Beobachtungsnacht 21.4.2017

Auch wenn der Wetterbericht was anderes zeigt, es hat kurzfristig für etwas über eine Stunde aufgerissen. So habe ich mich für einen schnell aufzubauendes Setup entschieden: Montierung alleine mit Kamera und Objektiv:

170421 Setup

Olympus E-M1 mark II mit Samyang 135/2 an der AZ-EQ6 Montierung. (Ein StarAdventurer hätte es natürlich auch getan – so ist hat es etwas von „mit Kanonen auf Spatzen schießen“ 😉 )

Belichtet wurde mit der Serienbildfunktion jeweils 60 Sekunden bei ISO800 und F/2. Das passt ziemlich gut auf den Himmelshintergrund, dessen Peak sich deutlich vom rechten Rand (=dunkel) abheben soll. Der Peak zeigt ja die vielen dunklen Pixel am Bild, die paar hellen Objektpixel fallen nicht weiter auf.

170421 Histogramm der Kamera

In einem Bildbearbeitungsprogramm (ACDSee) sieht ein Bild so wie es aus der Kamera kommt mit Histogramm:

170421 M87ACDSeeHisto

Bis es zuzog waren 61 Bilder brauchbar, womit man schon wirklich was anfangen kann. Hier die ersten Schritte in der Bildbearbeitung mit PixInsight:

170421 M87 PI1s

Links oben der Unbearbeitet Stack aus den 61 Bildern. Gestackt (zusammenrechnen der Einzelbilder) wurde mit Kappa/Sigma Algorithmus, d.h. Ausreißer Pixel werden verworfen. Man tut auch gut daran, die verworfenen Pixel zu kontrollieren, denn wenn die Parameter nicht stimmen wird vielleicht das Objekt teilweise verworfen. Rechts oben ist das Bild, das die verworfenen Pixel zeigt. Hauptsächlich Flugzeuge, Satelliten einiges an Rauschen.
Was man im gestackten Rohbild auch sieht ist der praktisch nie zu vermeidende Helligkeitsgradient. Den muss man los werden und den Hintergrund ebnen. Mit einer sogenannten „Background Extraktion“. Hier zur Demo schnell Automatisch gemacht. Links unten der Hintergrund, der extrahiert wurde und rechts das flache Bild. Was man an den Rändern auch sieht: Die Einzelbilder passen nicht ganz übereinander, was möglichst vorher weggeschnitten wird. Das kommt daher dass ich zwischendurch immer mal an einem hellen Stern die Schärfe überprüfte und dann zurück zum Objekt gefahren bin. Das trifft man dann nicht exakt, was aber auch gut ist. So werden defekte Stellen immer versetzt am Sensor auftreten und können so auch herausgerechnet werden. Dieses versetzen um einige Pixel nennt sich dithern. Bei langer Brennweite und langer Belichtungszeit macht das bei mir der MGen Autoguider. Er versetzt zwischen den Belichtungen.

Dann folgte einiges an Bildbearbeitung, Ich habe so zwei Abende gebraucht es mal in einen herzeigbaren Zustand zu bringen – hier das Ergebnis:

170421 Virgo Haufen umd M87 (Virgo Galaxie)

[60% des Originals auf AstroBin]

Mit Analyse der hellsten Galaxien (Messier Katalog, NGC und IC):

170421 Virgo Haufen umd M87 (Virgo Galaxie)

Der Ausschnitt mit der Markarian Galaxienkette, unten noch die „Virgo Galaxie“ M87

170421 Markarjansche Kette mit M87 (Virgo Galaxie / Smoking Gun Galaxie / Vigrgo A

Wo befindet sich das am Himmel:  Unterhalb des Großen Wagens, Oberhalb des Sternbild Jungfrau (2017 steht da gerade der Jupiter) zwischen dem hellen Stern Akturus (im Bärenhüter) und dem Sternbild Löwe.
Hier ein Screenshot aus Stellarium :

170421 M87 Stellarium

Eingezeichnet ist das Feld das die Kamera mit dem Objektiv zeigen wird.

 

Apollo 11

Ziemlich in der Mitte des Bildes liegt das Meer der Ruhe (Mare Tranquillitatis):

170402 Mond

(In Originalauflösung auf AstroBin)

 

und hier war die erste bemannte Mondlandung (1:1 Ausschnitt aus dem Originalbild von oben)

170402 Apollo11 - Mare Tranquillitatis

Zu den Größen der Strukturen: Der Krater Moltke hat einen Durchmesser von 6,5km und ist 1,3km tief.  Der Krater Armstrong hat 4 km Durchmesser und ist 50km von der Landestelle entfernt.

Venus

Ca. alle 8 Jahre steht die Venus am selben Ort (Ishtar-Periode). Am 23.3.2017 kommt sie uns wieder mit 42 Mio.km wieder sehr nahe. Sie erreicht dann eine visuelle Größe von 1 Winkelminute. Da die Bahn gleichzeitig verkippt ist, wird sie dann auch wenn sie zwischen uns und der Sonne steht, sichelförmig beleuchtet

Bild er Venus vom 3.3.2017

170303 Venus   48,6 arcsec mag -4,4

Helligkeit mag -4.1,  scheinbare Größe: 48,6″, zu 15% beleuchtet

Mars und Neptun

Am 1.1.2017 standen Mars und Neptun sehr nahe (=Konjunktion).

170101 Mars Neptun Konjunktion 1.1.2017

Durchschnittlich 4,5 Mrd km ist der Neptun unser äußerster Planet (nachdem Pluto der Planetenstatus aberkannt wurde). Mit dem Fernglas sollte er zu sehn sein, allerdings nur als Lichtpunkt und ob man den dann von einem Stern auseinander kennt, wage ich zu Bezweifeln. Bei einem größerem Teleskop mit starker Vergrößerung wird er sich aber als ein blau/grünes Scheibchen zu erkennen geben.

Bei Mars sieht es einfacher aus. Er ist ja relativ nahe und durch seine rote/orange Farbe am Sternhimmel bereits früh in der Dämmerung erkennbar.
Bei größeren Teleskopen und starker Vergrößerung kann man dann die vereisten Polkappen sehen.

Die richtige Belichtung

Wie in der Fotografie auch, ist das Ausgangsmaterial entscheidend für ein gutes Bild. Aus einem falsch belichteten Bild kann man zwar noch versuchen durch Bildbearbeitung einiges zu retten oder besser: kaschieren, aber es erfordert sehr hohes Können.

Leider ist der Himmel meist nicht von bester Qualität, aber man kann zumindest bei der Standortwahl schon einiges berücksichtigen. Möglichst nicht über Lampen hinwegfotografieren oder Dächer. Ersteres verursacht unbeherrschbare Helligkeitsgradienten im Bild, letzteres kann durch aufsteigende Wärme zusätzliches „seeing“ (flimmern der Luft und damit stärker herumtanzende Sterne) bewirken.

Wichtig für uns: Um einen möglichst großen Kontrastumfang aufs Bild zu bekommen so zu belichten, dass im Histogramm der Buckel an der dunklen Seite deutlich vom (meist) linken Rand wegkommt. Er repräsentiert die vielen Pixel des Himmelshintergrund. Alles was heller ist, einige Sterne halt meist, sind in ein paar hellen Pixel die dann auch rechts (die helle Seite) oft  nicht mal sichtbar sind zu finden.
Ist der Himmel heller, wandert der Histogrammbuckel immer weiter Richtung hell. Wenn das zu weit wird, vergibt man Dynamik. Es steht ja nur noch der restliche Teil für Objektinformationen zur Verfügung.

Natürlich fotografieren wir nicht in JPG sondern in RAW der Kamera. Heutige Digitalkameras haben ca. 12 Bit Farbtiefe.
Ein JPG Bild aber nur 8 Bit Tiefe. Mit 8 Bit hat man gerade mal 256 Abstufungen (2^8) zwischen Dunkel und Hell. Bei  Farbbildern hat man ja 3 Farben: Rot/Grün/Blau = RGB das ergibt dann die besagten 16,77 Mio Abstufungen. Klingt viel, ist es auch, denn für unsere Auge reicht das vollkommen aus.
12 Bit bedeuten schon 4096 Abstufungen (8*2*2*2*2). Das bedeutet schon ein gewaltiger Anstieg der Dynamik!
Merke: Jedes Bit mehr bedeutet: Man kann bei einem gerade gesättigten Pixel doppelt so lange belichten, ohne dass es ausbrennt.

Das bedeutet aber auch, wenn man hinterher, wenn viele Bilder addiert werden, dass man bald nicht mehr mit einem 16 bit Format auskommt, sondern dann mit 32 Bit Fileformat arbeiten muß.  Bei TIFF ist man ja in der Farbtiefe an sich nicht begrenzt, aber nur wenige Programme können mit 32 bit TIFF umgehen. Speziell in der Astrofotobearbeitung hat sich da das FITS Format durchgesetzt. Am Ende der Bearbeitung reduziert man dann das Bild wieder auf das übliche JPG.

Vom fixen Fotostativ wird man aber schnell merken: Man kann, abhängig von der Brennweite nur im Sekunden Bereich belichten, ohne dass die Sterne merklich zu Eiern oder Strichen verformt werden. Bedingt durch die Erdrotation. Dabei ist die Geschwindigkeit bei den Himmelspolen am langsamsten, am schnellsten beim Himmelsäquator.

Als Anhaltspunkt:
Beim Olympus Extremweitwinkel 7mm (=14mm KB) ist gerade noch eine Belichtungszeit von 15-20 Sekunden möglich, ohne dass Sterne in die Länge gezogen werden! Bei weniger Weitwinkel entsprechen viel kürzer! Einfach probieren, wie weit man gehn kann / will.

Um also mehr benötigtes Licht in dieser Zeit auf den Sensor zu bringen gibt es nur ein paar Möglichkeiten: Lichtstärkere Optik oder höhere ISO. Für einen Einstieg und Sternenfelder zu fotografieren um in aller Ruhe dann am Bild den Sternenhimmel kennen zu lernen, reicht das.

Porbatestes Mittel aber ist eine Nachführung, wie z.b. der SkyWatcher „StarAdventurer„. Wenn man mal die Hürden einer genauen Ausrichtung überwunden hat, kommt man da je nach Brennweite auf jeden Fall auf 2 Minuten Belichtungszeit. Bei ISO800 und F4 ist das Zentrum der Andromeda Galaxie gerade noch nicht überbelichtet.

Hat man jetzt ein gut belichtetes Bild (Sterne rund, Histogrammbuckel im Dunkeln Bereich bei 20-30% und der hellste Teil gerade noch nicht ausgebrannt) zustande gebracht, macht man davon möglichst viele.

Die werden dann hinterher zusammengerechnet (gestackt).

 

 

Bildbearbeitung in der Astrofotografie

Irgendwann man kriegt es hin, richtig belichtete Bilder zu bekommen.
Andernfalls hat man ja schon vorher das Handtuch geworfen ;-).

Nach den ersten Hürden habe war mein Workflow:

Stacken in Deep Skystacker.
Wichtig ist dabei jedenfalls, dass man vorher in RAW fotografiert hat, und falls das RAW Format deiner Kamera nicht im DS erkannt wird, es vorher möglichst unbehandelt in ein 48bit TIFF Bild exportiert.

Strecken und Ebnen des Hintergrundes in Fitswork. Wirklich Tutorials lesen, sonst schneidet man da sehr viel weg!
Andere Schritte in Fitswork hab ich kaum hinbekommen.

Die Unkenntnis über die Tiefen der Bearbeitungsschritte und das Verständnis um die Dinge gehen ja Hand in Hand und bauen einem gerne mal unüberwindliche Hürden auf.

Nach dem Fitswork hab ich es jedenfalls als 16bit TIFF gespeichert und in meiner normalen Fotosoftware nach bearbeitet. Im Nachhinein gesehen, kommt man da bei manchen Objekten recht weit.

Aber irgendwann brauchst Du Maskentechniken und sehr viel mehr Wissen was man wann macht. Denn jeder Schritt kann das Endergebnis stark beeinflussen, meist negativ.

Da kommt dann wohl der Punkt, wo man sich entscheiden muss: Photoshop oder PixInsight.

Es gibt natürlich einen Zwischenschritt, der im Wissenschaftlichen Bereich stark eingesetzt wird: ImageJ – oder gleich das volle Paket mit allen Modulen: Fiji
Auch eine spezielle Version für Astrofotgrafie: Astro ImageJ.

Das ist eine Java Modulsammlung, wo Wissenschaftler für viele nervige Probleme ein Javascriptmodul geschaffen haben. Da muss man aber ganz viel englische und wohl zum Teil unverständliche Dokumentationen dazu lesen, wie es halt bei Freeware so ist.
Es gibt laufend Updates, die auch automatisch eingespielt werden können.
PixInsight ist im Grunde auch „nur“ eine solche offene Modulsammlung.

Durch den PI Intensiv Workshop gab es eine exzellente Einführung (siehe die Videos auf dsig.at) und natürlich die viele Tutorials im Netz.

So bekomme ich jetzt mal relativ schnell Ergebnisse, die weit über dem liegen, was ich davor hoffte erreichen zu können.

Noch schnell ein Beispiel anhand eines recht leichten Objekts, M13, der große Kugelsternhaufen im Sternbild Herkules.

M13, NGC6205 - Herkuleshaufen

17.8.2014   mein erstes Bild  (ISO1000 60sec)

150424 M13 / NGC6205 (Her)

24.4.2015  neuer Versuch – (15 x 4min ISO400)

150612 M13 / NGC6205 (Her)

12.7.2015  erste Versuche mit PI (11 x 4min ISO800)

160506 M13 OC unbearbeitetes JPG

6.5 2016  Ein beschnittenes Einzelbild, so wie es die Kamera als JPG speichert

160506 M13

6.5.2016 mit PI ausgearbeitet (11 x 4min ISO400)

 

Beobachtungsnacht 4.8.2016

Die bisher wärmste und trockenste Nacht dieses Jahres: Gegen 22:00 hatte es noch 24 Grad, um 1:30 noch immer 22 Grad bei erst 71% Luftfeuchte.

Ein Blick auf den kleinen Wagen zeigte sofort +5m Sterne, SQM im Zenit ging fallweise bis 20,9 meist aber waren 20,75 zu messen.

Mit dem Teleskop nutze ich das wohl letzte Sichtfenster für mich 2016 zum M8 (Lagunanebel), um weitere Belichtungszeit zu sammeln. 9 Bilder konnte ich ja schon am 29.7.2016 sammeln. Zudem hoffte ich auf bessere Luftruhe:

160730 M8 Lagunen Nebel

Gleichzeitig richtete ich ein Fotoobjektiv bei 16mm (32mm KB) ebenso Richtung Süden, das den Bereich vom Adler bis hinunter zum Schützen erfasste.

Nachdem ein Baum endgültig die Sicht versperrte, suchte ich mit ein anders Objekt. Die Wahl fürs Teleskop viel auf NGC7000, den sehr Nordamerika Nebel, der praktisch im Zenit stand. Man sieht leider nicht gut, wo man sich da in dem Roten Nebelmeer befindet. Egal, einen Versuch bei bester Sicht im Zenit ist es mir Wert.

Im Nordosten war schon der Perseus zu sehen, und da ja im August die Perseiden stattfinden, habe ich ein paar Bilder bei 12mm (24mm KB) Brennweite gemacht.

Letztlich bin ich aber auch hier in den Zenit geschwenkt um das Sommerdreieck möglichst tief abzubilden.

Bevor ich dann gegen 2 Uhr morgens Schluss machte, versuchte ich damit auch noch ein paar Bilder des Sternbild Steinbock (CAP) das im Süden vorbeizog.

 

Sommersternhimmel: Perseus – Kassiopeia

Ein Blick auf den Sternenhimmel am 1. August, mit Blick Richtung Nord/Nordost. 1 Bild mit 7mm Optik  (14mm KB) und 1/15sec vom Fotostativ:

160801 Sternhimmel August N/No PER-CAS-UMI

Etwas rechts der Bildmitte erkennt ihr das charakteristishe W der Kassiopeia (CAS). Bildmitte hinunter ist der Perseus (PER)

Wer zumindest den großen Wagen/Bäeren kennt: Die Kassiopeia findet man ca gegenüber großen Wagen, der im Sommer schon im Nordwesten steht.
Hier die Himmelsregion im Norden in einer große Übersicht

Ende Juli mit dem Maximum in der Nacht vom 12. auf den 13. August findet man hier zwischen diesen zwei Sternbildern den bekanntesten Meteoritenstrom: Die Perseiden.
Hervorgerufen wird das dadurch, dass die Erdebahn zu dieser Zeit durch die Staubspur des Komet Swift-Tuttle durchfliegt. Diese kleinen Partikel treten in die Erdatmosphäre und verglühen.

Was sieht man sonst noch am Bild

160801 Sternhimmel August N/No PER-CAS-UMI anno
Die Sternbilder:
CAS=Kassiopeia(Cassiopeia)
PER=Perseus
CEP – Kepheus
LAC=Eidechse (Lacerta)

M31=Andromeda Galaxie. Unsere Nachbargalaxie – ca 2,3 Mio Lichtjahre weit weg.
Findet man leicht am Sternhimmel: hintere Achse des W nach unten kommt ein heller Stern – da findet man in einer Reihe 3 weiter helle Sterne (am Bild sind 2 davon) nach rechts. Beim mittleren Stern findet man bei dunkler Nacht (in der Stadt nur ab und zu) zwei kleinere Sterne. Beim zweiten steht das „nebelige Etwas“ gleich links davon – mit Fernglas zu finden.
P=Polaris – der Polarstern.
Damit kann man die Himmelsgüte messen. Polaris hat eine Helligkeit von +1m (mag) im Kasten des Wagens gegenüber hat man +2m dann sind im Kasten noch +3m Sterne und in der Deichsel +4m Sterne. Und rechts oben im Kasten das Sternchen hat +5m Das ist schon das Maximum was man mit freiem Auge sehen kann. Wenn man den kleinen Wagen/Bären erkennen kann, hat man schon die dunkelsten Himmel, den es so geben kann bei uns.
In der Stadt kommt man so auf 2-3m wenn’s gut ist. Oft nur auf +1.
G=Granatstern ( μ Cephei) einer der rotesten Sterne, ein kühler roter Riesenstern. Bis vor kurzen der größte bekannte Stern – mit dem 1450 fachem Durchmesser der Sonne. Lange Zeit galt dann VV-Cep der ziemlich genau im Zentrum des CEP-Kastens liegt, als größter bekannter Stern. Abgelöst wurde er jetzt vom orangen Hyperriese RW Cephei.
A=Algol
Einer der ersten Sterne, wo man merkte, dass er in seiner Helligkeit schwankt. Alle 2,87 Tage schwankt sie zwischen +2,3m und +3,5m Helligkeit, was man also durchaus mit eigene Augen ohne Hilfsmittel erkennen kann.Heute weiß man, dass es ein 3 Fachsystem ist, wo die Begleiter immer wieder mal vor dem helleren Algol vorbeiziehen und ihn so etwas abdunkeln.

C – Capella mit +0m einer der hellsten Sterne auf unserem Himmel. Hauptstern des Sternbild Fuhrmann – da drunter sind die Wintersternbilder Orion ect.) zu finden – wir sehen dass dann im Winter

Beobachtungsnacht 3.8.2016

Kaum zu glauben, riss es nach der Warmfront doch in der Nacht noch auf!
Vorgenommen habe ich mir den Wildentenhaufen – M11 im Schild (SCT) und ein Widefield mit dem mFT75mm – wo es gerade sehr klar und dunkel war, zunächst mal den Kasten des Kepheus, oberhalb der Kasiopeia. Da hatte ich einen SQM (SkyQualityMeter) von 20,9-20,98. Am M11 20,5. Allerdings zogen da gleich zu Beginn wieder hohe Wolken durch, die sich im Zenit bildeten und nach Südosten abzogen. Das Nutzte ich für Darks.

Hier der M11 – 17x 4 Minuten bei ISO640

160804 M11 - Wildentenhaufen

Da es immer stärker im Süden zumachte, wendete ich mit mit dem Teleskop auf M31, die Andromedagelaxie. Kaum machte ich 1-2 Bilder, war es da schlechter, denn auch da setzte Wolkenbildung ein, der Südwesten war aber klar, und so konnte ich erneut zum M11 schwenken. Durch den Meridianflip war dann allerdings die Sache um 180 Grad gedreht, was egal ist, wenn beim stacken die Software die Sterne richtig dreht.
0:45 hatte ich da dann fast einen SQM Wert von 20,6 und als 75mm Widefield zielte ich in den Zenit zum Sternbild Leier, dass ja bequem ganz auf den Sensor passte.

Die Luftfeuchte stieg immer mehr, zuletzt auf 94 % bei 17 Grad. So belichtete ich bis der Himmel endgültig durch hohe Schichtbewölkung vom Norden her gegen 1:40 zu machte. SQM sank dabei durch die hohen Wolken um 0,1 Einheiten, was man aber auf dem gestreckten Bildern des Liveview schon deutlich sehen konnte.

Beobachtungsnacht 1.8.2016

Kurzzeitig verschwanden die Wolken doch noch gegen 22:45. SQM bei der Wega im Zenit zeigte fallweise 20,95.

Ein kurzer Blick Richtung kleiner Wagen zeigt mit leicht auch mag +5 Sterne, also von daher perfekt. Allerdings war die Luft recht unruhig, wie man am Leitstern am MGen sehen konnte, der kaum rund zu sehen war.

Immer wieder mal zogen Wolken durch , aber ich hatte Glück, dass meine heutige Beobachtungsregion um das Sternbild Schild relativ verschont blieb.

Mit dem Teleskop und der modifizierten E-PL6 Kamera hatte ich M17, den Omega oder Schwanennebel im Visier. Mit der E-PL7 und dem mFT 75mm Objektiv fotografierte ich den Bereich zwischen M16 (Adlernebel) bis hinauf zum M11 (Wildenetenhaufen).

160801 Setup  - AQL-SCT-SGR

Hier das Kameradisplay beim Speichern am M17

160801 M17 mm Kameradisplay beim Speichern

Man erkennt bereits, dass hohe Schleierwolken sich durchs Bild ziehen, daher war es Zeit, aufzuhören.

Hier das Kameradisplay beim Speichern des widefield Sternbild Schild, vom M16 bis M11:

160801 Kameradisplay Lifebild Schild

Hier eine „quick&dirty“ Bearbeitung des Widefield mit dem mFT 75mm:

160801 SCT Widefield 75mm Q&D

Recht gut zu erkennen der Wildentenhaufen vor dem Sternenmeer der Milchstraße und unten rechts der Adlernebel.

und in finaler Bearbeitung:

160801 Sternbild Schild (Scutum) - Milchstraße

(in größer auf AstroBin)

M17 –  Omega Nebel

160801 M17 Omega Nebel (Schwanen Nebel)

(in Groß auf AstroBin)