Fotografie astronomischer Objekte

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Kajetan Fromm
vor 7 Jahren
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1 Viele astronomische Objekte können von Amateuren von der Erde aus eindrucksvoll fotografiert werden. Man kann hierbei grob drei Gruppen unterscheiden: Helle Objekte innerhalb unseres Sonnensystems, wie z.b. Planeten, Mond, Sonne und Kometen [1] Objekte innerhalb unser Milchstrasse, wie z.b. Sternhaufen, Supernovaüberreste, Nebelgebiete usw. [2] Objekte außerhalb unserer Galaxis, wie z.b. andere Galaxien [3] 1] Mond: Plato 2] Emissionsnebel: NGC1499 3] Galaxie: M101 Prinzipiell reichen hierfür eine digitale Spiegelreflexkamera, ein kleines Fernrohr und eine Montierung mit Nachführung zum Ausgleich der Erddrehung aus. Die verschiedenen Objekte stellen jeweils besondere Anforderungen an die Aufnahmetechnik. Planeten, Mond und Sonne sind sehr hell aber es kommt besonders auf die zu erfassenden Details an (Strukturen auf der Sonnen- oder Planetenoberfläche, Mondkrater) Hierbei spielt die lokale Luftunruhe eine entscheidende Rolle. Durch Dichteschwankungen innerhalb unserer Atmosphäre wird das Licht unterschiedlich stark gebrochen, sodass feine Details verschwimmen. Aus diesem Grund wird üblicherweise ein Videostream aufgenommen, dessen beste Einzelbilder von einer Software ausgesucht und passgenau überlagert werden. Das Ergebnis ist ein relativ scharfes und rauscharmes Bild. Die Brennweite, besonders bei Planetenaufnahmen, kann bis zu 4 m oder mehr betragen. Die Belichtungszeiten liegen üblicherweise auf Grund der Objekthelligkeiten bei ca. 1/10 1/100 Sekunde. Bei der Aufnahme von Gasnebeln oder Galaxien stellen sich gänzlich andere Anforderungen an den Fotografen. Die allermeisten sog. Deep-Sky Objekte sind extrem lichtschwach, sodass die Belichtungszeiten enorm ansteigen müssen. Die Flächenausdehnungen der Objekte können sehr unterschiedlich sein, sodass Brennweiten von 50 mm bis 3000 mm zum Einsatz kommen. Typische Brennweiten liegen bei ca mm. Etliche galaktische Gasansammlungen erscheinen um ein vielfaches größer als unser Vollmond. Einige schwache Galaxien erscheinen wiederum kaum größer als ein einzelner Mondkrater

2 Die notwendigen Gesamtbelichtungszeiten können leicht Stunden, sprich mehrere Nächte betragen. Die besonderen Herausforderungen bei der Deep-Sky Fotografie sind: Auffinden eines Objekts am Nachthimmel, welches selbst mit einem Teleskop visuell nicht sichtbar ist Fokussieren eines unsichtbaren Objektes Aufhellung des Himmelhintergrunds in Stadtnähe (schwacher Kontrast) Ausgleich der Erddrehung auf ca. ± 1 Bogensekunden genau, da ansonsten Sterne zu Strichen verzogen werden (eine Bogensekunde ist der 1,296-Millionste Teil eines Vollkreises!) [4] Bildrauschen bei min Belichtungszeit der Einzelbilder Datenreduktion der Rohbilder (Dunkelbild-, und Hellbild-Abzug (Darks und Flats) ) Wetter (Mondschein, Schleierwolken ) Im Idealfall wird eine monochrome, gekühlte CCD-Kamera für die Deep-Sky Fotografie verwendet. Durch die Chip-Kühlung wird das Rauschen der Einzelaufnahmen drastisch verringert. Bei einer monochromen Kamera werden Belichtungsserien mit verschiedenen Filtern [5] erstellt, um am Ende farbige Aufnahmen zu erhalten. 4] Montierung 5] Filterrad Üblicherweise gestaltet sich der Workflow folgendermaßen: Anfahren des gewünschten Objektes per Computersteuerung Fokussieren der Kamera an einem hellen Stern Starten der Nachführkontrolle mit Hilfe eines Leitsterns (Autoguiding) Starten der Aufnahmeserien mit div. Farb- und Linienfiltern Nachfokussieren durch thermische Einwirkungen auf das Teleskop (Temperaturabfall während der Nacht) - 2 -

3 Kalibrieren von Aufnahmen und Rohdaten (Temperaturabhängigkeit, Hell- und Dunkelbilder, etc.) Passgenaues Ausrichten der Einzelbilder Stacken der Einzelbilder pro Farbkanal zur Rauschreduzierung Zusammenfügen der monochromen Bilder zu einem RGB-Gesamtbild Feintuning mit Bildbearbeitungsprogramm Kameras: Videoaufnahmen für Planeten usw. können bereits mit einer normalen Web-Cam durchgeführt werden. Idealerweise werden Industriekameramodule [6] mit hohen Datentransferraten verwendet. Deep-Sky-Aufnahmen können mit handelsüblichen Spiegelreflexkameras erstellt werden (Bulb- Modus) Das Teleskop wird hierbei als Super-Teleobjektiv verwendet. Wesentlich besser geeignet sind gekühlte Monochrom CCD-Kameras. Die Chipgrößen betragen je nach Budget zwischen 5 x 7 mm bis hin zu 37 x 37 mm. Die Kühlung erreicht bis zu -50 unter Umgebungstemperatur (geregelt) [7] 6] Kameramodul (Video) 7] CCD-Kamera Teleskope / Optiken: Für sehr kleine Brennweiten bis ca. 300 mm werden handelsübliche Teleobjektive verwendet, die 1-2 Blendenstufen abgeblendet werden. [8] Bei kürzeren Brennweiten bis ca mm werden idealerweise vollapochromatische Refraktoren verwendet, deren Öffnungsverhältnis zwischen f 1:5 f 1:7 liegt [9] Bei Brennweiten im Bereich mm kommen oftmals Spiegelteleskope nach dem Newton-Prinzip zum Einsatz. Öffnungsverhältnis f 1:3.5 f 1:6 Brennweiten von 1500 mm bis über 3000 mm werden von Spiegelteleskopen mit mehrfach gefaltetem Strahlengang realisiert. (Ritchey-Chretién, Dall-Kirkham, Schmidt-Cassegrain) Öffnungsverhältnis f 1:8 bis f 1:10. [10] - 3 -

4 8] Mamiya 200mm 9] Apo-Refraktor-140mm 10] 12.5-Zoll-Spiegelteleskop Beispielbilder 11] IC1396 Detail 12] IC1848-Soul-Nebula 13] Reflexionsnebel M45-4 -

5 Balkonsternwarte 14] Balkonsternwarte Rolf Geissinger D Remseck Tel.: 0049 (0) info@stern-fan.de Verweise: Viele weitere interessante Aufnahmen unter Galerie - 5 -

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