Astrofotografie mit Emissionslinienfiltern - P H O T O N E N F A N G . D E

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Astrofotografie mit Emissionslinienfiltern
Astrofotografie von der Balkonsternwarte ist für viele zeitgeplagte Hobbyastronomen die einzige Möglichkeit, sich diesem schönen und interessanten Gebiet zu widmen. Vielerorts ist dies aber aufgrund der Lichtverschmutzung nur eingeschränkt oder gar nicht möglich. Egal mit welchen Tricks versucht wird dem künstlichen Licht entgegenzuwirken, die Qualität der Aufnahmen wird nie an jene herankommen, die unter dunklem Himmel aufgenommen wurden. Einen möglichen Ausweg aus diesem Dilemma scheinen Emissionslinienfilter - ELF - zu bieten. ELF sind meist sehr schmalbandig und blockieren unerwünschtes Licht bevor es den Detektor der Kamera erreichen. Sie dienen eigentlich zum Separieren spezifischer Details aus Emissionsnebeln, können aber auch zum Separieren dieser Details aus dem Licht des Großstadthimmels genutzt werden.

Emissionsnebel sind Gasstrukturen die aufgrund ihres Energieniveaus Strahlung emittieren. Die Wellenlänge dieser Strahlung hängt direkt von den in dem Nebel vorhandenen Elementen ab. So strahlt ein Wasserstoffatom auf einer anderen Frequenz als ein Sauerstoffatom. Emissionslinienfilter sind Reflektionsfilter, die auf genau diese bekannten Wellenlängen abgestimmt sind. Bekannte Vertreter solcher Filter ist z.B. das H-Alpha Filter bei 656nm (rot) oder das O-III Filter bei 496nm bzw. 501nm (grün).
Die Qualität der ELF wird anhand ihrer Schmalbandigkeit festgemacht sowie daran, dass ihr maximaler Durchlass bei genau der spezifischen Wellenlänge liegt. Filter mit 12nm Halbwertsbreite weisen beispielsweise bei einer Abweichung von 12nm von der Referenzlinie immer noch 50% Transmission auf. Das bedeutet, dass 50% des unerwünschten Lichts das Filter durchscheint. Weitere 12nm sind es denn nur noch 50% von 50% usw. Filter mit einer entsprechend geringeren Halbwertsbreite, wie z.B. 6nm, 5nm oder sogar 3nm, trennen die Emissionslinie also besser von dem übrigen Licht. Es grassiert die Aussage, dass Filter mit geringerer Halbwertsbreite auch eine geringere Transmission aufweisen und dass das Arbeiten mit diesen Filter mit deutlich höheren Belichtungszeiten einhergeht. Dies stimmt so nicht! Natürlich lässt ein 3nm Filter im Vergleich zu einem 12nm Filter weniger Licht durch, er reflektiert ja auch mehr unerwünschtes Licht und macht somit das Signal schärfer. Die Anzahl der Photonen der Emissionslinie die den Detektor der Kamera erreicht ist bei beiden Filtern bei gleicher Belichtungszeit identisch.
Die Fotografie mit ELF ist dennoch speziell und bedarf einiger Übung. Man sollte zum Beispiel wissen, welche Emissionslinien von dem Objekt emittiert werden und somit sinnlose Filter von vorneherein ausschließen. Auch die Menge an emittierten Photonen je Linie kann wichtig sein, um z.B. die Gesamtbelichtungszeit je Filter zu bestimmen. Oftmals kann man hier nur ausprobieren und Erfahrung sammeln. Der Fokussierung muss bei bestimmten optischen Konfigurationen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. So hat beispielsweise ein Refraktor aufgrund seiner optischen Spezifika bei einem O-III Filter eine andere Fokuslage als ein H-Alpha Filter. Dies liegt nicht an der Parfokalität der Filter oder deren Lage im Strahlengang. Vielmehr ist dies im Brechungsverhalten der unterschiedlichen Wellenlängen der gesamten optischen Konfiguration begründet.
Wenn dies alles berücksichtigt wurde und die fertigen B/W-Aufnahmen vorliegen, kann am PC das Postprocessing durchgeführt werden. Die gefilterten Aufnahmen werden in ihrer Intensität normalisiert und je nach eigenem Geschmack zu einem Falschfarbenbild kombiniert. Hierzu ist es auch möglich und auch teilweise ratsam, im Vorfeld aus mehreren oder allen Aufnahmen ein Luminanzbild zu erstellen.
Ein kleiner Tipp für den Start: für die ersten Falschfarbenbilder nur mit Ha und OIII Filtern arbeiten und die Ergebnisse Ha auf rot, OIII auf grün und Ha+OIII auf blau mappen. clear skies
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