20. Woche - Der Rosettennebel – eine Kooperation

Der Rosettennebel wurde bereits im AdW 13-2017 und im AdW 12-2018 ausführlich vorgestellt. Daher wird hier nicht auf Objektdetails eingegangen. Was diesmal anders ist: Es handelt sich um ein kombiniertes Bild aus Aufnahmen mit verschiedenen Filtern und Instrumenten. Der Leser kann sich selbst davon überzeugen, was diese Technik an Darstellungen gegenüber „normalen“ (L)RGB-Aufnahmen oder auch schmalbandigen Aufnahmen allein möglich macht. Bildautoren sind Werner E. Celnik und Karsten Möller. Alle Einzelaufnahmen wurden mit DSLRs gewonnen. Wegen der speziellen Thematik kommt diesmal einer der Autoren direkt zu Wort.

Farbaufnahme (RGB):

Eine RGB-Aufnahme vom 13.02.2018 diente als Basis für diese Bildkombination. Aufnahmeinstrument war ein apochromatischer Refraktor Skywatcher ED 80 mit 510 mm Brennweite und Bildfeldebnungsoptik auf einer NEQ6-Montierung mit Autoguider, Kamera war eine astromodifizierte Canon EOS 400Da mit APS-C-Format. Belichtet wurde unter Vorstadtbedingungen 19 x 600 s bei ISO 400. Dazu kamen 30 Darks, 30 Flats und 100 Biasbilder. Die Bildbearbeitung erfolgte mit PixInsight.

Hα-Aufnahme:

In den Rotkanal des RGB-Bildes wurde eine Aufnahme im Licht der Emissionslinien Hα + [NII] eingemischt. Dieses Bild wurde im Februar 2018 über vier Nächte hinweg aus einer Kleinstadt heraus bei starkem Mondlicht aufgenommen. Zur Verwendung kamen zwei DSLR-Kameras an zwei verschiedenen Instrumenten: Am Newton 200 mm / 800 mm mit Komakorrektor eine Canon EOS 1300 Dir (für Infrarot modifiziert) mit APS-C-Sensor, dazu eine astromodifizierte Canon EOS 700Da mit einem Canon-Teleobjektiv 1:2,8 / 200 mm (auf Blende 3,5 abgeblendet) und einem 2x-Telekonverter. Die Arbeitsblende betrug 7,1. Beides wurde parallel auf einer GM2000-HPS-Montierung von 10Micron ohne Autoguider nachführt. In zwei Nächten wurde ein Hα-Clip-Filter mit HWB 6 nm verwendet, in den beiden anderen Nächten ein 12-nm-Clip-Filter, beide von Astronomik. Die Belichtungen und Kameraeinstellungen waren für beide Filter jeweils identisch: Mit der 1300Dir am Newton wurde 58 x 480 s bei ISO 800 belichtet, dazu 30 Flats, 30 Darks für die Flats, 20 Darks für die Lights und 30 Biasbilder. Mit der 700Da am Teleobjektiv 23 x 600 s bei ISO 1600, dazu 30 Flats und 30 Biasbilder, Darks entfielen hier wegen Verwendung des kamerainternen Darkabzugs. Die Aufnahmen wurden für jede Nacht mit Deep-Sky-Stacker gestackt, danach weiterbearbeitet mit Photoshop CC. Die 6-nm-Aufnahmen jeder Kamera wurden für beide Beobachtungsnächte gemittelt, ebenso die 12-nm-Aufnahmen. Anschließend erfolgte die Trennung des spektralen Kontinuums von der Linienemission des Nebels über einen physikalisch korrekten Algorithmus (über dieses Verfahren wird im VdS-Journal für Astronomie berichtet werden). Das Ergebnis, ein reines Nebel-Bild im Licht der Emissionslinien ohne das kontinuierliche Licht der Sterne, wurde entrauscht, geschärft und im Kontrast bearbeitet. So wurde gleichermaßen mit den Aufnahmen am Teleobjektiv und am Newton verfahren. Das mit dem längerbrennweitigen Newton gewonnene Nebelbild besitzt ein kleineres Bildfeld als das mit dem Teleobjektiv aufgenommene Bild. Beide Bilder wurden im Zentrum des Nebels kombiniert, das Ergebnis in den R-Kanal des RGB-Bildes eingemischt.

[OIII]-Aufnahme:

Bereits im Dezember 2015 und Januar 2016 wurde in zwei Nächten eine Aufnahme im Licht der [OIII]-Emissionslinien (und natürlich des spektralen Kontinuums) bei 501 nm Wellenlänge gewonnen. Aufnahmeinstrument war ein apochromatischer Refraktor 150 mm / 1.100 mm von Takahashi mit Bildfeldebnungsoptik. Mit einer unmodifizierten Kamera Canon EOS 5D MkII mit Vollformatsensor wurde 41 x 475 s durch einen 2 Zoll großen [OIII]-Filter von Baader mit 8,5 nm HWB belichtet. Hinzu kamen 30 Flats, 15 Darks sowie 30 Bias-Aufnahmen. Gestackt wurde mit Deep-Sky-Stacker, bearbeitet mit Photoshop CS2. Das Ergebnisbild wurde jeweils zu 50% in den G- und den B-Kanal des RGB-Bildes hinzugemischt, allerdings nur in der Nebelmitte, weil zum einen das Bildfeld mit der langen Brennweite kleiner ist als bei den anderen verwendeten Brennweiten, zum anderen tritt die [OIII]-Emission vor allem im Nebelzentrum auf, so dass der Verlust der Nebel-Außenbereiche hier keine Rolle spielt.

Im Ergebnis wurden demnach 3,2 Stunden im RGB-Modus belichtet, 11,5 Stunden für Hα + [NII], dazu 5,4 Stunden für [OIII], in der Summe 20 Stunden. Die Aufnahmebedingungen waren wegen städtischer Aufhellung und Mondlicht eher mäßig.

Text zu den Aufnahmedaten: Werner E. Celnik

Gemeinschaftsproduktionen sind in der Astrofotografie ja nun keine Seltenheit mehr, und mit schöner Regelmäßigkeit haben wir auch beim AdW Kooperationen unter Astrofotografen. Dieses Projekt stammt von Karsten Möller und Werner E. Celnik. Das Besondere daran ist, dass zwei Astrofotografen insgesamt mit vier verschiedenen Optiken gearbeitet haben, um dieses Bild zu erstellen. Ein Apochromat mit 510 mm Brennweite kam zum Einsatz sowie ein Newton-Teleskop mit 800 mm, ein Teleobjektiv mit 200 mm und ein weiterer Apochromat mit 1100 mm Brennweite. Belichtet wurde mit verschiedenen DSLRs im breitbandigen RGB-Bereich, aber auch mit Hα- und [OIII]-Linienfiltern. In der Summe kamen so 20 h Belichtungszeit zusammen. Das Endergebnis beeindruckt besonders dadurch, dass sich der Nebel sehr kontrastreich vom Hintergrund abhebt und somit richtig leuchtet. Ein beeindruckendes Bild, keine Frage. Auch die Farbdifferenzierung ist sehr ausgewogen, gut zu erkennen z.B. im linken unteren Bereich des Nebels. Dort erkennt man viele leichte Farbschattierungen, hauptsächlich durch vorgelagerten Staub bedingt. Aber auch Reflexionsanteile spielen in die Nebelfarbe hinein, sowie das Licht verschiedener Emissionen (Hß und [OIII] z.Bsp.) denen u.a. mit der Wahl eines [OIII] Filters gerecht wurde.

Die große Herausforderung bei der Erstellung dieser Aufnahmen dürfte darin gelegen haben, die verschiedenen Optik-Kamera-Kombinationen miteinander zu kombinieren. Nun kann fast jede astronomische Bildbearbeitungssoftware Bilder aufeinander registrieren. Einfach gesagt werden dabei Sternmuster in den verschiedenen Aufnahmen verglichen und übereinandergelegt. Dabei können auch unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe (engl. Pixelscale) berücksichtig werden, wie sie ja vorliegen, wenn man wie hier vier verschiedene Optik-Kamera-Kombinationen verwendet. Wie gut diese Überlagerung nachher passt, erschließt sich jedoch erst dann, wenn man sich das Bild vergrößert anschaut. Und da erkennt man bei der vorliegenden Aufnahme eine leichte Unschärfe, die etwas an eine 3D-Aufnahme erinnert. Auch die Sterne im Zentrum des Rosettennebels zeigen bei Vergrößerung, dass hier die Farbkanäle leicht zueinander verschoben sind. Man muss sich klar machen welche Faktoren hier eine Rolle spielen. Jede Optik hat eine ihr ganz eigene Verzerrung, denn das optische Bild welches ein System produziert ist mehr oder weniger sphärisch und, wird niemals in die gerade Ebene eines Sensors passen. Gerade kurze Brennweiten, wie das hier verwendete Teleobjektiv, haben zum Rand hin eine deutliche Verzerrung gegenüber z.B. einem Teleskop mit 1100 mm Brennweite. Desweiteren kommen atmosphärische Verzerrungen, etwa durch das Seeing oder durch die Horizonthöhe hinzu. Eine exakte Überlagerung solcher Bilder ist also alles andere als trivial. Softwares wie PixInsight oder MaxIm DL stellen besondere Algorithmen zur Verfügung, mit denen es in einem gewissen Rahmen möglich ist, solche Verzerrungen zu entzerren. Wer es noch etwas genauer haben möchte, der sollte professionelle Softwares nutzen, die das Bild auf einen astrometrischen Katalog projizieren und daraus ein Resamplingmodell berechnen.

Letztendlich muss aber jeder Astrofotograf selber entscheiden, wieviel Aufwand man bei einer solchen Aufnahme betreibt und vor allem, wieviel Nutzen einem der Aufwand bringt. So oder so können wir uns an dem schönen Bild von Karsten Möller und Werner E. Celnik erfreuen. Wir gratulieren zu der Aufnahme und zum AdW.

Kommentar zum Bild: Frank Sackenheim

Koordinaten (J2000.0):

RA = 06 h 31 min 40 s, DE = 04° 57' 48"

Sie haben Fragen oder Hinweise? Kontakt zum AdW-Team: fg-astrofotografie@vds-astro.de. Kontakt zum Bildautor: Dazu klicken Sie einfach oben auf den Namen. Sie können auch den Namen des Autors anklicken (rechte Maustaste) und dann die Mailadresse kopieren.

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