:
−02° 09' 15"
Heart Nebula (IC 1805) and Soul Nebula (IC 1848)
Distance:
590 light-years
Apparent Dimensions:
1.5° × 1°
Type:
Visibility:
Southern Hemisphere
Apparent Magnitude:
+10
Constellation:
Cassiopeia
Best Season:
Southern summer-autumn
Distance:
1,375 light-years
Right Ascension:
02h 44m 23s
Visibility:
Worldwide
Declination:
+60° 55' 36"
Apparent Dimensions:
5° × 4°
Apparent Magnitude:
+18.3
Recommended Focal Length: 50–200mm
Best Season: Northern winter/Southern
The Coalsack Nebula is the most prominent dark nebula in the night sky, easily visible to the naked eye as an eerily dark patch which blocks the view of a section of the Milky Way that runs through the Crux constellation. It forms the head of the emu in the sky in many Australian Aboriginal cultures.
summer Recommended Focal Length: 200–600mm
The Flame and Horsehead Nebulae are part of the larger Orion Molecular Cloud Complex. The Flame is an emission nebula and the Horse is a dark nebula that stands out prominently against the backdrop of IC 434, an active star-forming H II region. As such, it’s another target that benefits from an astromodified camera, but can still be easily captured with a stock camera.
Emission nebulae
Distance:
7,500 light-years
Visibility:
Northern Hemisphere
Best Season:
Northern summer-autumn
Recommended Focal Length: 135–400mm
The Heart and Soul Nebulae found in the constellation Cassiopeia are emission nebulae with glowing ionized hydrogen gas and darker dust lanes with a number of small open star clusters embedded within – another target that benefits from an astro-modified camera.
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – TRACKING WITH A STAR TRACKER
167
Focus Stacking
Infinity focus on stars.
Focussed on midground.
Shooting in such dark environments forces you to use wide-open apertures that only provide a limited depth of field to work with. If you prioritise the stars and focus to infinity, the immediate foreground of your images will be out of focus and blurry. To combat this limitation you can use a technique known as focus stacking. The idea is that you take multiple exposures, changing the focus point between each, which you later blend into one exposure that is sharp from front to back.
If your camera doesn’t, or you are using a lens that only has manual focus, then the steps for collecting the exposures are as follows:
Some cameras have a built-in automated mode for collecting images for a focus stack (though I’d still recommend shooting manually to be safe).
178
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – FOCUS STACKING
1 Compose your scene, set the exposure settings and ensure you are using manual focus. Start with infinity focus (focus on the stars) and take your first image. 2 Review the image on the rear screen of your camera, zoom in to 100% and find the point in the foreground where you think the focus is dropping off and the image is becoming blurry.
Focussed on foreground.
3 Illuminate the scene with a head-torch or flashlight so that you can focus on the point where the image is starting to blur. Use live-view mode, digitally zoom on that point and re-focus. Take another exposure. 4 Repeat steps 2 and 3 until you are focussed on the closest object in the frame. Depending on the circumstances it may only require 2 or 3 images but can sometimes require 6 to 7. 5 Ensure you have enough frames such that every portion of the image is in focus in at least 1 exposure. Having excess frames is not an issue, but not having enough will be.
The final blended and edited image with 3 exposures focus stacked for the foreground and 13 exposures of the sky stacked for noise reduction. The focus stacked foreground and noise stacked sky were blended together in Photoshop. Gower, Wales. Foreground – (3-exposure focus stack): f/2.2 • 90 secs • ISO800. Sky – (13-exposures noise stack): f/2.2 • 25 secs • ISO3200.
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – FOCUS STACKING
179
Multi-row panoramas The next step up from single-row panoramas is multi-row panoramas. The process is the same, but once you have finished one row, move your camera up or down, still aiming for about a 50% overlap between images, and capture another row. Repeat until you’ve captured the entire scene.
Direction of shooting It’s a lot easier to pan a camera compared to tilting, so I prefer to shoot in rows (see opposite). This means that I only need to tilt the camera at the end of each row. If I’m not expecting lighting conditions to change, then I will shoot in a zig-zag pattern, shooting one row left-to-right and the next row right-to-left. If lighting conditions will change during the course (see opposite) of capturing the panorama, such as a rising or setting Moon, or perhaps the onset of twilight, then it’s best to shoot each row (or column) in the same direction rather than using a zig-zag pattern (see opposite). This evens out the time between adjacent images in the rows and results in a smoother gradient in the final stitched image.
Focal length The longer focal length lens you use, the higher resolution and more detailed the resulting image will be. Some of my highest quality images are panoramas captured with a 50mm or 85mm lens. The biggest drawback is that the longer focal length you use, the narrower depth of field you have to work with. So unless you employ a focus stacking technique on the foreground, you have to accept that the immediate foreground will be out of focus. For this reason I tend to shoot long focal length panoramas when the main subject of my foreground is quite distant.
188
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – PANORAMAS
The Milky Way arching in the skies above Teide National Park, Tenerife. After capturing one row of images, the camera is panned up (or down) and another row is captured. Sony a7Sii (astro mod) + Sony 24mm f/1.4 GM. Panorama (2 rows of 9 images): f/2.0 • 15 secs • ISO3200.
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – PANORAMAS
189
A highly detailed panorama captured with the Sony FE 85mm f/1.8 lens. The light of the setting Moon provided the perfect foreground lighting without washing out the detail in the Milky Way. Tenerife, Canary Islands. Panorama (6 rows of 7 images): f/2.2 • 6 secs • ISO3200.
What about star motion? The most common question I get from clients on my workshops is whether the motion of the stars relative to the foreground whilst capturing images for a panorama causes an issue. If you’re just doing simple panoramas with images captured in quick succession then the stars won’t move enough to cause major issues. There may be some minor stitching errors, but usually nothing to get too worried about. The motion of the stars becomes more of a consideration when doing larger 360x180° panoramas, which we will look at shortly.
190
MULTIPLE EXPOSURE TECHNIQUES – PANORAMAS
Earth and the Sun The solar system formed from a dense cloud of interstellar gas around 4.5 billion years ago. As the material collapsed under gravity, a star formed at the centre with a disk of material spinning around it, from which the eight planets would form: Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. As all of the planets were born from the same flat disk of spinning material, they all orbit the Sun in the same direction and in the same plane, known as the ecliptic.
Sun at it’s highest point in the sky.
Earth completes one rotation on its axis in 23 hours, 56 minutes and 4 seconds. Known as a ‘sidereal day’.
Earth takes 365¼ solar days to orbit the Sun, travelling at an average speed of 67,000 mph (110,000 km/h), with the extra ¼ day of each orbit accumulating to give us a leap year every four years, when February has 29 days instead of 28.
Earth must rotate for another 4 minutes for the sun to return to the highest point in the sky. This is a ‘solar day’, lasting about 24 hours.
The difference in a sidereal and solar day.
It’s a common misconception that a day is the time it takes for Earth to complete one rotation on its axis. That is actually a sidereal day – the time taken for Earth to rotate on its axis such that a star returns to the same position in the sky: 23 hours and 56 minutes. A solar day, which we’re more familiar with, is the time taken for the Sun to return to the same position in the sky: 24 hours. A more correct way to phrase that would be the time taken for the Sun to make two consecutive transits of the meridian (an imaginary line that runs from south to north and directly overhead through the zenith). The reason a solar day is slightly longer is that by the time Earth has rotated once on its axis, completing a sidereal day, it has moved about 1° along its orbit around the Sun. Earth now needs to rotate an extra 1° for the Sun to return to the same position in the sky, which takes around 4 minutes. It’s this difference
220
NAVIGATING THE NIGHT SKY – EARTH AND THE SUN
Obliquity 23.5° N
between a sidereal day and a solar day that is the reason stars rise 4 minutes earlier each consecutive night, or 2 hours earlier each consecutive month. You will come across the word sidereal if you purchase a star tracker. You use the sidereal mode to track the stars and the solar mode to track the Sun. 90°
Seasons
Orbital / Ecliptic Plane
Earth’s rotational axis is on a tilt of about 23.5° to its orbital plane and its direction barely changes as Earth orbits the Sun*. It is this tilt that is responsible for the changing seasons over the course of a year. Earth’s Axis
During June, July and August, the Northern Hemisphere is tilted towards the Sun, resulting in longer days and more direct rays of sunlight, giving rise to summer. At the same time the Southern
S
Perpendicular to the Ecliptic Plane
Earth’s obliquity and how it causes seasons.
Vernal Equinox
N
S
Spring June Solstice
Winter N
N
Summer
Autumn S
S
December Solstice
N
S Autumnal Equinox Earth's axial tilt gives rise to seasons as the hemispheres become tilted away from or towards the Sun as Earth orbits the Sun.
Hemisphere is tilted away from the Sun, and so experiences shorter winter days and more indirect rays from the Sun. During September, October and November, the Northern Hemisphere days become shorter and cooler as autumn arrives. For the Southern Hemisphere it’s spring and the days become longer and warmer. During December, January and February, the Northern Hemisphere is now tilted away from the Sun and
experiences the short, cold days of winter, whilst the Southern Hemisphere is enjoying summer. I’m pretty sure you’ve already worked out what happens during March, April and May.
axis slowly points to a different direction, tracing a giant circle in the night sky. Consequently, in the year 14,000, Vega will become the North Star. It won’t be until the year 27,800 that Polaris is once again the North Star.
* Earth actually wobbles like an out-of-balance spinning top thanks to the gravitational influence of the Sun and Moon. This wobble is known as Earth’s precession and it takes around 25,800 years to complete one full wobble. During this time, Earth’s rotational
NAVIGATING THE NIGHT SKY – EARTH AND THE SUN
221
NW
N
NE
NW
Northern Hemisphere
W
SE
S
N
NE
Southern Hemisphere
E
W
SW
SE
S
SW
NW
N
NE
E
The direction the stars move depending on which hemisphere you're in and which direction you're facing.
Equator
E
W
SE
238
NAVIGATING THE NIGHT SKY – MOTION OF THE STARS
S
SW
Ursa Minor Draco
Lyra
Ophiuchus
Libra
Virgo
Serpens Vulpecula Cignus
Sagitta
Scutum
Scorpius
Aquila
Corvus
Delphinus
Cepheus Lacerta
Hydra Sagittarius
Equuleus Pegasus
Capricornus
Constellations overlaid onto a Milky Way panorama from La Palma, Canary Islands. Sony a7SII + Sigma 14mm f/1.8 Art.
Corona Austalis
Lupus Norma
Centaurus
Panorama (2 rows of 11): f/2.2 • 25 secs • ISO6400.
Constellations and Asterisms Traditionally, a constellation, which translates from Latin as “set of stars”, is a group of stars that when connected with imaginary lines form an outline of a mythical person, creature or inanimate object. In modern science, a constellation covers an area of the sky, with 88 officially recognised constellations set out by the International Astronomical Union (IAU) filling the entire celestial sphere. It is widely accepted that prehistoric humans once gazed upon the night sky and gave names
to stars and particular patterns and used them to tell stories. Perhaps the earliest evidence of pattern recognition in the night sky can be seen in cave paintings found in Lascaux, France, from 17,000 years ago. They appear to depict the bull we now know as Taurus, with the open star cluster Pleiades over its shoulder and what is today known as Orion’s Belt to its left. However, a large number of the constellations we are familiar with today were given their patterns and names by the ancient Greeks. This should come
as little surprise if you already know of constellations like Orion, Hercules and Cassiopeia. It was around 400BC when the Greeks adopted the Babylonian system and began adding more constellations of their own. These became immortalised in roughly AD150 when Ptolemy outlined 48 constellations in his mathematical and astronomical treatise, Almagest, which influenced astronomy around Europe and the Arabic world for centuries to follow.
NAVIGATING THE NIGHT SKY – CONSTELLATIONS AND ASTERISMS
239
90°
80°
Ursa Minor Cepheus
Draco
70°
60°
50° Cygnus
Lacerta
40°
Canes Venatici Lyra
Corona Borealis
Hercules 30°
Bootes
Vulpecula
Coma Berenices
Pegasus
20°
Sagitta Serpens Delphinius
10° Equuleus
Virgo
0°
Serpens
Aquila
October Ophiuchus
March -10°
-20°
Scutum
Libra
Capricornus
Corvus
December
January
Piscis Austririus
-30°
November
February
Aquarius
Scorpius
Sagittarius
Lupus
Microscopium Corona Australis
-40° Grus
Telescopium
-50°
Centaurus
Indus
Norma Ara
-60°
Tucana
Crux Pavo
Triangulum Australe
Circinus
-70°
Musca
24hr
C
Apus
-80°
Octans 23hr
22hr
21hr
20hr
19hr
18hr
17hr
16hr
15hr
14hr
13hr
12h
Camelopardalis
Ursa Major
Cassiopeia
Auriga
Leo Minor Triangulum Taurus
July August Leo
Aries
June
Pisces
Gemini
May
Cancer Orion
September
April Canis Minor
Sextans
Crater
Eridanus
Hydra
Cetus
Lepus
Canis Major Pyxis
Sculptor
Fornax
Antlia Puppis
Columba
Caelum
Vela
Horologium Phoenix Pictor Carina Reticulum
Dorado
Volans Hydrus
Mensa
Chamaeleon
hr
Andromeda
Perseus
Auriga
Lynx
11hr
10hr
9hr
8hr
7hr
6hr
5hr
4hr
3hr
2hr
1hr
0hr
Motion of the Planets Moon
Jupiter
Mars Ecliptic
Saturn
Mercury
Venus
SE
S
SW
W
The planets all roughly follow the ecliptic as they move against the backdrop of stars night by night. As Venus and Mercury are closer to the Sun than Earth, they are never too far away from it in the sky and thus can only be seen during the morning or evening twilight (although Venus can be seen after astronomical twilight ends during its greatest elongation from the Sun). Mars, Saturn and Jupiter can be found anywhere along the ecliptic in the twilight or night sky.
The planets move slowly against the backdrop of fixed stars, changing position night by night. They were known to the ancients as the wandering stars and the word planet actually comes from the Greek word planetes meaning “wanderer”. As the planets orbit the Sun in roughly the same plane – the ecliptic plane – they are always found straddling the path of the ecliptic in the sky and are always found within the boundaries of the zodiac constellations. Thus, when looking up their whereabouts (or when watching my “What’s in the Night Sky” videos on YouTube) you will often hear phrases like, “Saturn can be found in Sagittarius at the beginning of this month but passes into Capricornus towards the end of the month”. The planets can be split into two main groups based on their proximity to the Sun relative to Earth and the two groups present different motions in the sky.
246
Planet
Mean Distance from Sun
Apparent Magnitude
Angular Diameter
Orbital Period
Mean Synodic Period
AU*
km x106
Max
Mean
Min
Max
Mercury
0.39
57.9
-2.43
0.23
4.5"
13.0"
88 days
Venus
0.72
108.2
-4.80
-4.14
9.7"
1'6"
Mean Angular Motion Daily
Annual
116 days
4.1°
1495°
225 days
584 days
1.6°
585.1°
Mars
1.52
227.9
-2.94
0.71
3.5"
25.1"
687 days
780 days
0.5°
191.3°
Jupiter
5.20
778.3
-2.94
-2.2
29.8"
50.1"
11.86 years
399 days
0.1°
30.3°
Saturn
9.54
1427.0
-0.55
0.46
14.5"
20.1"
29.46 years
378 days
0.03°
12.2°
Uranus
19.18
2869.6
5.9
5.68
3.3"
4.1"
84.01 years
370 days
0.01°
4.2°
Neptune
30.06
4496.6
7.8
7.8
2.1"
2.3"
164.79 years
367 days
0.005°
2.2°
*1 Astronomical Unit (AU) is the average distance of Earth from the Sun, 149,597,871 km (92,955,807 miles)
Inferior planets Planets that are closer to the Sun than Earth are known as inferior planets and of which there are two: Mercury and Venus. As they orbit closer than us, they are never too far away from the Sun in the sky and so are usually only seen in the morning or evening twilight (although during its greatest elongations, Venus can linger shortly in the night sky beyond astronomical twilight).
NAVIGATING THE NIGHT SKY – MOTION OF THE PLANETS
Venus, depending on when it can be seen at the time, is commonly referred to as the “morning star” or “evening star”, names that stem back to the time of the ancient Greeks who believed that Venus was two separate objects. They named the morning star Phosphorus, “the bringer of light”, and the evening star Hesperos, “the star of the evening”.
Mercury was also considered to be two separate objects by the ancient Greeks with Hermes (the Greek equivalent to the Roman god Mercury) being the evening star and Apollo the morning star. They later realised that it was the same object and dropped the reference to Apollo. Hermes wore winged sandals and was the messenger to the gods, known for his speed and business skills. A fitting relation as Mercury is the fastest moving of all the planets in the sky, completing an orbit of the Sun in just 88 days.
Venus
Mercury
There are four significant points on the orbit of an inferior planet: • At superior conjunction the planet is hidden from view behind the Sun. • As it approaches its greatest eastern elongation the planet can be seen in the evening skies, following the sun down towards the horizon and setting in the west. Through a telescope they can be seen in a gibbous phase. • At greatest eastern elongation the planet reaches its maximum eastward separation from the Sun in the sky for that synodic period. At this point, Mercury will be shining at its brightest, however, Venus reaches greatest brilliancy shortly after its greatest eastern elongation. Through a telescope they both show a half-phase (50% illuminated).
The thin lines show the orbital paths of Mercury and Venus around the Sun, which helps to visualise why they can never be too far from the Sun in the sky.
Superior Conjunction
Greatest Eastern Elongation
Inferior Conjunction
Greatest Western Elongation
• The planet continues to linger in the evening skies for less and less time until inferior conjunction, where it is too close to the Sun in the sky to be seen. Before it disappears from view it is seen as a thinning crescent. The synodic period of an inferior planet.
NAVIGATING THE NIGHT SKY – MOTION OF THE PLANETS
247
Motion of the Moon
Day 2
13 degrees per day to the east
Day 1
Every 24 hours the Moon moves roughly 13° eastward relative to the backdrop of stars. It takes 27.3 days to pass through all the zodiac constellations and complete a full loop of the ecliptic.
Much like the Sun, stars and planets that we’ve already discussed, the Moon rises in the east and sets in the west thanks to Earth’s eastward rotation. As it orbits roughly in the same plane as the planets (its orbit is actually tilted by about 5° against the ecliptic plane), it also closely follows the path of the ecliptic in the sky. It takes the Moon 27.3 days to complete one orbit around the Earth and during this time it passes through all of the zodiac constellations on its journey around the ecliptic. As such, it moves by roughly 13.2° eastward against the backdrop of fixed stars every 24 hours. So, if you spot a crescent moon in the evening skies, the next day at the same time it will be 13.2° higher in the sky along the path of the ecliptic and it will set nearly an hour later than the day before. The lunar phase cycle, from new moon to new moon, takes a little bit longer than the orbital period and lasts 29.5 days. The reason for the difference is that during the time it has taken the Moon to complete an orbit, Earth has moved about 45 million miles (or 30° of its orbit) around the Sun, leaving the Moon to play catch up for an extra two days.
250
NAVIGATING THE NIGHT SKY – MOTION OF THE MOON
In ancient times, humans used the lunar cycle as a method of tracking time and it gave rise to our concept of a month. Twelve lunations equals 354 days, which is close to a solar year but sadly, the two will never correlate. Despite this, even with the adoption of the modern Gregorian calendar, the division of a month still remains. Many cultures are still tied to the lunar calendar with Muslim, Hindu and Jewish holidays still based on the phases of the Moon. New Year’s celebrations across East and Southeast Asia are still based on the Moon phase as well.
• After 24 hours the Moon moves 13.2° eastward and is now found slightly more westerly than the Sun in the sky. As a result, when the Sun sets, the Moon can be briefly seen in the west in the afterglow of sunset. It’s seen as a crescent moon as we are now able to see a small portion of the illuminated side. Night by night as the Moon continues eastward along its orbit, the crescent thickens and it appears more illuminated which makes this the waxing crescent moon. It also sets later every evening, but never as late as midnight.
Phases of the Moon
• A week after the new moon, it’s now a quarter of the way along its orbit. As it is now 90° from the Sun in the sky, it appears half-illuminated from Earth as we are seeing it lit up from the side. This is the first quarter moon. At sunset it will be found in the south (or north in the Southern Hemisphere), 90° away from the Sun. It starts the evening at its highest point in the sky and sets around local midnight. It then rises from the east roughly 12 hours later at noon.
The Moon is always half-illuminated by the Sun but the position of the Moon relative to the Sun will dictate how much of the illuminated side we can see from Earth, resulting in its different phases. Understanding how the phase of the Moon is related to its position relative to the Sun can tell you a lot: • At new moon, the Moon is positioned between the Earth and the Sun (although not exactly between, unless there is a solar eclipse). During this time we cannot see any of the illuminated side of the Moon and it is also side by side with the Sun sky so it is also lost in the glare of the Sun. They rise together, spend the entire day in the sky and set together.
• After the first quarter moon, the Moon continues to appear more illuminated as it moves further eastward along the ecliptic. It is now known as the waxing gibbous moon. It rises between noon and sunset and sets between midnight and sunrise.
29.5 Days
Moon’s orbit about the Earth
Earth’s orbit about the Sun
New
Waxing crescent
First quarter
Waxing gibbous
Full
Waning gibbous
Last quarter
Waning crescent
New
Last quarter
Waning crescent
New
As seen from Northern Hemisphere
New
Waxing crescent
First quarter
Waxing gibbous
Full
Waning gibbous
As seen from Southern Hemisphere
Although the Moon is always half-illuminated with sunlight, the phase that we see from Earth relates to the Moon’s position relative to the Sun and how much of the illuminated half we can see. The orientation of the Moon in the sky will change depending on your latitude.
NAVIGATING THE NIGHT SKY – MOTION OF THE MOON
251
0° Sunrise
-6° Civil Dawn
Golden hour
Golden hour
Horizon
Civil Twilight Blue hour
Na
As
tro
no
al T wil
Night
-6° Civil Dusk
mi
igh
ca
lT wi
t
lig
-12° Nautical Dawn
-18° Astronomical Dawn
Blue hour
utic
0° Sunset
At the transition between each period of twilight exists a moment of dusk or dawn. So for example, at the end of civil twilight when the geometric centre of the Sun hits 6° below the horizon, that is the moment of civil dusk and we then enter the period of nautical twilight.
ht
-12° Nautical Dusk
-18° Astronomical Dusk
Twilight provides many beautiful photographic opportunities. Knowledge of exactly when the different stages occur and what types of photography are available during these periods can go a long way when it comes to your planning and efficiency.
Civil Twilight (0° to -6°) How the position of the Sun relative to an observer’s horizon dictates the period of twilight, daytime or nighttime. Between each stage of twilight exists a moment of dusk or dawn.
A crescent Moon and Venus, the two brightest natural objects in the night sky, are the first to appear after sunset. A refugee boat wrecked on Paradise Beach, Turkey. Sony a7SIII + Sony 24mm f/1.4 GM. f/3.5 • 1/6 sec • ISO400.
268
PLANNING – TWILIGHT
Civil twilight occurs when the sun is between 0° and 6° below the horizon. The outdoors remains bright enough to comfortably see long distances and the clouds may be painted with colours of pink, orange and red by the Sun’s light, which is now passing through a much longer cross-section of Earth’s atmosphere. In the direction of the Sun the horizon will be glowing an orange-yellow colour. In the opposite direction to the Sun a pink colour extends from the horizon by roughly 10–20°. This is known as the Belt of Venus, or more scientifically as the anti-twilight arch. The sunlight illuminating this part of the sky has passed through such a long cross-section of Earth’s atmosphere that all but the pink-red wavelengths of light have been scattered. As civil twilight progresses it becomes separated from the horizon by a band of deep blue as Earth’s shadow is cast onto the atmosphere. It climbs higher into the sky, wiping over the pink band and eventually engulfing the entire sky with darkness.
This period is one of the best times to photograph the Moon with some foreground interest. The landscape remains bright enough from scattered sunlight such that you can capture both the landscape and the Moon in a single exposure. The Moon can be found low on the horizon during twilight when it is in its crescent or full phase, allowing you to squeeze some landscape into the shot even when using a telephoto lens. The crescent Moon will always be found in the orange glow of sunset or sunrise and the full Moon will be found in the pink Belt of Venus. The naked-eye visible planets will come into view and only the brightest stars such as Sirius, Arcturus and Vega will make themselves visible during this period. Many authorities will use this definition of twilight to define laws relating to the likes of aviation and hunting. Streetlights will normally be turned on before the end of civil twilight in the evening and turned off just after the onset of civil twilight in the morning.
The pink Belt of Venus can be found in the opposite direction to sunset or sunrise during civil twilight. The blue band below it is Earth’s shadow being cast onto the atmosphere and out to space. Pico de Arieiro Radar Station, Madeira. Sony a7SIII + Sony 85mm f/1.8. f/5.6 • 1/20 sec • ISO100.
PLANNING – TWILIGHT
269
Light Pollution Light pollution, both artificial and natural, will ultimately govern what you can see and capture in the night sky. Faint objects like the Milky Way can be shrouded from view quite easily and even moderately bright stars can disappear in the most built-up urban environments. Regardless of how much light pollution is in your area there is always something to capture in the night sky, it’s just about knowing the limits and adapting accordingly. Compared to the Moon, artificial light pollution is local and so you can get away from it by changing your shooting location.
The Bortle Scale In the February 2001 edition of Sky and Telescope magazine an American amateur astronomer named John Bortle laid out his idea for a light pollution scale that has become widely accepted as a method to rate the darkness of a site. He came up with a nine-level rating, spanning from an exceptionally dark sky site to an inner city sky.
The Milky Way above the light pollution dome of Funchal in Madeira, Portugal. Gaining altitude above the light pollution can help get a view of darker skies above. Sony a7III + Sony14mm f/1.8 GM. 16-images stacked for noise reduction: f/2.2 • 20 secs • ISO2500.
278
PLANNING – LIGHT POLLUTION
Bortle Class 1
Bortle Class 2
Bortle Class 3
Bortle Class 4
Bortle Class 5
Bortle Class 6
Bortle Class 7
Bortle Class 8
Bortle Class 9
excellent dark sky
dark sky
rural sky
rural/suburban
suburban sky
bright suburban
suburban/urban
urban city sky
inner city sky
Graphic representation of the Bortle Scale.
Class 1: Excellent dark sky site.
Class 2: Typical truly dark site.
Class 3: Rural sky
The zodiacal light, gegenschein, and zodiacal band are all visible – the zodiacal light to a striking degree, and the zodiacal band spanning the entire sky. Even with direct vision, the galaxy M33 is an obvious naked-eye object. The Scorpius and Sagittarius region of the Milky Way casts obvious diffuse shadows on the ground. To the unaided eye the limiting magnitude is 7.6 to 8.0 (with effort); the presence of Jupiter or Venus in the sky seems to degrade dark adaptation. Airglow is readily apparent. If you are observing on a grass-covered field bordered by trees, your telescope, companions, and vehicle are almost totally invisible. This is an observer’s Nirvana!
Airglow may be weakly apparent along the horizon. M33 is rather easily seen with direct vision. The summer Milky Way is highly structured to the unaided eye and its brightest parts look like veined marble when viewed with ordinary binoculars. The zodiacal light is still bright enough to cast weak shadows just before dawn and after dusk and its colour can be seen as distinctly yellowish when compared with the blue-white of the Milky Way. Any clouds in the sky are visible only as dark holes or voids in the starry background. You can see your telescope and surroundings only vaguely, except where they project against the sky. Many of the Messier globular clusters are distinct naked-eye objects. The limiting naked-eye magnitude is as faint as 7.1 to 7.5, while a 32cm telescope reaches magnitude 16 or 17.
Some indication of light pollution is evident along the horizon. Clouds may appear faintly illuminated in the brightest parts of the sky near the horizon but are dark overhead. The Milky Way still appears complex, and globular clusters such as M4, M5, M15, and M22 are all distinct naked-eye objects. M33 is easy to see with averted vision. The zodiacal light is striking in spring and autumn (when it extends 60° above the horizon after dusk and before dawn) and its colour is at least weakly indicated. Your telescope is vaguely apparent at a distance of 20 or 30 feet. The naked-eye limiting magnitude is 6.6 to 7.0, and a 32cm reflector will reach to 16th magnitude.
PLANNING – LIGHT POLLUTION
279
Orion Orion the hunter is perhaps the widest-known constellation. It’s found straddling the celestial equator, making it visible worldwide and it has been likened to a human figure by ancient civilisations all over the globe. In the Northern Hemisphere Orion is known as the harbinger of winter as it begins to rise in the late evening skies during autumn. Worldwide, it’s visible from roughly September to March. It rises in the east in the pre-dawn hours of September and October. For the next 3 months it’s visible all night, arching across the southern skies in the Northern Hemisphere or passing overhead into the northern skies for those in the Southern Hemisphere. It then sets in the west in the evening skies around February and March. It features some of the brightest stars in the night sky and is so conspicuous that its main stars can even be seen from the heart of London. Many will be quick to identify the constellation from the three equidistant stars that make Orion’s Belt: Alnilam, Mintaka and Alnitak. The brightest stars are the blue-white Rigel that marks Orion’s foot and the red supergiant Betelgeuse, Orion’s shoulder. It’s a constellation that is laden with hydrogen alpha emission sources as well, so it’s a great area of the night sky to photograph with an astro-modified camera. Even those photographing Orion with a stock DSLR should be able to discern the Orion nebula, found in the ‘sword’, even in wide-angle shots. As a landscape astrophotographer, Orion can be considered as a replacement to the Milky Way core during the months outside of Milky Way core season. It follows an almost identical path across the sky,
300
Sirius can be seen following Orion as they rise into the night sky from the east. Sony A7iii-a + Sony 24mm f/1.4 GM + Starglow filter. 4-shot Panorama: f/1.6 • 15 secs • ISO1600.
The red colour in Barnard’s Loop and the Angelfish Nebula are visible in images captured with an astro-modified camera. Sony A7iii-a + Sony 20mm f/1.8 G + Move Shoot Move Star Tracker. Focus Stack: f/2.2 • 180 secs • ISO640.
albeit a bit more northward, so any foreground compositions you had planned for the Milky Way can be used for shots featuring Orion as well. At the end of Milky Way core season, the constellation Scorpius, which is found right next to the galactic core, sets in the west around the same time Orion rises in the east.
battle ensued which caught the attention of Zeus, the ruler of all the gods on Mount Olympus. After an exhausting battle, Scorpius stung Orion fatally and Zeus honoured both warriors by raising them to the heavens but placing them on opposite sides of the sky so that the two enemies would never meet again. The myth serves as a reminder not to be arrogant and to love all living creatures.
The reason Orion and Scorpius cannot be seen in the night sky at the same time is told in Greek mythology. Orion was a mighty hunter who boasted that there was no animal he could not kill. When he told the goddess Artemis, daughter of Zeus, that he would kill every animal on earth, Gaia, the goddess of the Earth, sent the giant scorpion Scorpius to stop him in his tracks. A great
NIGHT SKY WONDERS – STARS, CONSTELLATIONS AND ASTERISMS
Orion is easily my favourite constellation in the night sky, there is so much to enjoy about it. I’m sure I’m not the only one who shares that sentiment.
Witch Head Nebula (IC 2118)
Bellatrix Rigel
Meissa
Mintaka Alnilam Alnitak
Betelgeuse
Orion Nebula (M42)
Flame (NGC 2024) and Horsehead Nebula (B33)
Saiph Barnard's Loop
Sony A7iii-a + Sony 55mm f/1.8 + SkyWatcher Star Adventurer Pro. 30-exposures (noise stack): f/4.0 • 180 secs • ISO640.
NIGHT SKY WONDERS – STARS, CONSTELLATIONS AND ASTERISMS
301
Lunar eclipse A lunar eclipse occurs when the Moon passes through the shadow of Earth that is cast into outer space from the Sun’s light. The shadow is split into two cone-shaped projections; the umbra being the darker, inner segment where all of the Sun’s light has been blocked and the penumbra, the fainter, outer segment where only part of the Sun’s light has been blocked. This gives rise to three types of lunar eclipse: 1 Penumbral lunar eclipse When the Moon only passes through Earth’s penumbral shadow a penumbral lunar eclipse occurs. During this time a subtle gradient of a shadow falls across the Moon which can often be difficult to discern with the naked eye or in photographs. 2 Partial lunar eclipse When the Moon passes partly through Earth’s umbral shadow a partial lunar eclipse is observed. During this time a rounded shadow can be seen to cover part of the Moon. This is much more visible to the naked eye and prominent in photographs.
The Moon occults Saturn. © Paul Stewart.
Lunar occultations Several times a year the Moon will pass in front of a planet, completely blocking it from view for about an hour. This is known as an occultation, although again the term is not exclusive to the Moon blocking a planet. It can also be the Moon blocking a bright star, or a planet blocking a bright star and on even rarer occasions, one planet occulting another planet. The most impressive occultation I’ve seen captured is of an object in the Kuiper belt blocking the light of a star captured by Cory Schmitz.
338
NIGHT SKY WONDERS – THE MOON
An object in the Kuiper belt briefly blocks the view of a star. © Cory Schmitz.
3 Total lunar eclipse A total lunar eclipse occurs when the Moon passes completely into Earth’s umbral shadow. During this time the Moon dims significantly and turns a crimson red which is often referred to as a Blood Moon.
Blue light is scattered by atmosphere
Penumbra
(Partial Shadow)
Red light is refracted by atmosphere
Umbra
(Full Shadow)
Penumbra
(Partial Shadow)
During a total lunar eclipse the Moon is only illuminated by red light which has been refracted by Earth's atmosphere.
Penumbral Eclipse.
Partial Eclipse.
Total Eclipse “Blood Moon”.
NIGHT SKY WONDERS – THE MOON
339
Solar Eclipse The experience of a total solar eclipse can be an incredibly overwhelming and moving one. At least it certainly was for me. In 2019 I travelled to Chile to photograph my first solar eclipse and for the purpose of writing this chapter, yet in some ways it made it even more challenging to write. I say this because it’s monumentally difficult to explain the eerie darkness that looms across the landscape and even more difficult to put into words the rush that bursts through your body as the Sun’s switch is turned off, leaving you dumbstruck by the sight of the impossibly black disk of the Moon encircled with white tendrils of ethereal fire. Once you pull yourself away from its gaze you can enjoy the novelty of being surrounded by a 360-degree band of twilight and the bizarre sight of planets and bright stars in the middle of the day. Beyond the extraordinary visual experience, the sound of people chatting turns into gasps for air and shrieks of disbelief. Birds and insects change their tune or fall eerily silent altogether. Then the uncanny drop in temperature seemingly comes to an abrupt end as the Sun begins to re-emerge and there’s a sense of waking up from a dream as normality fades back in. With totality lasting mere minutes, composing yourself to capture images without making mistakes can be tricky, so absorbing as much knowledge as you possibly can, as well as mentally practising your routine before the event, will go a long way in finding a compromise between enjoying the event and having beautiful images to look back on.
NIGHT SKY WONDERS – SOLAR ECLIPSE
347
Penumbra
(Partial Shadow)
Moon’s Orbit
Umbra
(Full Shadow)
A total solar eclipse occurs when the Moon's umbral shadow falls onto the surface of Earth.
What is a solar eclipse?
Penumbra (partial eclipse) Antumbra (annular eclipse)
An annular solar eclipse occurs when the Moon is far enough away from Earth such that its antumbral shadow falls onto Earth's surface.
348
NIGHT SKY WONDERS – SOLAR ECLIPSE
A solar eclipse is a syzygy, a straight-line configuration of 3 celestial bodies, where the Moon passes directly between Earth and the Sun and its shadow is cast onto the surface of Earth. As the Moon needs to be between the Sun and Earth, all solar eclipses occur during New Moon. The reason we don’t have a solar eclipse every New Moon is the same reason that we don’t have a lunar eclipse every Full Moon; the Moon’s orbit around Earth is tilted by about 5 degrees against Earth’s orbit around the Sun and so its shadow usually misses Earth. Typically there are only 2 solar eclipses per year and the maximum there can be is 5, although this is pretty rare and last happened in 1935 and won’t happen again until 2206.
Much like Earth’s shadow, the Moon’s shadow also has a darker inner umbra where all of the sunlight is blocked and an outer penumbra where only part of the light is blocked, but there is also an antumbra, a lighter shadow cone that extends beyond the reach of the umbra. Earth’s shadow also has an antumbra but it’s impossible for the Moon to pass into it as it is more than double the distance of the Moon’s orbital radius away. But as the umbra, penumbra and antumbra all play a role in a solar eclipse, it leads to four different types: 1 Partial Solar Eclipse (P)Every solar eclipse exhibits a partial solar eclipse, however, 35% of all eclipses exhibit only the partial phase. This is where only the penumbral shadow is cast onto
Previous spread: Myself and the July 2019 total solar eclipse in La Serena, Chile. Venus is also visible in the bottom-left corner. Sony a7iii + Sigma 50mm F/1.4 Art. Single Exposure: f/8.0 • ¼ sec • ISO800.
Earth’s surface and observers within the shadow’s path can see the Moon partially cover the disk of the Sun. Partial eclipses last no more than a few hours for a given location, but can be much shorter. 2 Total Solar Eclipse (T) A total solar eclipse occurs when the Moon’s umbral shadow falls onto the surface of Earth and accounts for around 27% of all solar eclipses. Although the Sun is roughly 400 times bigger than the Moon, it is also around 400 times farther away, so the Sun and Moon appear to be the same size in the sky – an amazing coincidence with a stunning outcome. Observers who are on the path of totality will witness the Moon cover the Sun’s disk entirely and be able to see the Sun’s corona, its outer atmosphere. The path of totality is typically 16,000km long but only around 150km wide, resulting in an area smaller than 1% of Earth’s total surface area. If you are on that path then totality can last for a maximum of 7 and a half minutes, but is typically much shorter. For a much larger area outside of the path of totality, observers will still be able to enjoy a partial solar eclipse of varying magnitude. 3 Annular Solar Eclipse (A) As the Moon orbits Earth in an elliptical path, the distance between the two bodies increases and decreases, causing the Moon to appear bigger or smaller in the sky. The same happens with Earth’s orbit around the Sun, although the Sun’s angular size doesn’t change quite as much as the Moon’s. If an eclipse happens when the Moon is close to apogee, its farthest point from Earth in
its orbit, then it will not be big enough to cover the Sun entirely and a “ring of fire”, or annulus, of the Sun is left around the Moon. As the Sun is still visible you are not able to see the Sun’s corona and you cannot look at the eclipse without the necessary safety precautions. The path of annularity is usually about the same length as the path of totality in a total eclipse but tends to be wider, though this is not always the case. In order to see a perfect ring around the Moon you have to be on the middle of the path of annularity. If you are elsewhere on the path then the ring will have varying thickness. If you are right on the edge of the path then you will see a broken ring and might get a glimpse of Baily’s Beads. Annularity can last for a maximum of 12.5 minutes but is typically about half that time. Annular solar eclipses account for around 33% of all solar eclipses. 4 Hybrid Solar Eclipse (H) The fourth type is far more rare and only accounts for less than 5% of all solar eclipses. For an eclipse to be a hybrid, both an annular and total eclipse must occur somewhere along the central path. So for one given location there may be an annular eclipse, but further along the central path observers can experience a total eclipse. Hybrid eclipses can be split into three different classes:
The Moon's umbral shadow being cast onto Earth's surface visible from the ISS © NASa.
Class 3 (A-T) – Central path begins annular and ends total. Of the three different classes, Class 1 (A-T-A) accounts for over 90% of all hybrid eclipses. From a photography perspective it only pays to know what type of eclipse occurs for your shooting location, as you cannot experience both an annular and solar eclipse from a single given location.
Class 1 (A-T-A) – Central path begins annular, changes to total and reverts to annular. Class 2 (T-A) – Central path begins total and ends annular.
NIGHT SKY WONDERS – SOLAR ECLIPSE
349
Winter Circle Region
Cassiopeia Region
Cygnus Region
The Great Rift
Galactic Core
Rho Ophiuchi Cloud Complex
Heart and Soul Nebulae
California Nebula
Pleiades Open Star Cluster
North American Nebula
Andromeda Galaxy (M31)
Lagoon and Trifid Nebulae
Norma Region
Crux and Carina
Coalsack Nebula
Vela Region
Carina Nebula
Winter Circle Region
Rosette Nebula
Gum Nebula Orion Molecular Cloud Complex Large Magellanic Cloud
Small Magellanic Cloud
50°N
40°N
30°N
20°N
S
S
S
S
The Milky Way core crossing the southern meridian at the same time and date with varying latitude. The further south you are in latitude in the Northern Hemisphere, the higher the Milky Way core reaches in the sky.
The arcing motion of the Milky Way core over the south is typical for all of the Northern Hemisphere but your latitude will dictate how high the core reaches in the sky; the further south you go, the higher an elevation the core reaches above the horizon when it crosses the southern meridian. At a latitude of 55°N the Galactic Centre just about makes it above the horizon. Any further north you may still be able to capture part of the core but with it being so low on the horizon it can be difficult to achieve good detail as you will be looking through a much thicker layer of Earth’s atmosphere and any
370
NIGHT SKY WONDERS – THE MILKY WAY
humidity or light pollution in the south will have a great impact on clarity. For this reason, it can be difficult to achieve good detail and colour out of the Milky Way core from locations such as the UK, Canada, Denmark, and Russia. The other issue with the higher latitudes is the short and bright nights. From latitudes between 50–55°N it only gets as dark as astronomical twilight during June and July, which is unfortunately the peak of Milky Way core season. As a UK-based astrophotographer, this hindrance normally encourages me to head south in the summer months to seek out darker, longer nights.
Those further north face an even longer period of twilight nights and would be grateful to see the darkness of astronomical twilight. As you reach a latitude of 66°N you can even experience the midnight sun around the time of the summer solstice, when the sun doesn’t even set below the horizon.
Southern Hemisphere Milky Way core season In the Southern Hemisphere, Milky Way core season occurs at the same time. The core still rises in the south-east in the pre-dawn skies at the beginning of Milky Way core season and sets in the west-south-west evening skies at the end but
the length of the season is extended a little such that it begins in February and ends around October. The biggest difference with the Northern Hemisphere is that instead of moving in an arc across the southern skies, the core sweeps high overhead.
Elqui Valley, Chile. Sony a7Sii-a + Laowa 15mm f/2. Sky (Single Exposure): f/2 • 25 secs • ISO3200. Foreground (4-exposure focus stack): f/2 • 60 secs • ISO3200.
Easter Island, Chile. Sony a7Sii-a + Laowa 15mm f/2. Single Exposure: f/2 • 25 secs • ISO6400.
Atacama Desert, Chile. Sony a7Sii-a + Laowa 15mm f/2. 10-exposures (noise stack): f/2 • 25 secs • ISO6400.
February–April (south-east to east) Milky Way core season begins with the core rising in the south-east in the pre-dawn hours with a southward sloping angle to the horizon. It climbs high in the east before the Sun rises.
May–July (east to zenith to high west) As Milky Way core season begins to peak during Southern Hemisphere winter you can enjoy long nights where the Milky Way starts in the east, climbs high overhead and begins to sink in the west.
August–October (zenith to west) Towards the end of Milky Way core season the core begins the night high in the sky and sinks down to the west, setting parallel with the horizon.
NIGHT SKY WONDERS – THE MILKY WAY
371
The Orionid meteor shower of 2020 above Runina village in the Dark Sky Reserve Poloniny, Slovakia. © Tomas Slovinsky. Canon 6D-a + Sigma Art 50mm (base panorama) + Samyang 12mm (for meteors) + SkyWatcher Star Adventurer. Base Panorama: f/2.2 • 20 secs • ISO 6.400. Meteors (tracked) f/2.8 • 30 secs • ISO 10,000.
Orionids
Leonids
Active: 2 Oct–7 Nov
Active: 6 Nov–30 Nov
Peak: 20–21 Oct
Peak: 17–18 Nov
Radiant Point: Ra 06h 20m • Dec +16° (Orion)
Radiant Point: RA 10h 08m • Dec +22° (Leo)
Hemisphere: Both but with small advantage in the
Hemisphere: Advantage to the Northern
Northern Hemisphere
ZHR: 15
ZHR: 20
Meteor speed: 71km/s
Meteor speed: 66km/s
Parent Body: Comet 55P/Tempel–Tuttle
Parent Body: Comet 1P/Halley
The Orionid meteor shower shares its parent body with the Eta Aquariids, the famous Halley’s Comet. The meteors tend to be fast and moderately bright, with some being bright enough to shine through moonlight and even fragment up into pieces. Rates increase towards the pre-dawn hours as Orion the Hunter rises higher into the sky.
412
NIGHT SKY WONDERS – METEOR SHOWERS
The Leonids are famous for their periodic storms where roughly every 33 years rates can exceed 1000 meteors per hour (although some years in that cycle produce a dud) with the last such event occurring in 2001. They’re also known for leaving persistent trains of vivid green in their wake. The zenithal hourly rate can fluctuate significantly each year, as can the exact date of the peak, but it typically falls around the
A Leonid meteor about the Brecon Beacons, Wales. Sony a7iii + Tokina Firin 20mm f/2. f/2.0 • 20 secs • ISO3200.
17th or 18th of November. The radiant is found within the constellation Leo which doesn’t rise until around local midnight. As such, there’s an increased chance of catching an earthgrazer meteor in the late evening, but otherwise the shower is best observed in the pre-dawn hours.
Ursids Active: 17 Dec–26 Dec Peak: 21–22 Dec Radiant Point: Ra 14h 28m • Dec +75° (Ursa Minor) Hemisphere: Northern ZHR: 10 (Occasional unexpected outbursts) Meteor speed: 33 km/s Parent Body: Comet 8P/Tuttle
With the radiant point of the shower sitting in the constellation Ursa Minor at a declination of +76°, the Ursids are strictly a Northern Hemisphere affair. The radiant point is circumpolar for most in the Northern Hemisphere and reaches its highest point in the sky during the pre-dawn hours.
Geminid meteors radiating from the constellation Gemini. Comet 46/P Wirtanen also features in the top-right corner. La Palma, Canary Islands. Sony A7iii-a + Sigma 14mm f/1.8 Art. 597 exposures: f/2.2 • 20 secs • ISO800. Foreground: Panorama of 6-exposures: f/2.2 • 60 secs • ISO800.
Geminids Active: 4 Dec–17 Dec Peak: 13–14 Dec Radiant Point: 07h 28m • Dec +33° (Gemini)
catching an earthgrazer meteor. The peak can spread over 2 or 3 mornings, with decent activity observed in the week running up to the peak, but dropping off rapidly afterwards.
The shower is active for about a week, with the peak typically falling around the December solstice and reaching rates of 10–15 per hour. It’s a fairly “new” meteor shower in that it was only first noticed at the turn of the 20th century and although rates are typically lacklustre, some years have seen unexpected outbursts of over 100 meteors per hour. The uncertainty of an outburst possibility adds a little excitement to an otherwise tepid display.
Hemisphere: Northern and low Southern Hemisphere ZHR: 140 Meteor speed: 35km/s Parent Body: Asteroid 3200 Phaethon
The Geminids are easily one of the best displays of the year, producing a reliably high rate of bright, slow-burning meteors. A decent amount will even be bold enough to shine through moonlight and light pollution. The shower’s radiant point, close to the star Castor in Gemini, reaches its highest point in the sky around local 2am. During the evening hours it’s found low on the horizon, increasing the possibility of
Those in the Northern Hemisphere should be prepared for a long, cold night, and perhaps consider an external power source for your camera as battery life can diminish rapidly. Those at tropical and subtropical parts of the Southern Hemisphere can also enjoy the show as the radiant sweeps over the northern horizon.
NIGHT SKY WONDERS – METEOR SHOWERS
413
Pillars (Rays/Beams) Pillars are much more structured columns of light that can sometimes stretch as high as 600 km in altitude. They’re often seen forming out of arcs and bands at periods of high activity, although they can form independently seemingly out of nowhere. Their dynamic motion can be described as somewhat of a fluttering dance and as they are associated with periods of high activity they are typically quite bright and rather mesmerising to watch with the naked eye.
Colorful auroral pillars appearing in the middle of a moderate G2 geomagnetic storm. Storvatnet, Senja, Norway. © Adrien Mauduit (@nightlightsfilms). Canon 6D-a + Sigma 14mm f/1.8 Art. Single Exposure: f/2.5 • 2 secs • ISO 6400.
Viewed side-on from mid-latitudes you can see the extent of their height and the variation in their colour. Pillars typically have a green lower half and an extended pink-red upper half and during periods of high geomagnetic activity you may also see a thin pink and/or white fringe at the bottom. Around dusk and dawn the tops of the pillars may appear blue as they find themselves in direct sunlight and energetic UV rays excite high altitude ionised molecular nitrogen N2+, which later emits the excess energy as blue light. There’s a risk of losing a lot of detail in pillars by using too long of a shutter speed. Somewhere between 5–10 seconds would be a good range, but you may be able to extend that to 15 or even 20 seconds if the pillars are low on the horizon and distant.
Pillars of aurora seen over the northern horizon from the Brecon Beacons, Wales (52°N). Canon 6D + Samyang 14mm f/2.8. f/2.8 • 15 secs • ISO640.
436
NIGHT SKY WONDERS – AURORA
Comet 46/P Wirtanen, kindly pointed out by my friend Jens. In the upper right is the open star cluster Pleiades and a meteor was also captured burning up in Earth’s atmosphere. Canon 6D-a + Sigma 14mm f/1.8 Art. Single Exposure: f/1.8 • 1 sec • ISO 6400.
Corona
Incredible, once-in-a-lifetime snapshot of an auroral corona taking the shape of a Phoenix soaring above the mountains of Senja, Norway. © Adrien Mauduit (@nightlightsfilms). Sony a7iii + Samyang 135mm f/2.0. Single Exposure: f/2.8 • 4 secs • ISO12,800.
If you get lucky at high-latitudes you may find yourself directly underneath some dancing pillars, an event known as a corona. Being underneath a corona is a truly breathtaking experience but savour it while you can as they’re typically short-lived. It’s a matter of minutes or even seconds. Staring up towards the zenith will make the pillars appear to converge and almost create the illusion that you are blasting through space in warp drive. Trust me, you’ll be speechless. Keeping your composure and getting good photographs will be quite the challenge at first. As the aurora will be directly above you, this is the closest you will ever get to it whilst your feet are still firmly on the ground.
If you’re fortunate to find yourself underneath a corona and you have a fast wide-angle prime lens you may find yourself shooting as low as 1 second, but anywhere between 2–5 seconds would be suitable to freeze the motion and capture all the streaks separately. Again, lower your ISO based on the brightness of the light to ensure that you don’t clip the highlights. Take advantage of ISO invariance if your camera exhibits this behaviour.
NIGHT SKY WONDERS – AURORA
437
Aurora fills the skies above the fjords in Senja, Norway. Sony a7iii + Sigma 14mm f/1.8 Art. f/1.8 • 3.2 secs • ISO1600.
458
NIGHT SKY WONDERS – AURORA
Opposite: The altitude at which different atmospheric phenomena occur as well as the typical operational height of man-made aircrafts and spacecrafts. The red line shows how the temperature of the atmosphere changes with altitude.
NIGHT SKY WONDERS – AURORA
459
Red Sprites and Blue Jets Whilst many reading this book would have at some point witnessed the stupefying flash of a lightning strike, there are not many people on the planet who can claim to have seen the elusive red burst of sprites. Reported sightings go as far back as 1880 but it wasn’t until 1989 that they were captured on camera and their existence was confirmed. Professor John R. Winkler, an auroral physicist at the University of Minnesota, accidentally caught them on film whilst testing a low-light video camera he had acquired to document an upcoming rocket launch. Nowadays, they are routinely captured from all over the world. Unlike lightning strikes which typically occur within and underneath thunderclouds, red sprites are found high above the clouds at altitudes of 50–90km. They are a cold electric discharge, similar to that found in fluorescent bulbs, as opposed to lightning which can heat the air around it to extreme temperatures averaging around 27,700°C. Whilst they have their differences, sprites only occur coincidentally with powerful positive cloud-toground lightning strikes (95% of lightning strikes are negative and only 5% are positive). Individual sprites can be as wide as 10–100m, stretch as tall as 50km and are often seen in clusters. They’re visible as a red flash for about 0.03 seconds.
Opposite: A graphical representation of various Transient Luminous Events (TLEs) and the altitude at which they are known to occur.
470
NIGHT SKY WONDERS – RED SPRITES AND BLUE JETS
A gigantic blue jet stretches into the skies above the telescopes at Mauna Kea, Hawai‘i. © International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/A. Smith.
There are three different types based on their physical appearance: Jellyfish Sprite – very large (up to 50 by 50km), with a wide bell-shaped top and tentacle-like wisps of light. Column Sprite (C-sprite) – large scale electrical discharges that extend vertically like columns.
light pollution and strong moonlight, but they are not too faint to be seen with the naked eye. They typically occur during the peak and decaying stages of a massive thunderstorm, at a rate of roughly once every 200 lightning strikes although this can vary with the type of storm. Researchers have noticed that sprites are more common above the decaying portion of large mesoscale convective systems but are rare above supercell thunderstorms.
Carrot Sprite – a column sprite with long tendrils. Ideally, you need to be about 150–500 km away from a powerful thunderstorm during nighttime with clear starry skies in your local area such that you can watch the storm from side-on and see the space of air above. Sprites are faint and so you need to have skies free of
Sometimes sprites are preceded by a sprite halo, a disk of weaker emission with the same red colour, about a millisecond before the sprites. They stretch about 50km across and are roughly 10km thick, typically centred at an altitude of 70km and last for about a millisecond.
NIGHT SKY WONDERS – RED SPRITES AND BLUE JETS
471
Nature at Night As the curtains close on day the stage is set for a variety show of natural illumination. After billions of years of evolution, organisms have developed a wide range of uses for the emission of light. Perhaps the most iconic example is the deep-sea anglerfish, which uses a glowing lure to attract its prey. But bioluminescence is also used to scare off predators, attract a mate and even for camouflage purposes. Bioluminescence is a “cold light”, meaning less than 20% of the light generates heat. It’s a form of chemiluminescence, a chemical reaction that produces light, but is produced and emitted by a living organism. The two unique chemicals required to produce the light are luciferin and luciferase. The names of which stem from Lucifer in Roman folklore, which translates from Latin as “light-bringer”. Typically the emission is only a brief flash or lasts just a few seconds, but some species, such as some glow worms and certain fungi, emit a faint and consistent glow. Most bioluminescent organisms live in the deep ocean, inaccessible to the average photographer (a mindblowing 76% of ocean animals are bioluminescent). But fortunately, some of them illuminate the shores and there are land dwellers such as fireflies and glow worms that put on more of an accessible show for the cameras.
480
NIGHT SKY WONDERS – NATURE AT NIGHT
Bioluminescent plankton illuminating the breaking waves on the shores of the Gower, Wales. Sony a7iii + Sony 24mm f/1.4 GM. f/2.0 • 15 secs • ISO1600.
Bioluminescent Phytoplankton Phytoplankton, stemming from the Greek words phyto (light) and plankton (wanderer or drifter), are microorganisms found in the sea that, like plants, are able to photosynthesise, meaning they can use sunlight to convert carbon dioxide and water into energy and oxygen. They can be split into two classes: algae and cyanobacteria. Dinoflagellates, a singlecelled species of algae, are the primary source of bioluminescence in coastal regions and the most accessible to photographers. At least 18 genera of dinoflagellates are known to be bioluminescent, with the majority of them emitting a blue-green light as it is not only more visible in the ocean compared to other colours, but most marine organisms are only sensitive to these wavelengths of light. Dinoflagellates range in size from about 30µm to 1mm and the flashes of light each organism produces lasts only around 100ms, but as they gather together in the millions, the illumination can appear to last much longer. But why do they even light up? The main function is security and protection. Agitation triggers
the light-producing chemical processes, which is why bioluminescence is typically seen in the breaking waves on the shore, but when bothered by a predator the illumination can startle the attacker and scare them away. As a secondary function it also acts like a security light, illuminating the predator in order to attract even larger predators to inadvertently rescue the plankton from its plight.
Where and when? Bioluminescent dinoflagellates can be found all around the world, with perhaps the most popular being the “bioluminescent bays” in Puerto Rico: Mosquito Bay, Laguna Grande, and La Parguera. The genus responsible for the displays in Puerto Rico is named Pyrodinium bahamense. Around the shores of the UK, Europe and China you’ll find Noctiluca scintillans whereas in the US, Lingulodinium polyedrum is more common. With such long names it’s no surprise that the phenomenon has acquired a number of charming nicknames such as ‘sea sparkle’, ‘sea ghost’, ‘milky seas’, ‘blue tears’ or ‘fire of the sea’.
Bioluminescent plankton illuminates the waves on the Gower Coast, Wales. In the sky Mars was reaching opposition and so was shining brightly in its distinct red-orange colour. Sony A7iii + Sony 16–35mm f/2.8 GM. Single Exposure: 16mm • f/2.8 • 20 secs • ISO3200.
A starfish basking in bioluminescent plankton. Southerndown, Wales. Sony a7iii + Sigma 50mm f/1.4 Art. f/2.8 • 10 secs • ISO6400.
Whilst dinoflagellates do have some autonomous movement thanks to their flagella (a lash-like appendage that protrudes from the cell body), they often get trapped in bays and coves, especially in regions that experience large tides. More often than not they’re spotted in bays that have rivers or streams running into them as even though phytoplankton can photosynthesise to produce sugar and energy, they still need nutrients to grow and reproduce and it is thought that agricultural run-off provides the nutrients for strong blooms. Stormy weather can also bring nutrients from the deep sea closer to the surface, so winter seasons with a lot of storms are often followed by increased plankton blooms in the spring and summer.
in an image as the blue effervescence will blur and smudge. If you wanted to shorten your shutter speed to try and freeze the motion a bit more then you may have to compensate by using a wider aperture. Also, don’t be afraid to experiment with different focal lengths, especially if the plankton is not quite on the shore but further out to sea; a longer focal length may help to fill the frame with that gorgeous electric blue. Lastly, if your camera exhibits ISO-invariant behaviour you may want to take advantage of it to protect the highlights from blowing out.
Each organism can flash only a few times before depleting its luciferin, but it can photosynthesise the following day and recoup the chemicals. This is why the best displays of bioluminescence are typically seen following clear sunny weather. In my years of chasing the bioluminescence and increasing my knowledge of their behaviour and
patterns, it’s still an almost impossible endeavour trying to predict a display, but that only adds to the elation of finally catching a good show. Patience can be critical, especially in an area with a large tide as the receding or incoming waves may agitate the bloom for only a brief period of the night. It’s also worth turning the lights off and keeping an eye on your feet as you walk across the sand as you may see little sparkles of light from plankton that has been washed ashore, a positive omen for a chance to see a display that night. If you’re lucky, you’ll catch it on a night during the new Moon, as any light pollution, natural or man-made, can have an impact on how bright the plankton appears. That said, a decent display will still comfortably shine through any moonlight or light pollution.
How to photograph When it comes to photographing the plankton there are no special considerations. Start with your base astro settings and adjust accordingly based on the amount of light pollution or moonlight in your local area. As you will likely be using long exposures it’s difficult to portray what you see with the naked eye
NIGHT SKY WONDERS – NATURE AT NIGHT
481
Locations
Europe Being so densely populated it can be difficult to find pristine dark skies on mainland Europe and that’s not even to mention the temperamental weather. A nice strip of dark skies can be found along the Alps, starting in the south of France and running through Switzerland and the Dolomites in Italy to Austria and the Julian Alps in Slovenia. The elevation gain in these areas also helps to get above the light pollution. The Tatra mountains, which form a natural border between Slovakia and Poland, as well as the Durmitor mountain range in Montenegro are other good examples of high elevation areas with decent dark skies. The jewels in the European crown are undoubtedly the Canary Islands – a Spanish archipelago off the coast of northwest Africa. La Palma, the north-westernmost island, offers perhaps the best night sky in Europe. Roques de los Muchachos Observatory sits atop the volcanic caldera and when investing millions into such research, you can bet they’ve picked the best place possible. The beauty of the La Caldera de Taburiente National Park is that it is often above a sea of clouds, which does a good job of smothering the already small amount of light pollution coming from the coastal towns. The moisture-carrying trade winds blowing in from the north Atlantic are forced to rise by the mountains, cooling and condensing into clouds that form a persistent layer between 500 and 1500m. I can’t quite put into words the feeling of waking up in your hotel to rain, only to drive up and through the clouds and emerge to a crystal clear sky. It’s perhaps the closest thing to experiencing a rocket launch I’ll ever get.
The neighbouring island Tenerife is closely behind La Palma in terms of dark skies. Once you are in Teide National Park and above the clouds, you find an excellent window to the Universe, although Tenerife is more plagued by horizon glow from the towns and cities that encircle the island’s coastline. Where Tenerife is better than La Palma is in accessibility to different foregrounds and locations. The roads and hiking paths are more forgiving and kind, especially to those who are elderly or disabled. The islands of Fuerteventura and Gran Canaria should not be overlooked either. The nearby Portuguese islands of Madeira and the Azores are small paradises that offer decent dark skies as well. On mainland Portugal, the Algarve Coast in the south is full of stunning rock arches, caves and idyllic beaches facing south out to sea that offer fantastic views of the Milky Way core. Further inland you will find the Alqueva Dark Sky Route, which offers beautiful light-pollution-free views in all directions. The south-east of Europe offers pretty consistent good weather, especially during the summer months. The southern coasts of Greece and Crete offer great views of the Milky Way with plenty of interesting foregrounds to boot. Creeping into Asia, Turkey offers a myriad of different landscapes and unpolluted skies. Although not the darkest, I find myself returning frequently to Cappadocia for its enchanting landscape and captivating culture. Heading north to the Nordic countries and you find yourself in one of the best regions of the world to see and photograph the Northern Lights. In Norway you can capture them above the jagged peaks on Lofoten Island, or head further north for better weather on the underrated Senja Island. In Sweden, Abisko offers
another haven for Northern Lights with slightly more consistent good weather and, continuing inland, images of snow-laden pine trees under the aurora in Lapland, Finland should be on the bucket list of all astrophotographers. The dreamy nights under the aurora come at the expense of no night for nearly half the year at these northerly latitudes. Iceland has become a Mecca for landscape photographers and aurora chasers. So much so that we felt it warranted its own map. It is home to some of the most otherworldly and mind-blowing landscapes you can find. Huge chunks of ice broken from a glacier sitting on a black sand beach at Jökulsárlón, bubbling pools of hot colourful mud in Mývatn and moss-covered volcanic terrain all over the island are just some of the fascinating scenes waiting to be captured. A number of locations have become iconic for aurora photographs, such as Kirkjufell mountain in the west and Vestrahorn mountain in the east. Unfortunately, the weather in Iceland can be brutal and rapidly changing. Attention must be paid to forecasts and weather warnings and some degree of flexibility is needed in order to hunt out clear skies. You’ll struggle to find a better guide book than Photographing Iceland by James Rushforth. During the bright summer months, the Netherlands, northern Germany, northern Poland, Denmark and southern Sweden offer the latitudes required to see and photograph noctilucent clouds. On rare occasions they can be seen from as far south as Paris. I remember being quite shocked seeing a photograph of the Eiffel Tower silhouetted against some noctilucent clouds but they continue to be spotted from more southerly latitudes as the years go by.
LOCATIONS – EUROPE
497
Cuevas de Zaen, Spain. © David Ros.
Cappadocia, Turkey. © Alyn Wallace.
498
LOCATIONS – EUROPE
Madeira, Portugal. © Alyn Wallace.
Mangartsko sedlo, Slovenia. © Matej Mlakar.
Dolomites, Italy. © Alyn Wallace.
Senja, Norway. © Alyn Wallace.
Nimes, France. © Jawad Saleem.
LOCATIONS – EUROPE
499
Antarctica. © Alyn Wallace.
ALMA Observatory, Atacama, Chile. © Yuri Beletsky.
Easter Island, Chile. © Alyn Wallace.
El Chalten, Patagonia. © Marcel Strelow.
512
LOCATIONS – SOUTH AMERICA
Minas Gerais State, Brazil. © Daniel Oliveira.
Salar de Uyuni, Bolivia. © William Yu.
Elqui Valley, Chile. © Alyn Wallace.
Milky way over a beach La Guajira, Colombia. © Sebastián Montoya Calle.
LOCATIONS – SOUTH AMERICA
513
Wairarapa Church, New Zealand. © Rob Fall.
Pounawea, Moon and Venus. © Tristian McDonald.
530
LOCATIONS – SOUTHEAST ASIA AND AUSTRALASIA
Waitpinga Beach, South Australia. © Melissa Jusaitis.
Flinders Ranges, Australia. © Melissa Jusaitis.
Kiama, Australia. © Marcin Zajac.
LOCATIONS – SOUTHEAST ASIA AND AUSTRALASIA
531
2 Fix the white balance Now that I am able to see more of the image, I look to fix the White Balance. I try to use a white balance setting in-camera that is close to how I want my final image to look but I will undoubtedly fine-tune it in post-production. As astro RAW files will be quite devoid of any saturation it can be quite difficult to see the colours in the image at this stage. It’s helpful to temporarily increase the Saturation and Vibrance sliders to +100. As someone who likes to strike a balance between science and art, I try to find a neutral white balance. I do this by adjusting the white balance Temp and Tint sliders until I have a good even balance between blue and yellow as well as magenta and green. You may want to opt for a cooler or warmer white balance if you are taking artistic license to create a particular mood in your image. Another good indicator of having a neutral white balance is to keep an eye on the histogram as you are adjusting the sliders. In the example images opposite you can see that after making the adjustments, the blue waveform was brought more into balance with the rest of the colours. Once you’ve set your white balance, reset the saturation and vibrance sliders to 0 and at this point it’s a good idea to look away from the screen for a moment to let your eyes re-adjust after becoming accustomed to the over-saturated look.
542
POST-PROCESSING – EDITING WORKFLOW
Step 2 – The saturation and vibrance is temporarily boosted to assist in fine-tuning the white balance.
Before
After
Step 3 – Before and after applying the Lens Profile Correction. Notice how the dark vignette around the edges has been corrected. In this image it’s hard to see as there are no straight lines but it has also corrected the distortion of the ultra-wide-angle lens.
3 Lens correction At this point I enable the Lens Profile Correction. This helps to fix the dark vignetting around the edges of the image which is especially pronounced in astro images as you will be using wide apertures where vignetting is at its strongest. It also helps to fix any distortion that will be especially noticeable if you have straight lines in an image captured with a wide-angle lens. I also tick the box to “Remove Chromatic Aberration” which can help to reduce colour-fringing on edges and around the stars. It might not do a sufficient job so it’s
worth zooming in to 100% and checking your image. In this example, I still had some yellow-green and blue-purple fringing on the stars. I adjusted the two sliders of the Purple Hue and Green Hue such that the colours I was seeing in the image would fall between the two sliders. I then increase the Amount of each until the coloured edges are gone. For me this is usually only 1 or 2 pixels, but sometimes 3 is necessary. Be careful not to overdo it though or you will be left with colourless haloes around your stars.
Step 4a – The Detail tab
4 Sharpening and noise reduction I then switch to the ‘Detail’ tab to do Noise Reduction and Sharpening. The grainy texture of noise will ruin the aesthetic quality of your image so you will need to remove it here, particularly if you’re not using techniques like stacking. When doing noise reduction it is important to zoom in to 100%. This will ensure that 1 pixel of your screen corresponds to 1 pixel of the image. This is the only true representation of the noise reduction you are applying. When zoomed out it’s difficult to discern how much detail you are losing, so only trust the 100% view. For sharpening I will usually increase the Amount to somewhere between 40 and 65 depending on the sharpness of the lens I used. I reduce the Radius to 0.7 or 0.8 to make it more of a fine sharpening and usually leave the Detail to the default 25.
POST-PROCESSING – EDITING WORKFLOW
543
Stamp visible layer
Removing hot pixels
In the Top Menu you can access a number of effects in the Filter menu. These effects need to be applied to image layers but can also be applied to layer masks. If you have a number of adjustment layers above your original image layer then you will need to create a stamp visible layer to work on. To do this, simultaneously press CTRL + ALT + SHIFT + E (CMD + OPTION + SHIFT + E on a Mac) and a new image layer is created on top of the stack that is a merging of all the layers visible at the time. Some of the techniques that follow, such as removing hot pixels and applying star reduction, need to be applied to an image layer and so if you have already added some adjustments to your starting image you will need to create a stamp visible layer to work on.
Hot pixels are individual pixels that are bright and either red, green or blue in colour. They’re caused by electrical charge leaking into the pixel wells of the sensor and show up in images from most cameras, particularly in long exposures where the sensor heats up. Lightroom and other RAW editing software will try to remove hot pixels automatically but never really do a great job, so there are a couple of techniques in Photoshop you can use to remove them.
1 Dark frame subtraction A dark frame is an image captured with the same shutter speed, ISO and sensor temperature as a light frame (an image of the scene you are capturing) but with the lens cap on. This creates a ‘map’ of the thermal noise at the sensor including any hot pixels. This dark frame can then be subtracted from the light frame to remove the hot pixels. Dark frame subtraction can be done automatically in camera by turning on the Long Exposure Noise Reduction (LENR) setting, however, this means you have to wait twice as long as the shutter speed for each of your exposures (except for some Canon cameras which have a dark frame buffer and will allow you to take multiple images before a dark frame is captured and used on all the previous images). You may want to save the time waiting for dark frames for each exposure by capturing your dark frames manually. They have to be captured at roughly the same time as the light frames to ensure that the sensor is at the same temperature but if you take multiple images in quick succession, you can then take one dark frame and use that for all the images. 1 Open the light frame and dark frame as layers in the same Photoshop document. Make sure the dark frame is on the top of the stack 2 Make sure the dark frame layer is selected and active and then simply change the layer blend mode to ‘Subtract’.
With the dark frame above the light frame and actively selected, change the layer blend mode to ‘Subtract’. The tracked sky and foreground exposure were blended using layer masks and some adjustments were added to bring contrast to the image. Then a stamp visible layer (Layer 1) was created which is a merging of all the layers visible at the time. This layer is now ready for the star reduction or hot pixel removal techniques that follow.
554
POST-PROCESSING – ADOBE PHOTOSHOP
2 Dust and Scratches filter You can also remove hot pixels in Photoshop without the need for capturing dark frames using the Dust and Scratches filter. 1 Open your image in Photoshop and create a duplicate of it by pressing CTRL + J (CMD + J on a Mac). If you already have adjustment layers on top of your original image, create a stamp visible layer to work on instead by pressing CTRL + ALT + SHIFT + E (CMD + OPTION + SHIFT + E on a Mac). 2 Zoom in to 100% to get a better view of the hot pixels by pressing CTRL + 1 (CMD + 1 on a Mac). 3 With the duplicated image layer (or stamp visible layer) selected and active, go to ‘Filter’ in the top menu, followed by ‘Noise’ and then ‘Dust and Scratches’. Ensure Preview is ticked.
Before Dust and Scratches filter.
4 With the Threshold set to 0, increase the Radius until the hot pixels disappear (typically somewhere between 1 and 5). This will cause a loss in detail across the image as a whole so increase the threshold to recover some of that detail without bringing back the hot pixels. Press OK once you’re happy with the result. 5 This will unfortunately have an effect on the sky, removing lots} of stars from the image. To protect the sky, add a layer mask to the image and then use a black brush to paint over the sky and remove the effect. Another option to create a layer mask The original image was duplicated and then the to protect the sky is to go to ‘Select’ Dust and Scratches filter applied. A layer mask in the top menu followed by ‘Sky’. is then added to that layer so it is only applied Press CTRL + SHIFT + I (CMD + SHIFT + I) to the foreground. to invert the selection so that you now have the foreground selected. With the selection active, add a layer mask to the layer to which you have applied the Dust and Scratches filter. This will add a layer mask such that only the foreground of the layer which had the hot pixels removed is showing. After Dust and Scratches filter.
POST-PROCESSING – ADOBE PHOTOSHOP
555
Photographic Contributors I would like to thank the photographers below from around the world who have contributed to my book. Please visit their websites or social media to view their amazing work. In addition I would to thank the European Southern Observatory (ESO), an international organisation based in the Chilean Atacama Desert and their ESO Photo Ambassadors, and of course, the National Aeronautics and Space Administration (NASA – nasa.gov) whose space exploration since 1958 has greatly increased our knowledge. I would particularly like to thank NASA for their satellite images of Earth that capture a uniquely human signal – artificial lighting (blackmarble.gsfc.nasa.gov).
A huge thanks to everyone who submitted images and knowledge via my website for the Locations chapter. I felt it was important to showcase a number of different editing styles as everyone has a different approach when it comes to editing and it's been a pleasure for me to be able to publish these images and share them with my audience.
Aziz Acharki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @aziz.acharki ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 516 Serge Brunier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ESO Photo Ambassador ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 362 Jasja Dekker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 483 Howard Edin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . howardedin.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 411 Alex Frood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . alexfrood.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 32 Jack Fusco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . hjackfusco.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 508 Stuart Holmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lakespanorama.co.uk ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 503 Big Ben in Japan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . benjaminmoorephotos.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 528 Brocken Inaglory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 475, 476, 478, 479 Dalu Liu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . photo.daluliu.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 525 Nora Yusuf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . noraexplores.wixsite.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 525 Royce Bair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . intothenightphoto.blogspot.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 143 Samiran Bairagi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . samiranbairagi.smugmug.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 521 Kevin Baird . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . about.me/kevlar ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 357 Benjamin Barakat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . benjaminbarakat.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 516, 517 Barisandi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 485 Yuri Beletsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Las Campanas Observatory, ESO ������������������������������������������������������������������������������������� 372, 359, 381, 512, 425, 473 Drew Buckley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . drewbuckleyphotography.com ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 125 C. Burnett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 538 Sebastián M. Calle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @sebasmc_f ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 513 Stephen Cheatley ........................................................ stephencheatleyphotography.co.uk ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 468 Alan Dyer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . amazingsky.net ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 438 Burak Esenbey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . burakesenbey.com �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 517 Rob Fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500px.com/p/rob_fall ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 530 Bernard Geraghty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . bglandscapetours.ie �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 494, 517 Maroun Habib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . moophz.darkroom.tech ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 342 Scott Halverson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @thru_halveys_eye ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 517 Koichi Hayakawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @kou151217 ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 525 Heat3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . theheatcompany.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 264 Helly Hansen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . hellyhansen.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Adrian Hendroff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . fabulousviewpoints.com �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 493, 495 H. H. Heyer ....................................................................... ESO ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 425 Petr Horálek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . petrhoralek.com, ESO ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 352, 355, 359, 375,383, 401,404 Hothands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . hothands.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 264 Howen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 524 Hannu Huhtamo .......................................................... hannuhuhtamo.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 524 R. Hurtenn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . NASA/JPL-Caltech/ESO ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 365 Tragoolchitr Jittasaiyapan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dreamstime.com/tragoolchitr_info ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 232 George Johnson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . syxaxis.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 32 Melissa Jusaitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @misslissphotography ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 528, 530 Yongyut Kumsri ............................................................. facebook.com/ykumsri ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 520 Aaron King . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . https://photogadventures.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 509 Mike Lawrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mikelawrence.smugmug.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 508 Kerry-Ann Lecky Hepburn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @weatherandsky ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 358 Alan Leightley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ilovefridaysme.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 492 Marian Malaquin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . marianmalaquin.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 529 Tomas Malik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . maliktomas.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 516 Christoph Malin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . christophmalin.com, ESO ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 415 Siddharth Mallya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 335 Viktar Malyshchyts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @viktar_malyshchyts ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 521 Mika-Pekka Markkanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 326 Mathiasm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 467 Sandeep Mathur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sandeepmathurphotos.in ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 520 Adrien Mauduit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . nightlightsfilms.com ����������������������������������������������������������������������� 377, 431, 433, 436, 437, 440, 452, 501, 508 Tristian McDonald . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cre8tivestr3k.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 530 Nick Melnichenko . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @wildirbispro ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 521 Matej Mlakar .................................................................. @matejlele ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 499 Mod-X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 524 Narcis Moldovan .......................................................... @narcis.moldovan ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 506 Gareth Mon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . garethmon.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 323
Florentin Moser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 467 Elena Munoz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . elenamunozfotografa.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 506 Shaun Murphy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . possumsend.co.nz ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 528 Jani Närhi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . University of Helsinki ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 439 NASA ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 281, 349, 402, 423, 443, 444, 445, 465, 486–527 Sian O’Shea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sianoshea.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 501 Daniel Oliveira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 513 Patagonia Inc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . patagonia.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 262 Tei Pelant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @teipelant ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 145 Petzl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . petzl.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 74 Anonymous Powered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 484 Kolby Ramsey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @ramsey.astrophotography ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 506 Lorenzo Ranieri Tenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lorenzoranieritenti.wixsite.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 92 Torsten Richertz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @torstenrichertz ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 501 Andrea Riezzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sublument.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 145 Paul Robbins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . paulvinovaphotography.co.uk �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 492, 493 David Ros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . flickr.com/people/davidrosphoto ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 498 James Rushforth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . jamesrushforth.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 494, 503 Kari Saari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . facebook.com/kasaari ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 439 Sebastian Saarloos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @sebastian.saarloos ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 325 Jawad Saleem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @shooting_stars_gallery ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 499 Roger Saner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @rogersaner ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 516 Athish Sanjay ................................................................. @athish_sanjay ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 520 Matthew Saville ............................................................ @astrolandscapes ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 343 Sakarin Sawasdinaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @torsakarin ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 525 David Schmidt ............................................................... dschmidtphotography.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 509 Cory Schmitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . astroshake.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 338 Patrick Schneider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @patrickschn3idr ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 525 Biswadeep Sengupta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 520 Alexey Sergeev .............................................................. WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 485 Leina Sevele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @leina.sevele ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 521 Praveen Shankam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @scape.artiste ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 529 Brett Sheridan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @brett_sheridan ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 528, 529 Tomas Slovinsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . slovinsky.art ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 405 Smith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . International Gemini Observatory ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 470 Paul M. Smith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . spritechaser.com ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 473 T. Sparks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . National Optical-Infrared ARL ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 425, 476, 482 Mia Stålnacke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @angrytheinch ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 474 Paul Stewart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . photographingspace.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 338 Goran Strand .................................................................. astrofotografen.se ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 466 Marcel Strelow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . marcelstrelow.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 512 Andrew Studer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . andrewstuder.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 358 Derek Sturman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sturmanphoto.smugmug.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 509 Hristo Svinarov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . slowlight.bg ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 483 Darlene Tanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @dartanner ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 474 Richard Tatti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . nightscapeimage.com.au �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 142 Tunç Tezel ......................................................................... @vulerulum ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 249, 312 The North Face . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . thenorthface.com ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Cristóbal Venegas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cristobal-venegas.com ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 11 Mike Ver Sprill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . milkywaymike.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 509 Phil Verney . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @philverney ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 285 Sebastian Voltmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . voltmer.de ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 325, 425, 500 Josh Wilson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . flickr.com/photos/157923681@N02 ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 286 Mark Woodward . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . jtwastronomy.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 31 Alvin Wu (Wu Zhong) ................................................ flickr.com/people/awuphoto ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 367 Ylem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 485 William Yu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . williamyuphotoworkshops.com ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 513 Marcin Zajac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . marcinzajac.square.site ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 507, 531 Zhou-Xian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . @zhou_xian ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 524 Манько Марко . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WikiCommons ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 483
574
PHOTOGRAPHIC CONTRIBUTORS
Alyn Wallace July 2022
About the author – Alyn Wallace Alyn has always had an unquenchable curiosity and appreciation for the night sky thanks to growing up near the Brecon Beacons Dark Sky Reserve in South Wales. He bought his first camera in 2015 to photograph the Perseids meteor shower on a holiday to Turkey and quickly realised that he had found the hobby that could finally bring together his technical skills, artistic side and love for the great outdoors. An engineer by trade, he also studied astronomy at university, which gave him a head start when he began photographing the night sky. His analytical approach combined with a keen sense of adventure meant his images were soon attracting much attention and critical acclaim amongst the astrophotography community and beyond. He has now travelled the world, from Antarctica to Iceland, on a quest to capture the darkest skies and most otherworldly landscapes. In 2017 he gave up his job as a design engineer to become a full-time photographer with the mission to inspire as many people as he could to fall in love with the night sky. Today his Astro Vlogs, tutorials and monthly What’s in the Night Sky (#WITNS) videos on YouTube are watched by a global audience. His Lightroom presets, designed to give a structured workflow, are used by thousands to edit their night sky images. His innovation also includes designing the Starglow filter and the Move Shoot Move Z/V mount for use with star trackers and timelapse equipment. Alyn is an accomplished public speaker and broadcaster; his TedX talk The Devastating Impact of Light Pollution broadcast at Aberystwyth University was very well received and has increased awareness of the destructive reality of light pollution. In 2019 Alyn hosted the BBC documentary, Moonshot (2019) to mark the 50th anniversary of the moon landing and to celebrate and explore Wales’s Dark Sky Reserves. In the documentary Alyn explored Wales's connections to the moon, visiting Cardiff Museum to examine a piece of actual moon rock
from the Apollo 12 mission and telling the story of John Dillwyn Llewelyn, a Victorian photographic pioneer, who, from his home near Swansea, took one of the first ever pictures of the Moon. The culmination of the documentary was Alyn’s successful attempt to photograph the rising full Moon over the Brecon Beacons, silhouetted by a model he made of the Apollo Lunar model. If you are familiar with Welsh weather, and especially the preponderance of clouds, it makes gripping and inspiring viewing. It’s worth searching out on YouTube (Moonshot – The Perfect Photo to Commemorate Apollo 11). In 2020 his timelapse sequences were featured in Land of the Wild, After Dark, a BBC1 documentary. Alyn’s work has been recognised by NASA, National Geographic, BBC Earth and The Times, with his images being widely published in magazines and newspapers. His images of bioluminescent plankton at Three Cliffs Bay, Gower, Wales were particularly popular. In 2020 he was the winner of the ‘Landscapes at Night’ category in the Landscape Photographer of the Year competition with his image of the milky way above South Stack Lighthouse on Anglesey, North Wales.
He runs popular workshops in the UK and around the world including the dark-sky paradise of the Canary Islands, Spain, and the enchanting Cappadocia, Turkey, his second home country. Whilst Alyn uses a wide range of photography equipment, he always has with him: • Astro modified Sony a7IV and a7SIII. • Sony 14mm f/1.8 GM and Sony 24mm f/1.4 GM. • Sigma 150–600mm C (Moon Bazooka). • Benro tripods and heads. • Starglow filter. • Move Shoot Move star tracker and Z/V mount. • Shimoda Action X50 Bag. For more information, or to contact Alyn, please visit: www.alynwallacephotography.com www.youtube.com/c/AlynWallace www.facebook.com/alynwallace instagram.com/alynwallace twitter.com/alynwallace contact@alynwallacephotography.com
ABOUT THE AUTHOR – ALYN WALLACE
575
About fotoVUE If you are a keen photographer or want to take the best photos when out and about or on holiday, fotoVUE guidebooks show you where and how to take photographs in the world’s most beautiful places. fotoVUE photographer-authors use their local knowledge to show you the best locations to photograph and the best times to visit.
Order at: www.fotovue.com and use code: NIGHT at checkout to get: 15% off all books.
Please visit www.fotovue.com for the latest on release dates and a list of all our forthcoming titles. Contact: mick@fotovue.com
P H O TO G R A P H I N G
THE NIGHT SKY BY ALYN WALLACE
FOREWORD BY DR. SEAN DOUGHERTY The night sky is host to a myriad of visual delights. Meteors blazing across the heavens in the blink of an eye, pillars of aurora ebbing and flowing, the enchanting river of the Milky Way arching from horizon to horizon and the simple twinkling of the stars themselves. With digital cameras and modern processing software, landscape astrophotography is no longer restricted to professionals with the latest, greatest and most expensive equipment, however, it is still one of the most challenging genres of photography. Alyn Wallace is one of the world’s leading night sky photographers and a great communicator. His Photographing The Night Sky is an encyclopedic guide that will answer all of your questions about landscape astrophotography and explain all the latest techniques to help you create stunning photographs of the night sky and its wonders.
FEATURING
• Equipment • Settings and Technique • Multiple-Exposure Techniques • Navigating the Night Sky • Planning • Night Sky Wonders • Locations • Processing
www.fotovue.com
£64.95 ISBN 9 7 8 1 9 1 6 0 1 4 5 9 6
9 781916 014596 >