M1 Letztjähriges Krebschen mit Beifang

  • Hallo,
    anbei eine letztjährige Aufnahme des Krebsnebels M1.
    Aufnahmedatum war 22.11.2014, 22-23Uhr MESZ. 48000 Bilder a 60ms, also insgesamt 2880s (48min).
    Kamera: Andor IXON-EM+ DU-897 (EM-Gain 300x, -85°C, 5MHz Pixeltakt)
    Teleskop: Meade 12 ACF (300mm, F/10) auf Losmandy G11
    Filter: Luminanz


    Bild 1: Gesamtstack 48min, 2xhochskaliert auf 1024x1024px, etwas zurechtgeschnitten (gecropped), ohne sonstige Bearbeitung


    Bild 2: Rohes Einzelbild (512x512px) 0,06s, nur gestretcht


    Bild 3: Animiertes Gif a 12Bilder, wobei jeweils 4000Einzelbilder x 0,06s gestackt sind, Gamma 0,3, Ausschnitt linke untere Ecke. Hier ist etwa auf 8Uhr als "Beifang" der Kleinplanet 2000 KE35 mit Mv=19mag zu sehen.


    Viele Grüße
    Tino

  • Hallo Tino,
    nach 4 min 19 mag und mehr (der KP) das ist schon beeindruckend und sieht gut aus. Ich kann erahnen, dass das Seeing nicht sonderlich gut war, also geht noch mehr (geschätzt 20,5 mag vielleicht). Es sind recht viele Sterne ausgebrannt, und du schreibst, dass du nicht gestreckt hast im ersten Bild. Bedeutet das, dass die Full-Well-Kapazität der Kamera so gering ist?
    Ich bin sicher, dass du mit ein bisschen Bildbearbeitung noch echte Details zutage fördern könntest, besonders in den helleren Regionen.
    Ich finde es überaus faszinierend deine Kamera in Aktion zu sehen, vielen Dank dafür,
    und viele Grüße,
    ralf

  • Hallo Ralf,
    das erste Bild ist zwangsläufig doch gestreckt, da das finale Stackergebnis mit 32bit sonst nicht in die 8bit jpg reinpasst. In den Originaldaten ist keiner der Sterne im Feld ausgebrannt, der hellste rechts oben ist übrigens etwa 12mag. Die Kamera hat auf die einzelnen Pixel bezogen eine FWC von etwa 130ke-, das finale Ausleseregister etwa 400ke-. Ohne EM-Verstärkung ist die Pixel-FWC der Bezug, wenn die EM-Verstärkung (hier 300x)an ist, ist das Maximum die 400k vom Ausleseregister geteilt durch die EM-Verstärkung, also etwa 1,3ke-. Das Bild ist nicht gedrizzelt, bei einer Pixelskale von 1,1"/px, wobei die FWHM wieder etwa 3" beträgt (bei 100% Verwendung). Die besten 50% waren etwa 2,5". Aber die Sterne waren schon etwas dreieckig (Asti), tja, nicht ausreichend kollimiert.
    Ich hatte übrigens mal an eine Direktabbildung des Pulsarsflackerns gedacht, wird aber schon recht knapp werden mit 12Zoll. Es wäre auch keine echte direkte Abbildung, sondern man müsste jeweils 5ms Belichtungen mit einer definierten Kadenz, bspw alle 50ms ein Bild (ziemlich gutes Timing der Kamera ist erforderlich) durchführen, dann würde man die Helligkeitschwankung des Pulsars mit 32ms Frequenz darstellen können, wenn man die richtigen Bilder zu den richtigen Zeitpunkten auswählt und dann Stackt. Leider brauch man bei 15mag im Pulsarmaximum und 5ms schon einige 100000 Bilder für ein sinnvolles SNR.
    Naja, mal schauen.
    Gruß Tino

  • Hallo Tino,
    nun ja, ich habe auch schon daran gedacht den Pulsar direkt abzubilden. Das Problem ist zunächst einen geeigneten Stern fürs Stacken zu finden. Der 12 mag Stern könnte bei dir ausreichen.
    Dann ist die nächste Frage die der Belichtungszeit. In 33ms pulsiert der Stern ein mal. Um die Phasen unterscheiden zu können benötigt man mind. 3 Bilder pro Phase (besser 4). Das macht etwa 8-11 ms. Der Vergleichsstern direkt daneben ist etwa 5" entfernt. Verzichtet man auf maximale Auflösung zugunsten einer kurzen Bel.-Zeit, so könnte man die Brennweite reduzieren.(z.B. 2,5"/px)
    Wie genau die Zeitangaben in die Bilder kommt, und ob überhaupt, das kann man umgehen, indem man eine Bel.-Zeit von z.B. 8,25 ms wählt (4 Bilder pro Zyklus) Jetzt kann man stumpf jedes 4 Bild auswählen und stacken. Mehr als ein paar wenige dürften nicht nötig sein. Nötig währe allerdings eine schnelle Auslesezeit. Bei meiner ASI komme ich auf bis zu 4 ms und ich bin nicht sicher, ob die addiert werden muss. Aber auch, wenn sie länger ist, und bekannt, dann findet man sicher eine Frequenz, die passt) Bedenke: der Pulsar hat eine mittlere Helligkeit von 15 mag, die Phasen aber unterscheiden sich stark. 60 oder 70% ist er bei "off" und im "on-Modus" dürfte er deshalb weit heller sein als der Vergleichsstern und damit sichtbarer.
    Also, gutes Seeing und ein Reducer und ich würde es versuchen. Du wärst vermutlich der erste.
    Viele Grüße,
    ralf

  • Hallo Ralf,
    ich hatte bezüglich der Direktabbildung schon vor einiger Zeit recherchiert und ein paar Berechnungen angestellt. Mit einem frequenzstabilisierten Shutterrad ist es ja anscheinend nicht so kompliziert, siehe hier:
    http://www.bph.ruhr-uni-bochum…andre_van_staden_2013.pdf und hier: http://www.threehillsobservato…/astro/astro_image_33.htm ,wohlgemerkt bereits im Jahr 2003 und mit einem 8"-Teleskop. Hier ist auch noch ein Thread: http://www.cloudynights.com/to…r-is-blinking-not-a-joke/ aber mit einem 1m Teleskop und mehr oder weniger direkt mit einer EMCCD (3x10ms Stack).


    Der Vorteil ist mit einem Shutterrad, dass man eigentlich eine selektive Langzeitbelichtung macht. Die Kurzzeitbelichtung hat das prinzipielle Problem, dass das Signal-Rauschverhältnis durch das notwendige Stacking schlechter wird, je kürzer die Belichtungszeit gewählt ist. Hier ist das Ausleserauschen das Maß aller Dinge.


    Ich habe mit einer selbsterstellten xls-Simulation mal die notwendigen Frames für ein bestimmtes SN berechnet:
    Randbedingungen: Helligkeit im Max=15mag, Sky=20mag/"^2, Skalierung 1,1"/px, FWHM=2,5", IXON 300xEMGain, Ausleserauschen etwa 32e-/300, also etwa 0,12e- (rms), 12"Meade ACF
    Belichtungszeit 30ms >>> Für SN=3 sind 25Frames notwendig, kommuliert 0,75s >>> Für SN=10 sind 3200Frames notwendig, kommuliert 96s
    Belichtungszeit 10ms >>> Für SN=3 sind 230Frames notwendig, kommuliert 2,3s >>> Für SN=10 sind 29000Frames notwendig, kommuliert 290s
    Belichtungszeit 5ms >>> Für SN=3 sind 950Frames notwendig, kommuliert 4,75s >>> Für SN=10 sind 120000Frames notwendig, kommuliert 600s


    Der Alignmentstern mit 12mag hätte übrigens im Einzelframe folgende SNR:
    Belichtungszeit 30ms >>> 1Frame SN=5,5
    Belichtungszeit 10ms >>> 1Frame SN=3,2
    Belichtungszeit 5ms >>> 1Frame SN=2,2
    Für sinnvolles Alignment eigentlich ab 10ms zu wenig. Zum Vergleich hat in den 60ms-Frames der 12mag-Stern eine SNR=7,8, womit das Alignment schon ziemlich gut klappt. Aber wenn die Montierung und das Guiding läuft, verschenkt man halt nur die Verbesserung der Auflösung (und natürlich Peakintensität) durch die mögliche Tip/Tilt Korrektur.


    Ich habe auch mal die Berechnungen für 5e- Ausleserauschen durchgeführt, alle anderen Parameter gleich. Hier macht sich der Vorteil eines möglichst niedrigen Ausleserauschens besonders bemerkbar.
    Randbedingungen: Helligkeit im Max=15mag, Sky=20mag/"^2, Skalierung 1,1"/px, FWHM=2,5", 5e- Ausleserauschen, 12"Meade
    Belichtungszeit 30ms >>> Für SN=3 sind 5600Frames notwendig, kommuliert 168s
    Belichtungszeit 10ms >>> Für SN=3 sind 410000Frames notwendig, kommuliert 4100s
    Belichtungszeit 5ms >>> Für SN=3 sind 6,5*10^6Frames notwendig, kommuliert 32500s


    Hier sieht man, dass die Belichtungszeit unverhältnismäßig stark mit der Belichtungszeit skaliert, zumindest sagt das die Simulation. Es gibt sozusagen für ein bestimmtes Ausleserauschen einen Übergangsbereich bezüglich Verkürzung der Belichtungszeit, ab dem das gestackte SNR unverhältnismäßig schlechter skaliert, sozusagen einen Knick. Bei 5e- Ausleserauschen liegt dieser Übergangsbereich bei etwa 1s (bei der EM-CCD liegt dieser im ms-Bereich). Bis dahin gilt etwa: Bei halber Belichtungszeit ist gestackt etwa die doppelte Nettobelichtungszeit notwendig. Eigentlich ist die 1s so ziemlich der Wert, den du als "sweet-spot" für deine Kurzbelichtungen verwendest.
    Gruß Tino

  • Hallo, Tino,


    vielen Dank fürs Zeigen der 3 Bilder!
    Im 3. Bild sieht man sehr schön, wie die Bilder aufgrund des unterschiedlichen Seeings unterschiedlich fette Sterne zeigen (und den Kleinplaneten, wie er durch M1 zischt).


    eine dumme Frage zu Deinem 2. Bild: sind die vielen hellen Pixel alles Rauschen, das für das 1. Bild zu beseitigen ist? Sterne können es doch wohl nicht sein, bei 0,06 sec Belichtung? Die großen hellen Pixel sind Sterne, das ist mir klar. Erstaunlich, dass man da schwache Sterne und Rauschen überhaupt unterscheiden kann! Falls das aber wegen des Stretchens doch alles Sterne sein sollten: Kannst Du bitte mal das 48min Gesamtbild nur leicht stretchen, damit man die vielen Sterne in M1 selbst und der Umgebung erkennen kann. So viele Sterne in dem kleinen Bildausschnitt hätte ich dann noch in keinem anderen Bild gesehen! Das großere Rauschen wäre zu akzeptieren!


    viele Grüße und cs
    Andreas

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