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Aufnahmetechniken von DeepSky Objekten < -10 ° südlicher Deklination
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In diesem Kapitel möchte ich beschreiben wie man von Mitteleuropa aus DeepSky-Objekte fotografieren kann, die eine sehr geringe Kulminationshöhe besitzen


Mein vollständiger Bericht mit Bildbeispiel eines Astromosaiks ist erschienen im VdS Journal für Astronomie Nr.29
II /2009 Bereich Astrofotografie

Für jeden Astrofotografen muss es ein Traum sein einmal mit seiner Ausrüstung nach Namibia zu reisen um dort unter einem der dunkelsten Nachthimmel auf Erden  astronomische Aufnahmen zu machen. Aber nicht nur der Nachthimmel mit seinen vielen Objekten der südlichen Milchstraße ist dort bemerkenswert. Auch die geringe Luftfeuchtigkeit und das dauernd schöne Wetter sind ideal für die DeepSky-Fotografie.

Aber da müssen wir hier in Mitteleuropa mit ganz schlechten DeepSky Bedingungen zu Recht kommen.
Aber vielleicht doch nicht... :-)))

Schauen wir uns erstmal eine Gegend im Schwarzwald-Baar Kreis an, an der Astrofotografie möglich ist:

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Der Blick geht nach Süden. Da wo der Baum in der Mitte des Bildes steht, ist genau Süden. Die Location ist etwa 800 Meter hoch und befindet sich im Schwarzwald-Baar-Kreis etwa am östlichen Schwarzwaldrand. Wichtig ist das diese Hochebene nach Süden hin abfällt und links und rechts kleine Bergkuppen sind, die das Streulicht abschirmen können.

Der Bildauschnitt ist nicht zufällig gewählt sondern die Breite des Bildes entspricht etwa 80°,also links vom Baum etwa -40° und rechts davon +40 °

Jetzt schauen wir uns das Ganze mal an mit den hineinprojizierten DeepSky-Objekten an, wie sie hier masstabsgetreu in einer lauen Sommernacht gegen 24:00
zu sehen sind:


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Dieses Bild zeigt jetzt wie hoch diese DeepSky Objekte sich wirklich darstellen:
Tiefstes Objekt ist hier M8 (Lagunennebel) Deklination -24°16 '
Dann M20 (Trifidnebel) Deklination -22°57 '
Es schließen sich M17 (Omeganebel) M16 (Adlernebel) nach oben an
Rechts außen ist dir Rho Ophiuchiregion und der Stern Antares

Eines wird sofort klar: Die Zeit für die Belichtungen sind sehr begrenzt und bedürfen einer genauen Planung.
Folgende Probleme treten auf:

1. In dem Zeitraum wenn diese Objekte ihren höchsten Stand haben nämlich im Ende Mai bis Mitte Juli wird es auf dem 48 Breitengrad nicht mehr so richtig dunkel.
Die astronomische Dämmerung beginnt etwa um 24 Uhr und um 2 Uhr wird es schon wieder hell.
2. Astrofotografisch sind diese Objekte nur dann dankbar, wann sie eine Stunde vor und etwa eine Stunde nach ihrer Kulmination fotografiert werden.
3.In diesem südlichen Horizontstreifen befindet sich eine sehr große Luftunruhe.

Lösung:

Man muss zwagsläufig den Zeitraum kurz vor Mitternacht im Mai oder Juni wählen um die gewünschten Aufnahmen zu machen und die
Belichtungszeiten sollten 6-8 Minuten nicht überschreiten, da sich sonst die Luftunruhe stark bemerkbar macht.
Als Optiken kommen nur kleinere Refraktoren,Teleobjektive oder kleine Spiegelteleskope bis max 20 cm in Betracht.
Die Anzahl der Aufnahmen sollte mindestens 20 betragen, weil durch die Refraktion hier mindestens 5-6 Aufnahmen nicht verarbeitet werden können.


Aufnahme von südlichen DeepSky Objekten mit dem Teleobjektiv

Dies ist die "einfachste" Methode in diesem Himmelsareal
hier bieten sich vor allem die Brennweite bis etwa 300 mm an. Das folgende Beispiel zeigt eine Aufnahme des
M8-M20 Bereiches mit dem Canon EF-L 70-200 bei 200 mm Brennweite

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Kamera: Canon 30d (mod.)

Objektiv: Canon EF-L 70-200, Blende 3.5, eff 200 mm
12 x 4 Minuten BZ bei ISO 800, 6 Flats :-))
Juli 2008

Diese südliche Himmelsgegend bietet sich natürlich auch an für Objektive im Bereich von 24-200 mm.
Das folgende Beispiel hab ich mit 70 mm Objektivbrennweite augenommen:

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Kamera: Canon 30d (mod.)
Objektiv: Canon EF-L 70-200, Blende 4.0, eff 70 mm
9 x 6 Minuten BZ bei ISO 800, 6 Flats

Wie man leicht feststellen kann sind die Belichtungszeiten sehr kurz im Vergleich zu dem was man in Schwarzwald sonst von den Belichtungszeiten verwendet
Etwas muss ich hier noch anmerken. Wenn das Bildfeld im Weitwinkelbeeich recht groß wird, kann es vorkommen, dass innerhalb des Feldes duch die Refraktion die einzelnen Sterne auf den Aufnahmen unterschiedliche Positionen einnehmen und dann nicht in der Bildverarbeitung überlagert werden können. Daher geht meine Tip dahin auch hier mindestens 2-3 Aufnahmeabende für die Aufnahmen zu vewenden, denn 30% der Aufnahmen sind Refraktionsbedingt Ausschuss.

Aufnahme von südlichen DeepSky Objekten mit dem Teleskop

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Hier möchte ich meschreiben wie sich diese südlichen Deepsky Objekte astrofotografisch beim Einsatz des TMB APO 105 darstellen.
Das Gerät hat 650 mm Brennweite und ein Öffnungsverhältnis von f:6.2. Damit ergeben sich bei ISO 800 Belichtungszeiten von etwa 6-7 Minuten.
Und das ist auch das Maximum um noch zu qualitativ hochwertigen Astroaufnahmen zu gelangen. Mindestens 12 stackingfähige Aufnahmen sind notwendig um ein rauschfreies Bild zu erzeugen. Auch hier sollte man mindestens 2-3 Aufnahmeserien einplanen.
Folgendes Beispiel zeigt meine Aufnahme des Lagunennebels M8

28 x 6 Minuten BZ bei ISO 800
Der Blick Jetzt schauen wir uns das Ganze mal an mit den hineinprojizierten DeepSky-Objekten an, wie sie hier Masstabsgetreu in einer lauen Sommernacht zu sehen sind:7

Hier die Aufnahmedaten

Canon 30d (H-Alpha mod.)
10 x 6 Minuten BZ bei ISO 800

Canon 50d (H-alpha mod.)
6 x 10 Minuten BZ bei ISO 1600 16 nm H-Alpha Filter (nicht verwendet)
6 x 3 Minuten BZ bei ISO 1600
6 x 1 Minute BZ bei ISO 1600

Nun noch ein weiteres Beispiel eines sehr tief gelegenen planetarischen Nebels. Es ist der Helixnebel im Sternbild Wassermann.
Zuerst dachte ich mit einer Serie von 10 Aufnahmen im Bereich 5-7 Minuten den Nebel kontrastreich erfassen zu können.
Aber die DeepSky Realität holte mich schnell ein. Ich benötigte letztendlich fast 50 Aufnahmen mit 6 Minuten und von denen konnte ich dann gerade mal 28 Stück zu einem Summenbild zusammenfügen (!). Die Refraktion hatte ganze Arbeit geleistet. Trotzdem ist eine Aufnahme entstanden die sich vor einer Namibiaaufnahme
nicht verstecken muss

Helix

Aufnahmedaten: Canon 30d (H-Alpha modifiziert), 28 x 6 Minuten BZ bei ISO 800




Aufnahme von südlichen DeepSky Objekten mit dem Teleobjektiv/Teleskop und Filter

Jetzt kommen wir zu einem Kapitel das eine Nummer komplizierter ist als die Aufnahmen ohne Filter.
Schmalbandfilter haben die Eigenschaft zwar bestimmte Spektralanteile speziell durchzulassen um dann den Kontrast damit zu erhöhen.
Da aber in diesem Himmelsbereich die Refraktion sehr hoch ist und jedes Sternpünktchen einen rötlichen Halo aufweist, wird dieser
Effekt natürlich durch zum Beispiel einen Filter der H-alpha durchlassen soll noch verstärkt. Das heisst jetzt, dass eigentlich nur für kurze Brennweiten solche
Filter zum Einsatz kommen sollten. Das sind die Brennweiten von 24 mm bis maximal 700 mm. Meine Test s hab ich hier mit dem bekannten CLS-Filter durchgeführt
und bei hohen Vergrößerungen sieht man diese rötliche Verzeichnung dann ganz deutlich zeigt:

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In dieser von mir mit dem CLS Filter gemachten Aufnahme von M22 sieht man deutlich die rötliche Verzeichnung ausgelöst durch den Filteriensatz bei hoher Refraktion

Anmerken möchte ich noch, dass sich die Belichtungszeiten beim Einsatz dieser DeepSky-Filter um den Faktor 2 erhöhen. Das heisst jetzt bei f:3.5 benötigt man mindestens 6 Minuten Belichtungszeit. f:5 oder noch kleiner sind also mit Filtern in diesem Himmelsbereich generell nicht einsetzbar, da die Belichtungszeiten 12 Minuten überschreiten würden und damit durch das Blurren "fette" Sterne das Resultat.


Erstellung von Astromosaiken von Deepsky-Objekten in diesem Bereich

Diese Disziplin stellt die höchste Stufe der Astrofotografie dar und ich werde diesen Bereich in einem späteren
Kapitel genau erläutern. Hier nur noch kurz ein Bildbeispiel von Deepsky Objekten aus diesem südlichen Himmelsbereich
Links ist M20 und rechts M8 zu sehen, Mosaik aus 3 Teilen mit dem TMB APO und bei 650 mm Brennweite aufgenommen

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Das Autoguiding von Objekten in diesem Himmelsbereich

Das wichigste in diesem Himmelsbereich ist das funktionieren der Nachführung auf einen Leitstern. Da ja die Sterne schon kräftig auf dem APS oder CCD-Chip blurren, blurren sie genau so auf dem Chip der Gudingkamera.  Anzumerken ist, dass sich das mittlere Seeing hier zu 95% immer im Bereich +/- 3 Bogensekunden befindet.
Eine gute Guidingsoftware bietet ja die Möglichkeit die Korrekturen in DE- und RA erst ab einm bestimmten Wert durchzuführen. Hier also mindestens eine
Toleranz bei DE von mindestens 1.5 Bogenskunden und in RA etwa ebenfalls 1.5 Bogensekunden einstellen, da sonst das Teleskop dem Seeing hinerher guidet.
Wichtig ist auch etwa beim deutschen Montierungstyp, dass es vorkommen kann dass die Moniterung nach der Kulminations anschlägt. Also immer die Montierung im Auge behalten.
Am besten ist es immer wenn nur alle 3-5 Sekunden eine Korrektur erfolgt. Ich hab hier nochmal in die Guidinggenauigkeit an meinem "Hausberg" ermittelt für verschiedene Brennweiten. Die Daten beziehen sich auf -22° Deklination:

24 mm +/-7 Bogensekunden
70 mm +/- 3.7 Bogensekunden
200 mm +/- 2.5 Bogensekunden
280 mm +/- 2.0 Bogensekunden
650 mm +/- 2.0 Bogensekunden

Wie man leicht erkennt ändert sich die Genauigkeit ab 280 mm Brennweite nicht mehr, weil das Seeing jede Versuch genauer zu guiden unterbindet (!)
Das ist auch der Grund weshalb bei gößeren Teleskopdurchmessern die Schärfe so abnimmt, dass die Bilder dann unbrauchbar werden.
Hier sind natürlich Test's von Astrokollegen mit den unterschiedlichen Teleskoptypen äußerst interessant und ich freue mich immer über neue
Erkentnisse in diesem Bereich der Astrofotografie