Hallo Allerseits,
am 09.09.15 habe ich ein paar kleine Tests bezüglich Kurzzeitbelichtungen mit meinem Tesleskopgeraffel durchgeführt.
Hierbei habe ich versucht den Einfluss des Seeings auf die Qualität der Sternabbildung zu erfassen und Strategieen zum Image-Alignment und zur Qualitätsselektion zu vergleichen. Zum Einsatz kam hierbei das Programm AstroImageJ, welches sehr umfangreiche Möglichkeiten zur astronomischen Bildauswertung, -bearbeitung und Macro-skripting bietet.
Die groben Aufnahmedaten sind:
Teleskop: Meade 12ACF, 300mm F/10, mit 2x Extender also ~6000mm Brennweite, auf Losmandy G11 Gemini
Kamera: uEye UI-5240SE mit EV76C560-Sensor (1,3Mpx; 5,3um-Pixel)
,entspricht einem Sampling von etwa 0,18arcsec/px
Ziel: Alpha Cassiopeia
Belichtungszeit: 30ms je Frame, 1148 Frames mit ~30Hz Bildwiederholrate
Nachfolgend der unbearbeitete 1148-Bilder Stack, allerdings gecroppt auf 145x136px:
Man erkennt gut das laterale hin und herwandern des Spots (entspricht Tip/Tilt) und die stark veränderliche Feinstruktur des Spots (Speckles).
Die einfache Summation ergibt:
Der sich ergebende Spot besitzt eine mittlere FWHM=4,0arcsec und ist etwas oval, da bei der Aufnahme kein Guiding aktiviert war und hier bereits der Schneckenfehler (Gesamtbelichtungszeit etwa 35s) zu sehen ist.
Um einen realistischen Vergleich bei Verwendung von 1s-Guiding zu ermöglichen, wurde bei der nächsten Darstellung jeweils 41 aufeinanderfolgende Bilder (entspr ~1,23s) aufsummiert und die aufsummierten Bilder anschließend mit einem Centroiding-Algorithmus (Schwerpunktalignment) alignt und anschließend wiederum aufsummiert:
Hierbei ergibt sich ein etwa kreisrunder Spot mit einer FWHM=3,1arcsec, (diesmal ohne Schneckenfehler). Dies sollte etwa der erreichbaren Spotgröße mit dem ACF bei gewöhnlichem mitteleuropäischen Seeing entsprechen.
Wenn man nun alle kurzbelichteten Bilder jeweils einzeln mit dem Centroiding-Algorithmus alignt, ergibt sich folgendes:
Der Spot hat nun eine FWHM=2,2arcsec. Man erkennt aber mit etwas Phantasie eine leicht angedeutete kreuzförmige Grundstruktur des Spots. Ich vermute mal leichten Astigmatismus als Verantwortlichen. Normalerweise geht das aber im Seeing unter. Dieses Alignment entspricht einer 30Hz Tip/Tilt Korrektur, welche beispielsweise durch Adaptive Optiksysteme im Amateurbereich, wie Orion-Steady-Star oder die SBIG AO, erreichbar sein könnte. Aber eben nur, falls ein entsprechend heller Stern im Bildfeld ist.
Wenn man sich die einzelnen Bilder des Ausgangsvideos anschaut, sind sehr große Qualitätsunterschiede der jeweiligen Bilder erkennbar. Nachfolgend 4 Beispiele:
1. Jeweils Schlecht (viele gleichhelle Spekles)
2. Jeweils Gut (besonders heller einzelner Spekle)
Die Summation der Auswahl der 500 Besten (~44%) ergibt mit dem Standard Centroiding:
Der Spot hat nun eine FWHM=2,0arcsec.
Hier ist das Standard Centroiding-Alignment mit einem Suchbereich von 10px (etwa Spotdurchmesser) nicht mehr ideal. Hier sollte jeweils der hellste Spekle alignt werden. Dazu kann man den Suchbereich des Centroiding auf 3px einschränken.
Nun beträgt die FWHM=1,5arcsec. Nur noch etwa die Hälfte des ursprünglichen Werts für längere Belichtungszeiten. Hier ist dann sicherlich die Qualität des Teleskops mitentscheidend. Prinzipiell ist die rechentechnische Einschätzung der Qualität und das eigentliche Alignment ausschlaggebend. Dazu später mehr.
Viele Grüße Tino