Schönes Wetter und viele Nebel

Das Hochdruckgebiet „Gerd“ leistete und leistet auch immer noch gute Dienste, was das astronomische Wetter anbelangt. Seit mittlerweile vier Tagen ist das Wetter unerwartet gut für die Astronomie nutzbar, auch der abnehmende Mond störte von Tag zu Tag immer später und auch weniger. Trifft eine solche Wetterlage dann noch auf die vorlesungsfreie Zeit zwischen den Semestern und man hat das Glück, in nächster Zeit mal keine Klausur schreiben zu müssen, dann hat man wenig Schlaf… Aber es lohnt sich!

Am 23.08.2016 wollte ich noch einen letzten fotografischen Versuch an Saturn für diese Saison durchführen. Saturn und auch Mars stehen derzeit immer tiefer am Horizont und gehen immer früher unter. Trotz extremer Luftruhe an diesem Tag war der niedrige Stand doch eine Herausforderung. Für Mars lohnte sich das Fotografieren überhaupt nicht mehr, zum einen, weil er noch tiefer steht, als Saturn, und zum anderen, weil er mittlerweile aufgrund seiner großen Entfernung von fast einer AE im Teleskop schon sehr winzig erscheint. Bei Saturn war das Filmen mit Einschränkungen aber noch machbar. Um das Auflösungsvermögen des Teleskops einigermaßen ausnutzen zu können, verwendete ich für die genutzte Kamera (DMK 21AU618.AS) eine 5x Barlowlinse, um die Brennweite des Systems auf 5 m zu erweitern. Mit dem Ir-RGB-Verfahren entstand so folgendes Bild.

Saturn vom 23.08.2016

Credit: Kevin Gräff    Saturn vom 23.08.2016

Dabei wurde für die schärfegebende Aufnahme im infraroten Wellenlängenbereich ein Video von 90 s Dauer bei 15 Bildern pro Sekunde gefilmt. Die Bilder wurden mittels firecapture gefilmt, mit Autostakkert2 überlagert und anschließend mit Registax geschärft. Zu guter Letzt wurden die Bilder dann noch in fitswork bearbeitet.

Sicherlich lässt sich bei der Bearbeitung noch einiges verbessern. Ich persönlich finde es wesentlich schwieriger, Saturn zu bearbeiten, als Jupiter. Das liegt sicherlich daran, dass Saturn so viel weiter entfernt ist, als Jupiter und noch dazu weniger Licht reflektiert. Dadurch muss man bei den Aufnahmen die Belichtungszeit anheben und das resultiert bei schon mäßiger Luftunruhe in leicht verzerrten oder unscharfen Bildern. Das muss dann in der Bearbeitung ausgeglichen werden.

Weniger Probleme mit der Luftunruhe hat man immer in Richtung Zenit. Hier konnte ich die ruhige Luft an diesem Tag am besten ausnutzen. Zunächst beobachtete ich den Cirrusnebel, ein Supernovaüberrest. Dieser war im Okular um den Stern 52 Cygni allerdings nur schwer zu erkennen. Dafür war der Himmelshintergrund in unserer Region durch Störlicht einfach zu stark aufgehellt. Nach dieser Erkenntnis versuchte ich mein Glück mit einem OIII Nebelfilter und siehe da, der Nebel erschien sehr deutlich vorm Hintergrund abgesetzt. Feine Filamente konnten problemlos ausgemacht werden und auch die gerühmte Form, die an eine fliegende Möwe erinnert, wurde deutlich. So entschied ich mich, auch einmal den Westteil zu beobachten. Dieser erstreckt sich etwas weiter über das Gesichtsfeld und ist auch breiter gefächert. Man kann hier ebenfalls viele Details erkennen, die sich faserartig vom Hintergrund ablösen.  Die Nebelfilamente leuchten aufgrund der Anregung die sie erfahren, weil sie sich sehr schnell von einem gemeinsamen Ursprung – dem ehemaligen Stern- wegbewegen. Dabei stoßen die Gasatome aneinander oder gegen die wenig vorhandene Materie, die sich im umliegenden Raum befindet und werden somit energetisch angeregt. Dieser Energieüberschuss wird dann in Form von Strahlung wieder abgegeben. Die OIII-Linie, die ich mir bei dieser Beobachtung zu Nutze gemacht habe, stammt von zweifach ionisiertem Sauerstoff. Es handelt sich dabei um einen sogenannten verbotenen Übergang (ähnlich wie bei Polarlichtern), der nur stattfinden kann, wenn die Gasdichte extrem niedrig ist. Somit können unwahrscheinliche Übergänge zum Tragen kommen, die bei höheren Gasdichten aufgrund von weiteren Stößen in anderen, nicht verbotenen Übergängen resultieren würden. Das Wort „verbotener Übergang“ stammt noch aus der Anfangszeit der Spektroskopie, in der man weder spezielle Übergänge bei sehr geringen Gasdichten vermutete, noch solche im Labor beobachten konnte. Wenn man in einem Gefäß ein Gas mit einer so geringen Dichte von weniger als etwa 10^8 Teilchen pro cm^3 (verglichen mit Normalbedingungen der Teilchenzahl pro cm^3 unserer Atmosphäre quasi an einer Hand abzählbar) füllt, kann man die Lichtintensität der einzelnen Photonenemissionen nur schwer nachweisen. Damals war dies fast ein Ding der Unmöglichkeit. So vermutete man, dass zum Beispiel die OIII Linie aufgrund eines neuen Elements namens „Nebulium“ entstand. Erst später wurde klar, dass es der zweifach ionisierte Sauerstoff ist, der sich ungestört abregen kann.

Nach dieser eindrücklichen Beobachtung im OIII-Licht, welches leicht grünlich erscheint, entschied ich mich, den Cirrusnebel in diesem Wellenlängenbereich zu fotografieren. Dies geschah in der Nacht vom 24. Auf den 25. August. Dafür verwendete ich eine unmodifizierte Canon Eos 350d am GSO 200/1000 Newtonteleskop. Der Filter wurde einfach auf den Fotoadapter aufgeschraubt.

Durch den Filter in Kombination mit der Mattscheibe der Kamera ergeben sich aber schnell einige Schwierigkeiten, da das Bild durch den Sucher doch sehr dunkel wird. Beim Fokussieren verwende ich eine Bahtinovmaske, die auf die Teleskopöffnung gesetzt wird und aufgrund des speziellen Ritzmusters eine Sternenform erzeugt, an der man sehr exakt scharfstellen kann. Perfekt fokussiert ist das Teleskop dann, wenn das Sternenmuster symmetrisch erscheint.

Doch zum Fokussieren benötigt man einen hellen Stern und beim Westteil des Cirrusnebels lässt sich ein solcher nicht finden… Somit fuhr ich das Teleskop auf einen nahegelegenen hellen Stern und stellte scharf. Zu blöd nur, dass ich dann den Cirrusnebel beim besten Willen nicht mehr finden konnte. Das lag an der dunklen Abbildung im Sucher der Kamera. Also musste die Kamera wieder ab, neu gesucht werden und anschließend mit mehr Aufmerksamkeit auf den Ort des Nebels im Teleskopsucher wieder scharfgestellt werden. Diesmal funktionierte der Blindflug besser und ich konnte den Nebel wiederfinden. Durch einen Autoguider konnte ich dann mit hohem ISO-Wert von 1600 vier Minuten lang pro Einzelbild belichten.

So entstand nach einiger Nachbearbeitung mittels Deep Sky Stacker, fitswork und Photoshop folgendes Bild in OIII:

Der Ostteil des Cirrusnebels in OIII

Credit: Kevin Gräff    Der Ostteil des Cirrusnebels in OIII

Am Tag zuvor beobachtete ich dann nach dem Cirrusnebel auch den Ringnebel M-57. Dieser Planetarische Nebel erscheint mit OIII-Filter ebenfalls sehr eindrucksvoll. Im Gegensatz zur Beobachtung ohne Filter erkennt man noch weitere feine Strukturen, die sich deutlich an gegenüberliegenden Seiten des Rings hervorheben und sich diffus im Himmelshintergrund verlieren. Irgendwie ziehe ich trotz dieses Detailgewinns die Beobachtung ohne Filter bei kompakten und hellen Nebelobjekten vor, da eine leichte Hintergrundaufhellung und die höhere Intensität der Sterne ohne Einfärbung etwas ästhetischer erscheinen. So fotografierte ich dieses Objekt auch ohne Filter und erhielt mit sonst gleichem Aufbau und Bearbeitung folgendes Bild:

Der Ringnebel M 57

Credit: Kevin Gräff    Der Ringnebel M 57

Bei dieser Aufnahme konnte ich die Iso-Zahl auf das Signal-Rauschverhältnisoptimum meiner Kamera  auf Iso 800 verringern, da das Bild ohne Filter wesentlich heller ist.

 

 

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Ich bin 1992 geboren und besuchte bis zum Abitur das "Gymnasium Gernsheim". Dort war ich in den Leistungskursen Mathe und Physik. Zur Zeit studiere ich Physik an der Technischen Universität in Darmstadt. Ich interessiere mich schon sehr lange für allerlei Wissenschaften, was wohl auch die Studienfachwahl begründen dürfte. Seit Ende 2006 beschäftige ich mich aktiv mit der Astronomie, worauf bald die Mitgliedschaft bei der Arbeitsgemeinschaft Astronomie und Weltraumtechnik Darmstadt folgte. Kevin Gräff

4 Kommentare Schreibe einen Kommentar

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  2. Hallo Kevin

    Sehr schöner Bericht. Habe 3 Fragen zur Saturnaufnahme:

    1. Da ich es nicht kenne: was genau ist das IR-RGB Verfahren?
    2. Ich schätze, dass die Pixelskala bei ca. 0.25″/Pixel liegt? Ist das richtig?
    3. Wie werden die Bilder mit registax geschärft, wenn sie vorher schon mit AS2 gestackt wurden?

    Mit freundlichen Grüßen aus Heidelberg,

    Stefan Hippler

  3. Hallo Stefan,

    freut mich, dass der Artikel gefällt 😉
    Also: 1. Ir-RGB-Verfahren bedeutet, dass ich mit der Schwarzweißkamera und mehreren Farbfiltern insgesamt vier Videos aufzeichne. Eines im Infrarotkanal, dieser dient zur Schärfewiedergabe und jeweils eines im roten, grünen und blauen Farbbereich für die Farbe. Am PC werden die Videos dann über mehrere Schritte in ein Farbbild verarbeitet.

    2. Da musste ich selbst noch mal nachrechnen und nach

    Bildwinkel=2•arctan(Pixelgröße/(2•Brennweite))

    Erhalte ich mit einer Brennweite von 5m und einer Pixelgröße von 5,6μm einen Bildwinkel von 0,23″/Pixel. Deine Abschätzung ist also sehr genau!

    3. Die vier Bilder, die ich dann bei Autostakkert erhalte, lade ich nacheinander einfach in Registax. Dort kann man in der linken oberen Ecke dann die Option “Wavelet-Schärfen” auswählen. Dann kommt man direkt zum Schärfungsabteil.

    Ich hoffe, ich konnte Klarkeit schaffen.

    Grüße Kevin Gräff

  4. Nachtrag zu 2. Aufgrund der Teleskopauflösung in Kombination mit Wettergeschehen erreicht man natürlich nie die volle theoretische Auflösung.

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