Astronomie

Astro-Notizen

Astrofotografie – Überblick und Begriffe

dkracht

Gehört zu: Astronomie

Mein Einstieg in die Astrofotografie

Als Amateurastronom möchte ich nicht nur visuell beobachten, sondern meine Beobachtungen auch gerne fotografisch festhalten.
Besonders interessant finde ich die Tatsache, dass ich auf einem Foto mehr sehen kann als mit bloßem Auge (dunklere Objekte, Farben,…).

Im Einzelnen habe ich für die Astrofotografie folgendes beschrieben:

  • Liste meiner Geräte (Equipment)
    • Montierung (Stativ etc.)
    • Kamera / Sensor
    • Fernauslöser (Remote Control,…)
    • Optik / Objektiv

 

Astrofotografie: Begriffe – Jargon

Wie häufig bei Spezialgebieten werden auch bei den erfahrenen Amatuerastronomen viele schöne Spezalbegriffe und Abkürzungen verwendet, die ein Einsteiger vielleicht nicht immmer gleich richtig versteht.

  • Lucky Imaging: Um der Luftunruhe ein Schnäppchen zu schlagen, macht man viele sehr kurz belichtete Aufnahmen (etwa 1/100 sec) und verwendet dann die wenigen Aufnahmen mit gutem “Seeing” zum Stacken…
  • Pretty Pictures: Leicht abwerted für “der macht keine wissenschftlichen Fotos”, sondern “nur” etwas, was schön aussieht
  • Tracking: Nachführung (heute meist motorisch in beiden Achsen)
  • Guiding bzw. Autoguiding (verbessertes Tracking)
  • Pointing-Modell  (Goto)
  • DMK: Bestimmte klassische Astro-Kameras
  • ASI: USB-Kameras von der Firma ZW Optical (ZWO)
  • LX200: eine klasssiche Montierung
  • Seeing: Luftunruhe (früher Szintillation genannt)
  • fokal / afokal
  • xyz

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Kamera bzw. Sensoren für Astrofotografie

Astrofotografie kann man heutzutage ganz einfach mit “normalen” digitalen Kameras (z.B. Canon, Nikon, Sony, Panasonic u.a.) machen.

Eine sehr niedrige Einstiegschwelle bietet die sog. afokale Fotografie, wo eine Kamera mit ihrem Objektiv direkt hinter das Okular eines Fernrohrs gehalten wird. Klassischerweise verwenden die “Profis” aber die sog. fokale Fotografie, wo der Sensor einer Kamera in die (primäre) Fokalebene eines Fernrohrs plaziert wird.

Weiterhin werden seit einiger Zeit auch kleine Video-Kameras eingesetzt, die aber keinen Bildspeicher haben, sondern ihr Bild immer an einen PC liefern müssen.
Meine “Sensoren“) sind:

Optiken

Als Optiken für die Sony habe ich verschiedene Möglichkeiten (Festbrennweiten mit Adapter auf E-Mount) –> DLSR-Objektive

  • Olympus G.ZUIKO AUTO-S  f=50mm, 1:1,4  (leichtes Tele z.B. für die Große Magellansche Wolke)
  • Vivitar AUTO WIDE-ANGLE f=24mm, 1:2 (Weitwinkel, z.B. für Polarlichter, die Milchstraße etc.)
  • MC Zenitar-M f=16mm, 1:2,8 (Überweitwinkel “FISH-EYE” z.B. für die Perseiden)
  • Asahi Optics Takumar f=135, 1:3,5
  • LidlScope 70/700 “SkyLux”  (z.B. für Sonnenbeobachtung)
  • Russentonne Rubinar f=500, 1:5.6   —> schlechte Qualität –> verkauft
  • und seit dem 1.11.2016 auch noch die sog. “Wundertüte” Beroflex, aber mit f=300mm, 1:4,0

Als Optiken für die Altair GP-CAM habe ich erst einmal:

  • Die mitgelieferte sog. “Meteorlinse”: This is a CS lens f=2.1mm    f/1.6   FOV 150 Grad
  • Eine zusätzlich als Sucher gekaufte f=12mm  f/1.2  FOV 17 x 22 Grad

Fernauslöser – Remote Control – für die Sony NEX-5R

In der Astrofotografie ist es erforderlich die Kamera erschütterungsfrei auszulösen.Das kann mit Hilfe spezieller Gerate (Fernauslöser) oder auch per Software von einem Computer erfolgen.

Außerdem kann es sinnvoll sein auch weitere Funktionen der Kamera per Software “Remote Control” zusteuern.

Fokussierung

Wir müssen das Teleskop bzw. das Foto-Objektiv so einstellen, das der Fokus genau in der Bildebene liegt und die astronomischen Beobachtungsobjekte “scharf” sind.

Astrofotografie für Einsteiger: Wie fokussiere ich mein Bild?

Montierungen – Stative – Nachführung

Zur Nachführung bei der Astrofotografie gibt es viele Möglichkeiten

Auffinden von Beobachtungsobjekten – Sucher

Oft ist es garnicht so einfach das gewünsche Beobachtungsobjekt im Gesichtsfeld von Kamera oder Teleskop einzustellen.

Beobachtungsorte – Lichtverschmutzung

Beobachtungsplanung

Welche Beobachtungsobjekte mit welchem Gerät zu welcher Zeit an welchem Ort?

Astrofotografie für Einsteiger: Welche Objekte kann ich fotografieren?

Bildbearbeitung

  • Stacken
  • Stretchen
  • Farbstich
  • Vignettierung
  • Farbrauschen
  • Gradienten
  • xyz

Meine Artikel zum Thema Astronomie

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Astronomie: Berechnung der Tageslaenge nach Jahreszeit und geografischer Breite

dkracht

Gehört zu: Sonnensystem
Siehe auch: Tägliche Bewegung, Sphärische Trigonometrie , Koordinatensysteme,  Astronomie    Collected Excel Sheets

Berechnung der Tageslänge mit ebener Trigonometrie

 Die Formel

Dafür habe ich als Schüler folgende Formel gefunden:

	cos t  = -(tan(φ) * tan(δ))

Wobei:

t
halber Tagesbogen
φ (phi)
Geografische Breite
δ (delta)
Deklination der Sonne

Die Deklination der Sonne können wir vereinfacht berechnen als (Quelle: http://lexikon.astronomie.info/zeitgleichung/):

	delta = 0.40954*sin(0.0172*(T-79.35))

Wobei:

T:
Tagesnummer im Jahr; d.h. der erste Januar hat die Nummer 1, der zweite Januar die Nummer 2 usw.

Die Zeichnung (auch als ODG vorhanden)

Abbildung 1: Berechnung der Tageslänge (pCloud: Tageslaenge.svg)

Tageslaenge.svg

— Main.DietrichKracht – 19 Mar 2005

Astronomie: Seite (aus Wiki)

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Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Astronomie Oberartikel (Root)

Astronomie

Geografische Koordinaten

Hamburg, Bundesstrasse: 53 Grad 34 Minuten Nord, 9 Grad 58 Minuten Ost
Kalender
http://kr8.de/kalender
Beobachtung von Erdsatelliten
http://www.heavens-above.com
http://www.esa.int/SPECIALS/Track_ESA_missions_GE/index.html
Mars Express
Mars Express 25.12.2003
astronomie.info
http://www.astronomie.info

Wie berechne ich die  Tageslaenge  ?

Sternenhimmel-Software

Das ist speziell im Urlaub ganz praktisch, um eine “fremden” Sternenhimmel einordnen zu können.

Astrofotografie

Siehe meinen Blog-Artikel: Astrofotografie im Überblick

Bildformate

In der Astronomie wird vorwiegend das Format FITS (Flexible Image Transfer System) verwendet.

— Main.DietrichKracht – 28 Dec 2003

Astronomie am Tage: Sonnenbeobachtung

dkracht

Gehört zu: Das Sonnensystem
Siehe auch: Meine Astro-Geräte, Sonne 17.7.2016, Google Fotos
Benutzt: Fotos von pCloud

Stand: 18. Sep 2021

Was kann ein Anfänger mit einfacher Ausrüstung bequem am Tage beobachten?

Als Astronomie-Wieder-Anfänger (nach 40 Jahren Pause) versuche ich alles auszuprobieren, was mit meinen gegenwärtigen Geräten möglich ist.

Folgendes Equipment steht mir zur Verfügung:

Webseiten für Sonnenbeobachtung

Kanzelhöhe: http://www.kso.ac.at

INAF- Osservatorio Catalania:  http://www.oact.inaf.it

Königlich Belgische Sternwarte Uccle: http://www.astro.oma.be

VdS Fachgruppe Sonne “Sonnennetz”:   http://sonne.vdsastro.de   oder  http://www.sonneonline.org/

Debrecen HELIOPHYSICAL OBSERVATORY:    http://fenyi.solarobs.unideb.hu/

SDO Solar Dynamics Observatory: http://sdo.gsfc.nasa.gov/

Solar HAM:   http://www.solarham.net/

Space Weather Prediction Center: http://www.swpc.noaa.gov/

Liste meiner Sonnenfotos mit Sonnenflecken

Aufbau: Sonnenbeobachtung mit einem LidlScope

Die Sonne kann ich im Sommer vormittags von der Terrasse aus beobachten.

Das LidlScope kann ich mit seiner Vixen-Prismenschiene einfach auf meiner iOptron SmartEQ montieren.

Gestern habe ich dann einen Sonnenfilter aus der Baader Solar-Folie für mein LidlScope gebastelt.

Die Sony-NEX-5R kann ich mit Adapter auf T2 bringen und dann mit einen weiteren Adapter auf  1,25 Zoll Okularstutzen bringen…

Abbildung 1: LidlScope mit Solarfilter (pCloud: DK_20160710_0716.jpg)

LidlScope mit Solarfilter aus Solarfolie

https://filedn.eu/lRKr8xsQ5DR7RRImz2HmrQf/Astronomie/Fotos/DK_20160710_0716..jpg

Meine Sony-NEX-5R-Kamera kann ich über WLAN mit meinem iPad fernbedienen – inkl. Live-View.
Bei der Brennweite des LidlScopes von 700mm ist das Gesichtsfeld des APS-C-Sensors dann 1,9 Grad x 1,3 Grad.

Abbildung 2: Fernbedienung der Sony NEX 5R per iPad (pCloud: DK_20160710_0714.jpg)

iPad mit Sony PlayMemories

Das erste Sonnenfoto mit diesem Aufbau

Heute (10.07.2016) ist der Himmel sehr wolkig, aber für ein paar Probeaufnahmen sollte es reichen.

Abbildung 3: Eine erste Probeaufnahme (pCloud: DK_20160710_08847.jpg)

Sonne im LidlScope

Die Fokussierung ist sehr problematisch. Ich probiere es einfach einige Male nach bestem Anschein im Live-View. Eigentlich müsste man systematisch Probefotos machen und diese auf einen Notebook-Computer übertragen und dort die Fokussierung messen.
Auf einer Ausschnittsvergrößerung dieses  Sonnenfotos kann man sogar Sonnenflecken (unten rechts: 2562, unten links: 2564, oben: 2563) erkennen:
Abbildung 4: Ausschnittsvergrößerung mit Sonnenflecken (pCloud: DK_20160710_08847_4.jpg)

Sonnenflecken im LidlScope – Ausschnitt

Sonnenflecken-Relativzahlen

Auf der Web-Seite der Kanzelhöhe findet man auch ein Archiv der Relativzahlen in Ordnern pro Jahr:

Link: https://cesar.kso.ac.at/sunspot_numbers/2000/

Wie eine Frequenzanalyse mit Excel geht, ist hier beschrieben.

Astronomie: Die Entwicklung des Teleskops in der Geschichte

dkracht

Gehört zu: Teleskope
Siehe auch: Zeitmessung und Navigation

Stand: 05.10.2022

Die Entwicklung des Teleskops in der Geschichte

Gegen 1450 fand  Angelo Barovier auf der Insel Murano heraus, wie durchsichtiges klares Glas “cristallo” hergestellt werden kann. Später wurden daraus auch Leselupen (sog. Lesesteine) gefertigt, die den Priviligierten beim Lesen ihrer kostbaren religiösen Schriften halfen, wenn die Sehkraft im Alter nachlies. Mit der Erfindung des Buchdrucks entstand eine massenhafte Nachfrage nach Lesebrillen. Aus diesen Linsen enstanden die ersten Teleskope. Teleskope auf der Erde wandern auf hochgelegene Berge oder Plateaus (z.B. Mount Sowieso) in einsamen Gegenden und schließlich verlassen die Teleskope die Erde und erobern den Weltraum, wo die Sicht nicht mehr durch die irdische Atmosphäre gefiltert bzw. beeinträchtigt wird.

Geschichte des Teleskops: Timeline

Contine reading →

Astronomie: Planetarium-Software: Meine Anforderungen – Stellarium – Cartes du Ciel – Guide

dkracht

Gehört zu: Beobachtungsplanung
Gehört zu: Astro-Software

Stand: 23.09.2019

Planetarium-Software

Warnung / Disclaimer

Diesen Blog-Artikel schreibe ich ausschließlich zu meiner persönlichen Dokumentation; quasi als mein elektronisches persönliches Notizbuch. Wenn es Andere nützlich finden, freue ich mich, übernehme aber kleinerlei Garantie für die Richtigkeit bzw. die Fehlerfreiheit meiner Notizen. Insbesondere weise ich darauf hin, dass jeder, der diese meine Notizen nutzt, das auf eigene Gefahr tut. Wenn ich Podukteigenschaften beschreibe, sind dies ausschließlich meine persönlichen Erfahrungen als Laie mit dem einen Gerät, welches ich bekommen habe.

Mit einer guten Planetarium-Software kann ich schnell den Himmel für die abendliche Beobachtungsplanung abchecken oder für einen Urlaub astronomische Aktivitäten planen.

Wenn die Anforderungen steigen,  muss man etwas genauer vergleichen, welche Planetariums-Software (zunächst für Microsoft Windows) was bietet.  In meine nähere Auswahl (“Short List”) sind gekommen:

Ausserdem habe ich:

Meine Anforderungen sind

  • Günstige Kosten
  • Zukunftssicherheit
  • Leicht beherschbare Benutzeroberfläche
  • Einstellen des Beobachtungsorts (speichern mehrerer Orte)
  • Einstellen des Zeitpunkts der Beobachtung
  • Einfaches Navigieren und Orientieren am (virtuellen) Sternhimmel
  • Auswahl der Himmelsobjekte, die angezeigt werden sollen
    • Selektion nach Grenzhelligkeit und Objekttypen
    • Namen von Objekten
    • Erdsatelliten
    • Kometen
    • Gradnetze
  • Suchen eines Beobachtungsojekts
  • Messen von Winkelabständen
  • Gesichtsfeld-Rahmen (Sensorfeld bzw. Okular)
  • Liste von Beobachtungsobjekten
  • Sternkataloge einbinden
  • Sternkarten ausdrucken
  • ASCOM-Teleskopsteuerung
  • Skripting

Astrofotografie: Bestimmung der Grenzgröße

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: All Sky Plate Solver, Guide
Benutzt: Fotos aus pCloud

Stand: 10.09.2021

Welches sind die schwächsten Sterne auf meinem Foto?

Bei meiner Astrofotografie fragte ich mich manchmal, wie ich die Grenzgröße auf einem Astro-Foto einfach ermitteln kann.

Auf Empfehlung meines Bruders habe ich mit Astrometrica beschäftigt, was etwas mühsam für mich war.

Da ich mich aus anderen Gründen sowieso mit “All Sky Plate Solver” und mit “Guide” beschäftige, habe ich es auch damit versucht und fand den Weg recht gut.

Arbeitsschritte mit “All Sky Plate Solver” & “Guide”

  1. Das Astrofoto durch die Software All Sky Plate Solver solven lassen und das gesolvte Bild anzeigen lassen (Schaltfläche “Browse solved image”)
  2. Einen markanten Stern anklicken und Koordinaten (R.A. & Dekl.) merken und das Fenster offen lassen.
  3. In der Software Guide die Bildmitte mit Menue -> Finden -> Koordinaten  auf eben diese Koordinaten einstellen. Der markante Stern steht dann bei Guide in der Mitte und Guide sagt uns (Rechts-Klick), wie dieser Stern heist – im Beispiel ist es SAO 50298, was ich händisch in den untenstehenden Screenshot eingetragen habe.
  4. In “Guide” die Himmelsansicht so drehen (Menue: Karte -> Orientierung -> Drehwinkel), dass sie in etwa mit der Ausrichtung in “All Sky Plate Solver” übereinstimmt
  5. Ich stelle dann in Guide die Beschriftung der Sterne so ein, dass nur noch die Helligkeiten angezeigt werden (Menue: Karte -> Sterndarstellung -> Beschrift. bis Mag) . Im Beispiel bis Mag. 12. Mein “markanter Stern” hat also 5,55m und die Sterne weiter rechts unten 7,43 und 11,89 und 9,85m
  6. Ich stelle diese “Beschrift. bis Mag” nicht zu hoch ein, da sonst das Bild unübersichtlich wird.
  7. Die Feinarbeit ist jetzt im linken Fenster (All Sky Plate Solver) schwache Sterne zu finden, die auch im rechten Fenster (Guide) erkennbar sind und dann dort sich mit Rechts-Klick die Helligkeit anzeigen zu lassen.
  8. Wir finden etwa den Stern 3UC269-199074 mit einer scheinbaren visuellen Helligkeit von 13,51 mag

Abbildung 1: Guide 9.0 zeigt die Magnituden an (pCloud: Grenzhelligkeit.jpg)


Grenzhelligkeit eines Astrofotos bestimmen mit “All sky plate solver” und Guide

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Arbeitsschritte mit Astrometrica

1. Das Astrofoto in Graustufen umwandeln und im FITS-Format speichern

Z.B. mit Fitswork

1a. Das gestackte TIF-Bild in Fitswork laden   (Im Beispiel:  DK_20160603_8625-8633_3a.tif )

1b. Das Farb-Bild in 16 Bit Graustufen umwandeln:  Menü -> Bearbeiten -> Farbbild in s/w umwandeln  „Luma“

1c. Das Bild als 16 Bit FITS speichern   (im Beispiel: DK_20160603_8625-8633_3a2.fit )

2. Plate Solving

Z.B. in nova.astrometry.net  oder AllSkyPlateSolver oder …

Bestimmen der Koordinaten des Bildzentrums (R.A. ud Dekl.) sowie des Rotationswinkels….

Das Bild DK_20160603_8625-8633_3a2.fit hat mit nova.astrometry.net:

  • Bildmitte    18 48 46,7     +35 58 37
  • 7,26 “/Pixel (mit f = 135 mm sind das 4,75 μm pro pixel)
  • Up is 92,7 Grad (267,3 Grad)

3. Astrometrica: CFG-Datei erstellen

File=C:\Users\<userid>\AppData\Local\Astrometrica\Lyra.cfg

3. In Astrometrica eine CFG-Datei erstellen: Menü -> File -> Settings

3a.  Tab “Observing Site” …….

3b. Tab “CCD”  Pixelgröße und Brennweite:  4,8 my pro Pixel, f=136,3 mm

3c.  Tab “CCD” Der Position Angle  kann vorgegeben werden  (ist nur eine Voreistellung, kann später modifiziert werden)

3d.  Tab “CCD”  Color Band V   (für visuelle Helligkeiten)

Mit Astrometrica und 4,8 mu pro Pixel ergibt sich:

  • Bildmitte 18 48 46,8 +35 58 33 (das stimmt aufs Pixel genau)
  • Position Angle 272,2 Grad (da hat nova.astrometry.net nur gut geschätzt)
  • mit den 4,8 mu pro Pixel ist dann f = 136,3 mm

4. In Astrometrica: Bildverarbeitung

4a. Das Bild (Menue: File -> Load Images) laden, das Bildzentrum und den Rotationswinkel eingeben.

4b. Berechnungen durchführen lassen: Menue -> Astrometry -> Data Reduction

4c. Bildmitte eingeben: R.A. und Decl.   (Object Name leer lassen)

4d. Der Berechnungen dauern recht lange. Am Ende erscheint (häufig) die Meldung “Reference Star Match Error” mit der Möglichkeit “Continue with:”

  • Manual Reference Star Match
  • Automatic Reference Star Match using  nnn Stars
  • Present (possibly erroneous) Match

4d. Die Helligkeit steht hinter RA De als R = 9.5, für visuelle Helligkeiten muß im CCD Tab als Color Band V gewählt werden.

Damit wird das Bild gut gelöst und hat eine Grenzgröße von etwa mag 14.