FaintFuzzies im 12Zöller + EMCCD

  • Hallo Astrobegeisterte,
    am letzten Wochenende, genauer am 12.04.2016, habe ich eine Reihe NGCs und 2 Ms am mondlosen Südhimmel jeweils mit 2000Bildern a 0,5s abgelichtet, also 1000s Belichtungszeit. Aufnahmeinstrument war ein Meade 12ACF mit 3000mm Brennweite und Andor IXON897D EMCCD. Die Bildgröße ist etwa 10min im Quadrat. Nur ein Astronomik Luminanzfilter kam zum Einsatz, also alles schön Schwarzweiss.


    M74 - eine hübsche und bekannte Spirale


    M77 - Balkenspirale mit aktivem Kern, Rechts gestretcht mit schwachen Gezeitenarmen


    NGC157 - eine kleine Spirale


    NGC210 - eine weitere Balkenspirale


    NGC274 + NGC275 - ein eng umschlungenes Pärchen


    NGC474 (Links) + NGC470 (Rechts), NGC474 weist schwache Gezeitenarme auf, rechtes gestrechtes Bild


    NGC520 - eine "Irreguläre"


    NGC660 - eine Weitere


    NGC772 - im Jahr 2003 zwei fast gleichzeitige Supernovae


    NGC7743 - eine weitere kleine Spirale


    NGC7479 - eine Balkenspirale/Seyfertgalaxie/Liner


    Viele Grüße
    Tino

  • Hallo, Tino,


    alles interessante Aufnahmen!
    Dazu habe ich als Laie, keine Ahnung von EM-CCD's, folgende Fragen:
    Warum hast Du nicht nur 1-2 Objekte aufgenommen, mit damit wesentlich höherer Gesamtbelichtungszeit (und wohl auch besserer Bildqualität)?
    Alle Kerne der Galaxien sind ausgebrannt. Kann man das mit anderer Bidlbearbeitung etwas kaschieren?
    Hast Du auch ziemlich tief stehende DSO's dabei, wo man ungünstig viele verschiedene Luftschichten mit auf dem Sensor hat? Sollte man bei den relativ kurzen Gesamtbelichtungszeiten warten, bis das Objekt fast im Kulminationspunkt steht?
    Deine Aufnahmen erscheinen mir so, als ob Du noch nicht geschärft hättest. Würde eine Schärfung da noch eine Detailverbesserung bringen?
    Es sieht so aus, als ob Du auf den Bildern überall Staubkörner hast! Kann man da mit der EM-CCD auch Flats machen, um diese zu beseitigen?
    Wenn Du einen Reducer benutzen würdest und auf 1 sec gehen würdest, damit einen niedrigeren Gain einstellen könntest, würde das die Bildqualität noch weiter steigern?


    viele Grüße und cs
    Andreas

  • Hallo Tino,
    wenn ich deine Bilder anschaue, dann hauptsächlich unter dem Aspekt, was eine EM-CCD leisten kann, und, was dadurch ihr Bediener in einer einzigen Nacht alles fotografieren kann, und das ist schon überaus beeindruckend. nach 1000 Sek. solche Bilder zu erhalten ist schon toll. Ich persönlich würde da noch 1 oder sogar 2 Nullen dran hängen und schauen, was dann passiert;-)
    Die Objekte, die du ausgesucht hast sind allesamt sehr interessant. Insbesondere NGC 660 hat es mir angetan.
    Wenn ich das mal ganz grob abschätze, dann verringerst du durch die EM-CCD die Belichtungszeit um etwa 80-90% gegenüber herkömmlichen Chips. Sehe ich das ungefähr richtig? Also ich müsste dann 5 bis 10 mal so lange Belichten um ähnlich Tief zu kommen.
    Schon fast überraschen finde ich deine runden Sterne. Hier müsste doch schon die Atmosphärische Refraktion zuschlagen. Ist deine Kamera denn über das ganze Spektrum einigermaßen gleich empfindlich?
    Auf jeden Fall ist es toll mal eine solche Kamera in Aktion zu sehen.
    Gruß,
    ralf

  • Hallo Andreas,
    danke für deine Rückmeldung. Ich habe an diesem Wochenende noch zwei längere Projekte belichtet, einmal die NGC891 mit 20000 Bildern a 0,5s, also insgesamt etwa 2,8h, und den Krebsnebel M1 mit 40000 Bildern a 0,5s, also 5,6h. Zusätzlich habe ich mich auch am Einsteinkreuz versucht, aber erfolglos, was nicht so ganz verwunderlich ist. Ich habe aber die Daten noch nicht ganz fertig.
    Die Schnappschüsse der obigen Objekte sind eigentlich nur als Test gedacht, um zu schauen, wie weit man mit 17min Belichtungszeit kommt und ob die Auflösung auch für tiefstehende Objekte noch passt. Ich habe die älteren DSS-Bilder als Maßstab genutzt und nach 17min Belichtung ergibt sich eine Grenzgröße von etwa 20mag, bei 2,5arcsec FWHM. Eigentlich schon ziemlich gut und nicht viel schlechter als die DSS (an das neuere SDSS komme ich natürlich nicht ran). Auch die tiefstehenden Objekte sind eigentlich ganz ordentlich geworden. Die Auflösung sollte sich noch steigern lassen, aber da das Sampling bei 1,1arcsec/Pixel liegt (16um große Pixel), ist nicht viel mehr drin. Werde wohl das nächste mal ein 2x-Televue-Barlow ausprobieren. Die Bilder sind übrigens fürs Stacking auf 0,55arcsec/Pixel leer hochskaliert, da dann noch ein bisschen mehr Auflösung herauskommt. Leider sind die Bilder dadurch fürs genüßliche Betrachten etwas groß und weich geraten, sorry.
    Geschärft habe ich nicht, da eigentlich zu wenig Signal vorhanden ist. Der Hintergrund wirkt so schon gequält, da ich versucht habe alles rauszuquetschen. Der Dynamikumfang ist bei 2000Bildern schon ziemlich groß und im Originalbild ist nichts ausgebrannt. Ist halt log-gestretched und zusätzlich mit Gamma 0,05. Die Bilder sind nicht Flatkorrigiert, daher die Donuts und der wellige Untergrund (Polierspuren der Backilluminated-CCD). Die Flatkorrektur ist bei den kurzbelichteten Bildern mit kaum Signal etwas problematisch. Habe ich noch keine richtige Lösung gefunden. Die Pixelfehler unten links und der schwarze Strich sind jeweils einzelne Charge-Traps (Ladungsfallen - ein Anteil Elektronen werden einfach im Substrat verschluckt), welche durch das unzureichende Polar-Alignment zu Strichen werden. Lassen sich nicht wirklich korrigieren, sind halt gemeiner als Hotpixel. Bei der EM-CCD zählt halt jedes Elektron. Hotpixel gibts übrigens fast keine bei -80°C Kühlung. Alles in allem ziemlich effektiv die Aufnahmetechnik, kann man bsp. schon einige Galaxien pro Aufnahmesession nach Supernovae abklappern.
    Viele Grüße Tino

  • Hallo Ralf,
    habe halt alles was etwas größer erschien, knapp hinterm Meridiandurchgang wegfotografiert. Sind ein paar interessante Objekte dabei, aber alle recht klein. Kann man sich vermutlich Jahre dran austoben. Die Sterne sind ordentlich rund geworden, ich denke hier war die Atmosphäre noch nicht maßgebend. Die hellen Sterne haben allesamt eine "Fahne", da die Frametransfer-CCD das belichtete Bild in 0,5us in einen abgedunkelten Bereich schiebt. Bei 0,5s Belichtungszeit ist die 0,5us Transferzeit halt schon zu sehen. Dafür brauch man aber keinen mechanischen Verschluss. Die CCD hat im VIS (400-700nm) durchschnittlich 80% QE, mit minimal 52% bei 400nm und >90% bei 500-650nm.
    Gruß Tino


    Edit: Wenn man die EM-CCD aber mit EM-Verstärkung betreibt, wird die QE quasi halbiert. Ein veritables Problem, deshalb ist die EM-Verstärkung nur bis ~5s Belichtungszeit sinnvoll. Ab dann ists besser die IXON im konventionellen CCD-Modus zu betreiben. SCMOS haben das Problem übrigens nicht, aber dafür andere.

  • Hallo Tino,


    Danke fürs Zeigen. Sehr beeindruckend für 10min mit 0.5sec. Sind die ausgebrannten Galaxiekerne Folge des hohen Gains oder der EBV / Strecken des Bildes?


    CS, Feri

  • Hallo,
    da ja doch einige Fragen im Raum stehen und für einen sinnvollen Vergleich, möchte ich am Beispiel der NGC7479 nochmal zeigen, wie ich die Daten aufbereitet habe.
    Die belichteten Rohbilder mit jeweils 0,5s Belichtungszeit sehen wie folgt aus:
    Links: Fullscale 0-16384; Rechts: Linear gestretcht 0-200

    Der helle Stern unten hat 11,2mag und ist knapp an der Sättigungsgrenze, die Grenzgröße beträgt etwa 16mag. Ein bisschen von der Galaxie ist schon nach 0,5s zu erkennen.


    Die Bilder wurden dann Registriert, Aligned und nach Qualität sortiert und von den 2000Einzelbildern wurden jeweils Substacks von 200 Bildern aufsummiert, also entsprechen dann 100s Belichtungszeit.
    Links: Fullscale 0-2035000; Rechts: Linear gestretcht 0-40000

    Der helle Stern unten hat 11,2mag und ist knapp an der Sättigungsgrenze, die Grenzgröße beträgt jetzt etwa 18,5mag.


    Die 10 Substacks (200Bilder) sind qualitativ geordnet und werden jetzt per Median gestackt. Median deshalb, weil das einfache Summieren keine Bildfehler, wie Cosmics usw. aussortiert. Wenn alle Substacks Mediangestackt werden, ergibt sich folgendes Endresultat:
    Links: Fullscale 0-2035000; Rechts: Linear gestretcht 0-40000

    Die Grenzgröße beträgt jetzt etwa 20mag. Das 32bit-Tiff hat jetzt einen Dynamikbereich von etwa 9mag, oder linear 1:4000. Es ist somit im Originalbild nichts ausgebrannt, die Frage ist nur wie man dieses mit 8bit vernünftig darstellt. Abschließen ist das Bild logarithmisch gestretcht, um die Darstellung zu ermöglichen.


    Viele Grüße
    Tino

  • Hallo Tino,
    danke für die weiteren Bilder.
    Ich bin sehr überrascht, dass deine Grenzgröße beim Einzelbild "nur" ca. 16 mag beträgt.
    Mal laut nachgedacht: ich erreiche mit der ASI178 diese Grenzgröße nach 1-2 s bei gutem bzw. sehr gutem Seeing und gutem Willen. Meine Brennweite ist nur 50% also ist mein Licht 4 mal so hell. Das macht zusammen schon die 8-16-fache Belichtungszeit um bei gleicher Brennweite ein ähnliches Ergebnis zu erhalten. Andererseits brauche ich die 2800 mm gar nicht, wegen der kleinen Pixel. Bei 1400 mm benötige ich nur 1/4 der Zeit, d.h. ich brauche 2-4 mal so lange wie du, um eine vergleichbare Aufnahme zu bekommen. Da ich bei gutem Seeing fotografiere und du im Beispiel oben vermutlich genommen hast, was da war, kann man sicher den oberen Wert oder sogar etwas mehr annehmen. Also behaupte ich mal, dass ich "nur" ca. 5 mal so lange Belichten muss wie du. Siehst du das auch so, oder habe ich da Gedankenfehler gemacht?
    Gruß,
    ralf

  • Hallo Ralf,
    ich habe nochmal nachgemessen und die Grenzgröße für SN=1 beträgt doch etwa 17,2mag im Einzelbild (zwei Sterne mit 15,3-15,5mag haben ein SN~6). Der 200er Stack liegt dann bei knappen 20mag (SN=1) und nach den 17min ergibt sich eine GG von 21mag (SN=1) oder knapp 19,8mag für SN=3.
    Gruß Tino

  • Hallo Tino,
    o.k., das relativiert natürlich meine Aussage, dann werde ich im Vergleich doch 20 mal so lange belichten müssen, vielleicht noch länger, denn bei mir ist der Stern schon detektiert, wenn ich ihn im Video sehe, das ist dann wohl SN=0,xxx.;-)
    ich bin schon gespannt auf deine länger belichteten Bilder.
    Viele Grüße,
    ralf

  • Hallo Tino,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: tbstein</i>
    SCMOS haben das Problem übrigens nicht, aber dafür andere.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Welche denn? Es gibt ja leider recht wenig Vergleichsmöglichkeiten bei EMCCDs und SCMOS im Amateurbereich. Beim Preis fällt man allerdings direkt vom Stuhl^^


    Viele Grüße
    Martin

  • Hallo Martin,
    soweit ich weis, haben Cmos, wie auch sCmos, eine zusätzliche nicht so richtig gaussförmige Rauschquelle, hauptsächlich durch die Active Pixel(Sensel)Matrix verursacht, den RTN (random telegraph noise). Außerdem lässt sich der Dunkelstrom durch Tiefkühlung nicht so konsequent minimieren, wie bei den CCDs, ab -20 bis -30°C sinkt der Dunkelstrom anscheinend nicht mehr. Warum eigentlich? Wie relevant das bei Kurzzeitbelichtungen ist, ist außerdem fraglich. Aber wenn man viele Aufnahmen stackt, sollte der erhöhte Dunkelstrom schon sichtbar werden. Perspektivisch ist aber ganz klar der sCmos die zukunftsträchtigere Variante. Derzeit überleben EM-CCDs nur, weil sie noch ein kleines Quentchen empfindlicher sind.
    Gruß Tino

Participate now!

Don’t have an account yet? Register yourself now and be a part of our community!