47. Woche - NGC 7008 – ein kosmisches Fragezeichen im Schwan

 -  Astrofoto der Woche  - 

Dieser Planetarische Nebel hat es in sich! Er ist nicht nur von seiner Farbgebung her interessant, sondern auch von seiner Form. Das AdW (Norden oben, Osten links) zeigt ihn in einem Bildfeld von 15' x 10,6'. Im englischsprachigen Raum wird NGC 7008 gern „foetus nebula“ genannt. Bei der Namensgebung hatten einige Taufpaten wohl ein neu geborenes Kind vor Augen, mit der typischen gekrümmten Säuglingshaltung. Dieser Begriff kann aber falsch verstanden werden, denn hier haben wir kein Baby vor uns, sondern einen sehr alten Greis. Alle PNe sind nämlich sehr alt. Der Zentralstern hat schon lange die Phase eines Roten Riesen hinter sich, sogar die Phase danach als „AGB-Stern“ (asymptotischer Riesenstern). Mit etwa einer Sonnenmasse befindet er sich derzeit auf dem Entwicklungsweg zu einem Weißen Zwerg.

Direkt unterhalb der sichelförmigen Nebelgestalt sitzt im Vordergrund der bereits von Herschel entdeckte Doppelstern „h 1606“. Die zwei verschiedenfarbigen Komponenten liegen in Nord-Süd orientiert bei 19“ Distanz. NGC 7008 und h 1606 erinnern viel eher an ein „kosmisches Fragezeichen“. Und als solches kommt das Deep-Sky-Objekt visuell in größeren Teleskopen auch sofort zur Geltung.

Jetzt nur für Interessierte, alle anderen dürfen diesen Absatz gern überspringen: Der Fachbegriff „Planetarischer Nebel“ wird als PN abgekürzt. Sind es mehrere, dann heißt es die „PNe“ (planetary nebulae, nicht nebulas, daher auch nicht die PNs). Mit lateinischen Begriffen tun sich gerade die Amerikaner schwer, aber selbst in der amerikanischen Fachliteratur setzt sich die korrekte Schreibweise, angestoßen durch europäische Astronomen, immer mehr durch.

Für Astrofotografen: Ein PN ist ein Emissionsnebel. Daher bestimmen Gesamtheit und relative Stärke aller Emissionslinien sowohl die Farbe als auch die Farbverteilung im Nebel. Zunächst sind da die bekannten Linien aus der „Balmerserie“ des ionisierten Wasserstoffs: Die rote Hα-Linie bei 656 nm als stärkste, die blaue Hβ-Linie (486 nm) als zweitstärkste, die violette Hγ-Linie (434 nm) usw. Bereits Hβ ist etwa dreimal schwächer als Hα, und Hγ liefert kaum noch einen Beitrag. Auch Helium liefert bei NGC 7008 einen Farbbeitrag, er ist etwa so stark wie von Hβ. Dann ist die Doppellinie des zweifach ionisierten Sauerstoffs [OIII] bei 495/501 nm zu nennen. Sie kommt in den meisten PNe vor, insbesondere in den hoch angeregten mit einem sehr heißen und UV-reichen Zentralstern. Hier in NGC 7008 ist [OIII] im Mittel um 33% stärker als Hα. Aufgrund der insgesamt starken [OIII]-Emission ist NGC 7008 visuell überhaupt zu beobachten. Wäre da nur die Emissionslinie Hα, so würde kein Mensch den PN wahrnehmen, weil das menschliche Auge nachts in diesem Rotbereich äußerst unempfindlich ist. Die [SII]-Linie des ionisierten Schwefels (in Supernovaresten vertreten) liefert in NGC 7008 keinen Strahlungsbeitrag. Was aber etliche Astrofotografen kaum kennen: Jeder gewöhnliche Hα-Filter lässt nicht nur Hα-Licht durch, sondern auch direkt „links“ und „rechts“ neben Hα das Licht des ionisierten Stickstoffs [NII] bei 655/658 nm. Die Rotfärbung eines Emissionsnebels ist also nicht allein durch Hα vorgegeben, sondern – wenn vorhanden – auch durch [NII]. In NGC 7008 ist die [NII]-Linie nicht gleichmäßig über den Nebel verteilt, sondern in kleinen Gebieten konzentriert. Die diffuse Fläche am Nordrand von NGC 7008 und die schwächere Aufhellung am Westrand emittieren stark in [NII]. Diese ausgestoßenen Gasklumpen werden in der Astronomie als FLIERS bezeichnet. Demnach ist es falsch, hier von Hα-Knoten zu sprechen!

Der Zentralstern von NGC 7008 hat V = 13,89 mag. Er kommt hier im AdW deutlich heraus. In Wirklichkeit handelt es sich um einen Doppelstern. Die Komponente B steht 0,42 arcsec von A entfernt und hat V = 14,40 mag. Entdeckt wurde das durch ein Astronomen-Team mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble (Ciardullo et al. 1999). Die Auswertung ergab weiterhin, dass NGC 7008 etwa 1200 Lj entfernt ist und auf 0,5 Lj Durchmesser kommt.

Eckhard Alt ist Bildautor. Aufnahmedatum war 2.9., 6.9., 11.9. und 23.9.2016, Aufnahmeort der Pfälzer Wald. Mit einem Ritchy-Chrétien von 400 mm Öffnung und 2700 mm Brennweite (Blende 6,8) sowie einer SBIG ST-8E wurde 12 h 44 min belichtet. Es handelt sich um eine 5-Farbaufnahme mit 5 Breitbandfiltern (Spezialanfertigungen) über 4 Nächte. Welche Filter das waren, konnten wir leider nicht in Erfahrung bringen. Eckhard Alt schreibt: „NGC 7008 sieht man meistens als blaues Objekt. Da die [OIII]-Emission gemäß Spektrum mehrfach stärker ist als die gesamte Emission im Blauen, kann das Objekt nicht blau sein. Das von mir entwickelte 5-Farbverfahren vermeidet diesen Fehler. Voraussetzung ist eine exakte Kalibrierung der Filter-Chip-Kombination mit Sonnenlicht, die einzige hundertprozentige Referenzlichtquelle. Tagelange umfangreiche Softwarebearbeitung ist nicht nötig. Die fertige Aufnahme zeigt sofort die richtigen Farben, Die einzige Korrektur, die angebracht werden muss, ist die Festlegung des Schwarz- und Weißpunktes. Die meiste Zeit benötigt bei mir die Aufnahme der Rohbilder und nicht die Bearbeitung.“

Das Farbbild kommt einem RGB-Bild sehr nahe, darf also auch ähnlich bewertet werden, zumal keine engbandigen Linienfilter verwendet wurden. Aber es gibt da nicht nur den Nebel zur Farbbeurteilung, sondern auch die Sterne. Dazu drei Beispiele. a) Die hellere Hauptkomponente von h 1606 hat B = 10,55 mag und V = 9,51 mag, ist also mit B-V = 1,04 mag gelb. Das passt! b) Der Stern 170 px links vom gelben Stern hat B = 12,58 mag und V = 11,98 mag. Mit B-V = 0,60 mag ist er weiß. Auch das passt! c) Die Südkomponente von h 1606 hat B = 11,82 mag und V = 11,68 mag. Diese 0,14 mag Farbdifferenz bedeuten ein kräftiges Blau. Jedoch kommt dieser Stern ebenfalls weiß zur Geltung. Und im Bild gibt es noch weitere Sterne mit Blaudefizit.

Text zum Objekt und Aufnahmedaten: Peter Riepe

Das heutige AdW stammt von Eckehard Alt, bekannt in der Astronomie-Szene durch die von ihm entwickelten Montierungen - und mindestens so wichtig, seine Pionierarbeiten in Sachen farbiger Astrofotografie in den 1960er und 70er Jahren, gemeinsam mit seinen damaligen Kollegen Brodkorb, Rihm und Rusche. Beeindruckend ist auch das Instrumentarium, welches er zur Erstellung seiner Aufnahmen einsetzt: ein RC-Teleskop von 400 mm Öffnung und 2700 mm Brennweite, kombiniert mit dem kleinen Chip einer CCD-Kamera des Typs SBIG ST-8.

Eckehard Alt betont bei seinen Bildeinsendungen immer wieder, dass er nur eine sehr rudimentäre Bildbearbeitung vornimmt. Wir nehmen das zum Anlass die Frage zu stellen: wie viel Bildbearbeitung ist in der Astrofotografie überhaupt nötig?

Setzen wir die Reduktion der Bilddaten (Flat- und Darkfield-Korrektur sowie Bildaddition) zu einem Summenbild voraus, so erfordert es tatsächlich nur wenige Schritte, um zu einem vorzeigbaren Ergebnis zu kommen – ein linear gestrecktes Bild vom geringsten bis zum am stärksten gesättigten Pixel im Bildfeld. Nur, das menschliche Auge bzw. der “dahinter geschaltete Rechenapparat“ sieht aus gutem Grund nicht linear. Hell und Dunkel werden für einen natürlichen Bildeindruck jeweils anders gewichtet. Und genau hier setzt die eigentliche (individuelle und damit evtl. auch übertriebene) Bildbearbeitung ein – das Umrechnen von linearen zu nicht linearen Bilddaten, ganz allgemein bezeichnet als “Stretching“. Die grafische Darstellung dieses Vorgangs erfolgt in der Bildbearbeitungssoftware mit Hilfe der sogenannten Gradationskurve. Wir können die Gradationskurve mit der Hand anpassen, oder wir benutzen dazu mathematische Operationen (Log-Scaling, DDP, Gamma, ASINH). Eine lineare Streckung der Daten ist selbstverständlich auch möglich, führt aber nicht zu einem natürlichen Bildeindruck. In der Fotografie spricht man dann vom ausschließlichen Setzen des Schwarz- und Weißpunktes, etwas, das in der Astrofotografe schnell zu aufgeblähten und in die Sättigung gelaufenen Sternen führt.

Wieviel Bildbearbeitung nun jeder investieren mag, ist zum Teil Geschmacksache, sollte jedoch auch die astronomischen Fakten berücksichtigen. Einige übertreiben es, andere untertreiben es – und das wird auch so bleiben – wobei aktuell das Pendel zu immer stärkeren Kontrasten und kräftigeren Farben auszuschlagen scheint.

Bildtechnischer Kommentar zum AdW: Frank Sackenheim und Dr. Stefan Binnewies.

Koordinaten (Epoche J2000.0):
RA = 21 h 00 min 33 s, DE = +54° 32’ 39”

Ein Mailkontakt zum Bildautor ist nicht möglich.

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