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Die Sternwarte: Astrofotografie digital – Teil 1
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Alle Fotografien, sofern nicht extra gekennzeichnet: © Bildautor = Andreas v. Rétyi
Externe Fotografien sind jeweils unter »Ergänzende Abbildung(en)« zu finden

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Meine berufliche Tätigkeit erfordert bei so manchen Recherchen immer wieder einen nicht unerheblichen fotografischen Aufwand. Nicht selten kommen mir dabei sogar einige Erfahrungen aus der astronomischen Fotografie zunutze, eben gerade, wenn es um langbrennweitige Aufnahmen geht. Auf diesen Seiten sowie in den Rubriken "Sonnensystem digital" und "CCD-Sektion" habe ich nun einige Beispiele meinem astrofotografischen Betätigungsfeld für Sie zusammengestellt. Viel Freude beim Betrachten der Aufnahmen!

Gegenwärtig entstehen viele Weltraumfotografien an einem 12,5-Zoll-Newton-Spiegel in verschiedenen Aufnahme-Konfigurationen bzw. mit diversen Zusatzgeräten, die modulartig ausgewechselt werden können. Als Fotooptiken im Großfeldbereich kommen dabei vor allem ein kompakter Richfield-Semi-Apo sowie ein fotografisch optimierter f/4 Newton mit 6“ Öffnung parallel zum Hauptgerät zum Einsatz. Der Schwerpunkt liegt bei der Abbildung von Nebeln, Sternhaufen und Galaxien – klassische Deep-Sky-Fotografie also. Dabei hat digitale Technik die bisher eingesetzten analogen Verfahren weitgehend verdrängt, wenn auch nicht vollständig.

Leider verschwinden allerdings immer wieder erfolgreiche Astro-Emulsionen mangels Bedarf vom Markt – so auch der berühmte Kodak Technical Pan 2415, der sich hervorragend zur Gas-Hypersensibilisierung eignete. Nach rund elf Stunden Behandlung unter erhöhtem Druck und ca. 60 Grad Celsius in einem Stickstoff-Wasserstoff-Bad (90 + 10) wurde dieser sehr feinkörnige Film rund 15- bis 20-mal so schnell wie im unbehandelten Zustand und lieferte hochaufgelöste Detailaufnahmen. Natürlich reduziert die digitale Fotografie den Aufwand gegenüber analogen Methoden, die chemische Laborarbeit weicht der Bildbearbeitung am PC. Auch sie ist zwar aufwändig und zeitraubend, aber »sauber« - und die Rohdaten liegen unmittelbar vor.

Die Abbildungen zeigen das Hauptinstrument in zwei Ausbauphasen. Links noch auf der ursprünglichen, erstaunlich tragfähigen Montierung mit einem Großfeld-Refraktor sowie 8“-Schmidtkamera (an der Gegengewichtsachse), rechts auf der neuen, computergesteuerten Montierung zusammen mit dem 5“-Leitrohr und 6“-Fotonewton. Die Schmidtkamera soll gelegentlich – obwohl technisch als System überholt – noch gesondert ihren „Analog-Himmel“ finden.

Die folgenden Aufnahmen entstanden mit dem Hauptinstrument und dem 4“-Großfeldrefraktor, allesamt mit digitalen Spiegelreflexkameras. Verwendet wurden entweder die Canon 20 D (nichtmodifiziert) sowie eine Canon 300 D (mit Baader H-Alpha-Filter modifiziert). Die Verschlechterung der Standortbedingungen lässt stationär einen sinnvolleren Einsatz der beiden Spiegelreflexkameras allerdings eher selten zu, während sie künftig vor allem mit portabler Ausrüstung unter dunklem Himmel genutzt werden sollen.

In der Sternwarte selbst haben Aufnahmen mit gekühlter CCD-Kamera eindeutig die Oberhand gewonnen, wobei für lichtschwache Emissionsnebel fast ausschließlich engbandige Filter ihre geradezu unglaubliche Wirkung entfalten.

Hier aber nun zunächst einige Beispiele für Aufnahmen mit digitalen Spiegelreflexkameras.

Eine der unfraglich faszinierendsten Himmelsregionen ist das Sternbild Orion. Im Schwertgehänge der Konstellation glühen die hellen Nebelmassen von M 42/43, dem berühmten Orionnebel. Eingebettet in die farbigen Wolken sind heiße junge Sterne, die aus dem Wasserstoffgas des Nebels entstanden sind und ihn wie zum Dank nun selbst sichtbar werden lassen.

Die vier Sterne des zentralen »Trapezes« liefern das für diese Emission erforderliche Licht. Ihre energiereiche Strahlung regt die Gase vor allem zu einem rötlichen Leuchten an.

Mit dem Wasserstoffgas vermengte Staubwolken hingegen reflektieren lediglich das blaue Licht der Sterne und erzeugen auch zart rosane und violette Mischtöne.

Rechts eine relativ kurz belichtete Kompositaufnahme durch den 12,5“-Newton.

Langzeitbelichtungen in sehr dunklen Nächten enthüllen ein von lichtschwächeren Nebeln komplett durchzogenes Sternbild Orion. Der Große Orionnebel ist rund 1600 Lichtjahre von uns entfernt. Diese 20D-Aufnahme durch den Großfeld-Refraktor zeigt neben M42/43 immerhin bereits den Reflektionsnebel NGC 1977 (rechts im Bild).

Zum Vergleich eine Aufnahme durch die modifizierte 300D, diesmal im Fokus des 6“-TS-Foto-Newton (f/4)

Beide Aufnahmen wurden durch ein UHC-S-Filter belichtet. Diese Einzelbilder demonstrieren auch, dass digitale Spiegelreflexkameras anders als CCD-Kameras nicht in der Lage sind, einen großen Kontrastumfang wiederzugeben. Die hellen Bereiche im Zentrum des Nebels sind daher bereits komplett „ausgebrannt“ – Vergleichen Sie dazu die Aufnahmen in Teil 4 der CCD-Sektion!

Gekoppelt mit einem großen Öffnungsverhältnis zeigen sich Details bereits nach überraschend kurzer Belichtungszeit. Die nächste Aufnahme wurde bei ISO 800 lediglich 140 Sekunden lang belichtet (Newton 150/600 - 300D mod). Der Hochnebel führte an jenem Abend zu einem weiten bläulichen Hof um den (visuell) 2,77 mag hellen Stern Nair al Saif (Hatysa), Iota Orionis links im Bild.

Ebenfalls im Sternbild Orion befindet sich der allerdings sehr lichtschwache Pferdekopfnebel, hier rechts oberhalb der Bildmitte.

Diese mit der Kombination 6“-Newton (f/4) und einer modifizierten 300D fotografierte Großfeldaufnahme zeigt diese Dunkelwolke (»Barnard 33«), die sich gegen den leuchtenden Hintergrund des schwach glühenden Nebels NGC 434 abzeichnet. Die Belichtungszeit lag bei nur zwölf Minuten (ISO 800).

Der helle Stern links im Bild ist Zeta Orionis (»Alnitak«), der linke Orion-Gürtelstern, an den sich unmittelbar der beeindruckende Flammennebel NGC 2024 anschließt.

Andeutungen dieses sehr markanten, von Dunkelwolken durchzogenen Gebildes fand schon Wilhelm Herschel mit seinem für damalige Verhältnisse gigantischen Teleskop.

 

Der zentrale Bereich der vorherigen Aufnahme nun bei einem Öffnungsverhältnis von 1:6 und 1905 mm Brennweite, ebenfalls nur zwölf Minuten lang belichtet.

Um die gleiche Sättigung wie das obige Bild zu erreichen, hätte diese Aufnahme eigentlich doppelt so lange belichtet werden müssen. Erst längere Belichtungszeiten lassen mehr Detail erkennen, einmal ganz abgesehen vom Gewinn bei Anwendung einer CCD-Kamera.

Der Flammennebel noch einmal im Detail durch den 12,5“-Newton. Wieder diente die 300D als Aufnahmekamera, ISO 800 bei knapp 7,5 Minuten Belichtungszeit.

Der linke Gürtelstern des Orion – Alnitak – strahlt hier in gleißendem Licht ins Bild. Die Fangspiegelstreben des Newton-Teleskops führen zum Diffraktionskreuz und damit zur »klassischen« Sternform. Auch wenn sie keine real existierende Erscheinung sind, können sie immer wieder sogar zum mitgestaltenden Element von astronomischen Fotografien werden.

Nur mit den weltweit größten Teleskopen sowie unter Einsatz von Interferometrie lassen sich Sterne als Scheiben abbilden. Ansonsten bleiben selbst die nahesten und größten Exemplare gleißend leuchtende Punkte ohne Ausdehnung. Dennoch lohnen sie sich als Motive für „pretty pictures“.

Links im Bild der Rote Riese Beteigeuze, der jederzeit zur Supernova werden kann. Sollten wir Zeugen dieses in unserer Galaxis eigentlich längst überfälligen Ereignisses werden und Beteigeuze demnächst als SN detonieren, dann würde er so hell strahlen wie der Vollmond. Doch dieses immense Licht wäre weiterhin auf einen einzigen Punkt konzentriert, so dass wir ihn selbst mit bloßem Auge nicht ohne Schädigung beobachten könnten.

Rechts der scheinbar hellste Stern des gesamten Himmels – Sirius im Großen Hund. Sein faszinierender Begleiter, der weiße Zwergstern Sirius B kreist sehr eng um die Hauptkomponente. Derzeit wächst der Abstand wieder, doch bleibt Sirius B ständig in unmittelbarer Nachbarschaft seines leuchtkräftigen Partners. In dieser 36 Sekunden lang belichteten Aufnahme ist er nicht zu sehen. Das blauviolette Gebilde ist ein Überstrahlungseffekt und genauso wenig real wie das Lichtkreuz, das instrumentenabhängig auch um andere helle Sterne wie z.B. Beteigeuze auftritt. Diese „Spikes“ entstehen durch Beugungseffekte an der Fangspiegelaufhängung.

Östlich an den Orion schließt sich das Sternbild Einhorn (Monoceros) an. Hier findet sich eine der beeindruckendsten Stern-Entstehungs-regionen: der Rosettennebel NGC 2237-46.

Die neu entstandenen Sterne geben einen intensiven stellaren Wind ab, der die Wasserstoffmassen aus den Zentralgebieten des Nebels zum Rand hin treibt. Dadurch entstand schließlich eine deutlich gas-ärmere Region innerhalb des Gebildes. Hier konzentrieren sich die jungen, neuen Sterne.

Der Nebel ist von dunklen Staubbändern durchzogen, so genannten »Elefantenrüsseln«, außerdem heben sich vom leuchtenden Gas winzige runde Schatten ab, die als Globulen bezeichnet werden. Hier scheint sich die Materie zu neuen Sternen und Sonnensystemen zu verdichten. Solche Globulen besitzen Durchmesser im Bereich von 7000 bis 10 000 Astronomischen Einheiten (AE). Eine AE entspricht dabei der mittleren Distanz Sonne – Erde (s. dazu auch die CCD-Sektion 2).

Der Rosettennebel selbst dürfte rund 3000 Lichtjahre von der Erde entfernt sein. Aufnahme durch den Großfeld-Refraktor, Belichtungszeit 20 Minuten mit einer Canon 20D und UHC-S-Filter. Die 20 D tut sich sichtlich schwer, die roten HII-Gebiete zu registrieren, so dass eine forcierte Nachbearbeitung erforderlich wird.

Hier zum Vergleich noch einmal der Rosettennebel, dieses Mal mit der für H-alpha sensibilisierten 300D:

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