Astrofotografie
John Imboden
Meine Ambitionen liegen in der Nutzung von Software und Hardware. In meiner Freizeit habe ich immer eine Kamera dabei, mit der ich eine Vielzahl von exquisiten Motiven festhalte. Ich fange den Moment genau, kunstvoll, natürlich und auch unvollkommen zum Ausdruck ein.
Seit 2019 habe ich mir ein neues Betätigungsfeld erschlossen, die nächtliche Landschaftsfotografie unserer Galaxie. Via Lactea die Milchstrasse, die Planeten und der Erdmond sind meine neuen Wiegen der Fotografie. Aus dieser emotionalen Affinität heraus begebe ich mich kovalent in die Tiefen des intergalaktischen Raums und sammle Photonen von Himmelsobjekten, die ausserhalb unseres Sonnensystems existieren.
Deep Sky Objects “DSO” war der Nährboden für die Anschaffung eines äquatorialen katadioptrischen Teleskops. Mein First Light (Fachjargon: erstes astronomisches Bild) war ein spektakuläres Ereignis und ein Akt in Anmut.
Interstellare
Deep Sky Object
Deep-Sky-Objekte sind Strukturen im interstellaren Raum, fernab und ausserhalb unseres Sonnensystems. Für Astrofotografen sind Diffuser Nebel, Galaxien, Sternhaufen die Hauptmotive, die wir fotografisch noch gut sichtbar machen können, mit blossem Auge sind nur wenige “nahe” Objekte mit hoher Leuchtkraft zu sehen.
Die Bezeichnung “diffuser Nebel” umfasst sowohl Emission- als auch Reflexion Nebel. Dieser Nebel besteht aus interstellarer Materie (ISM). Diese Ansammlung von Gas- und Staubwolken stellt die Ausgangslage für Sternengeburten dar und ist zugleich die Ursache für die Entstehung von Supernovae, dem Sterben von Sternen. Die interstellare Materie besteht zu 99 % aus Gas und zu 1 % aus Staub und ist durch Gravitation gebunden. Sie weist eine hohe Komplexität von Blasen auf. Die räumlichen Gebilde aus heissem Gas füllen den Hohlraum, der durch die Sternenwinde erzeugt wird. Die folgende Abbildung zeigt die spektrale Verteilung des Leuchtens. Die Leuchterscheinung wird durch die Ionisierung von Wasserstoffatomen hervorgerufen, während Reflexionsnebel, wie der Name bereits andeutet, durch die Bestrahlung eines Zentralsterns oder offenen Sternenhaufens reflektiert werden.
Anmerkung: Die Hauptbestandteile unserer Sonne, nämlich Wasserstoff 92% und Helium 7.8%, und in geringer Menge sind zudem Sauerstoff, Kohlenstoff, Lithium und andere Stoffe vorhanden.
kinetische Energieprozesse
Interstellare Materie
H-II-Regionen sind ausschliesslich in Spiralgalaxien zu finden und treten hauptsächlich in den Spiralarmen auf, wie beispielsweise in unserer Galaxie “Via Lactea”, sowie an unregelmässigen Galaxien. Bei elliptischen Galaxien konnten keine H-II-Regionen nachgewiesen werden, was zunächst überraschend erscheint. Bei unregelmässigen Galaxien hingegen wurden H-II-Regionen in der gesamten Galaxie beobachtet.
kinetische Energieprozesse
Die Temperaturunterschiede im vakuumierten Raum werden durch Heiz- und Kühlprozesse vorangetrieben. Dabei werden die Atome ionisiert, die Photonen strahlen mit Lichtgeschwindigkeit durch das Universum. Von den Filamenten Strahlung können wir die Photonen mit einem CMOS-Sensor aufgezeichnet und das Signal extrahieren. Die daraus folgenden linearen Informationen werden mithilfe mathematischer Methoden veranschaulicht.
Bilbearbeitung
Der zweite Schritt hier beschriebene Prozess wird als Pre- und Postprozess bezeichnet. Die Erstellung eines Bildes aus dem Kosmos erfolgt durch die Kombination von Schmalband- und Dualbandfiltern sowie langen Belichtungszeiten und einer intensiven Rechenleistung an GPU/CPU. Letztere ist mit mehreren Arbeitsstunden verbunden.
Sammeln über CMOS-Sensoren
Photonen
Photonen Sammeln! Welch ein Ausdruck.
Die Aufnahmen meiner Deep-Sky-Bilder erfolgen leider nicht in der Atacama-Wüste (Peru/Chile) oder in einer anderen Region, in der die Voraussetzungen für die Aufnahmen vergütet werden. Die hier gezeigten Aufnahmen werden aus der Stadt Zürich fotografiert, die Herausforderung besteht in der enormen Lichtverschmutzung in meinem urbanen Gebiet. Es gibt keine Möglichkeit, dies zu umgehen, da die künstliche (unerwünschte) Strahlung in Form von Streulicht in wahrsten Sinne des Wortes in meine Richtung umherfliegt und die Signale aus dem Weltraum extrem beeinträchtigt werden.
Die Beleuchtung des Quartiers erfolgt aus allen räumlichen Richtungen. Dies stellt für meinen Standplatz ein grosses Problem dar. Die Qualität meiner Bilder leidet erheblich unter den genannten Umständen, die mit Gradienten und Pattern in den Bildern befangen sind.
In der Nacht ist es mir möglich, ohne zusätzliche Lichtquellen ein Buch zu lesen.
In meiner Umgebung kämpfe ich mit einer Bortle-Klasse 7 und mehr, was bedeutet, dass für die Astrofotografie unter der Bortle-Klasse 3 oder weniger sein sollten, um ein perfektes Bild zu erhalten.
Planung
Astronomische Objekten
DSO Planung
Die astronomische DSO-Planung erfolgt unter Zuhilfenahme astronomischer Programme sowie unter Berücksichtigung des Wissens über die Eigenschaften der einzelnen Objekte. Um das Objekt am Himmel zu lokalisieren, ist es erforderlich, die Koordinaten des Objektes zu kennen, hierzu nehme ich das Äquatorialsystem RA und Dec.
Die RA-Rektaszension (Äquivalent zum irdischen Längengrad) gibt den östlichen Winkelgrad an und die Messung wird in Stunden, Minuten und Bogensekunden angegeben.
Die DEC-Deklination (Nord- oder Südlicher Äquator) dient der Messung von Nord- bis zum Südpol und wird in Grad angegeben.
Die Zielerfassung im weiten Universum erfolgt mittels Plate Solver. Aus der ersten Aufnahme werden die Koordinaten errechnet, wobei die abgebildeten “Quad” Sterne als Grundlage dienen. Die Datenbank wird vom ESO (European Southern Observatory) zur Verfügung gestellt. Bei Abweichungen wird die Montierung ein zweites Mal auf das Objekt fahren und anschliessend ein Plate Solving durchführen, um die Position zu bestätigen. Für Astrofotografen stellt die Möglichkeit, mit Teleskopen mit längerer Brennweite zu arbeiten, eine erhebliche Erleichterung dar.
Wetterlage
Die Astrofotografie ist stark von den meteorologischen Bedingungen abhängig. Das Seeing ist die Qualität der Erdatmosphäre und wird von der Geschwindigkeit des Jetstream, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und den Wolkenschichten beeinflusst. Das Flackern “Szintillation” bestimmt die Qualität der Aufnahme. Die Angabe des Seeings wird in Bogensekunden (FWHM-Wert) gemessen und erhält so einen Anhaltspunkt für die linear gesammelten Informationen – für die spätere Bildqualität.
Im Jahr 2022 konnten ich in der Stadt Zürich die besten Ergebnisse verzeichnen.
Optik
Astro Fotografie
Das Körnchen “Ursprung“
Passion
Die Passion der Astrofotografie ist durch eine hohe Lernkurve gekennzeichnet, die von Informatik über Astronomie bis hin zu mechanischen Aufgaben reicht. In diesem Kontext sei darauf verwiesen, dass Hobby-Astronomen ein wesentliches Element erhalten: Die Fähigkeit, sich in Geduld zu üben, die Natur zu spüren und atemberaubende Ereignisse zu erleben.
Selbstverständlich sind nicht alle Umstände optimal und es besteht die Notwendigkeit, den Arbeitsablauf an die neuen Gegebenheiten anzupassen. Infolgedessen werden von Zeit zu Zeit Software- oder Firmware-Updates durchgeführt, welche zu Schwierigkeiten bei der Kommunikation zwischen den Schnittstellen für die Sprache der Hardware und Software führen.
Treibkraft
Der Weg zum astronomischen Bild ist mit einer grossen Herausforderung verbunden, und mein Workflow ändert sich immer wieder, je nachdem, welche Erfahrungen ich mache und wie die Umstände aussehen.
Astrofotografie
| by joim |
….in der lichtverschmutzten Stadt ist die Schönheit des Himmels verborgen.