Pulsar im Krebsnebel

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  • Hallo,


    nachdem sich hier in Radebeul nach vielen trüben Wochen wieder ein brauchbarer Sternenhimmel zeigte, habe ich die Gelegenheit gleich genutzt und einen weiteren Versuch gestartet endlich den Pulsar in M1 zeitlich und räumlich aufzulösen. Nach den ersten Experimenten einige Wochen vorher war klar, das dieses schwache Teil auch mit einem Nachtsichtgerät (OVNI-M) nicht direkt zeitlich aufgelöst werden kann, zumindest nicht bei unseren astronomischen Bedingungen und mit dem für so etwas eher "kleinen" 24" Dobson. Aber dann hatte ich eine Idee, um das Ding doch noch zu knacken. Nach meinen Recherchen zum Pulsar hat er in den 33,5ms seiner Periode jeweils zwei Maxima, ein helles und ein schwächeres, die beide etwa 5ms dauern. Daraus ergibt sich dann die minimal notwendige Belichtungszeit. Zudem steht der Pulsar auch noch sehr nah an einem anderen Stern und muss auch räumlich entsprechend aufgelöst werden. Also habe ich noch die Brennweite verlängert, was auch zusätzlich der Erkennbarkeit des Pulsars dient, denn damit reduziert sich die hohe Hintergrundhelligkeit aufgrund des Nebels etwas.

    Auf einem 5ms Einzelbild erkennt man auch mit einer gekühlten CMOS Kamera + Nachtsichtgerät keine Sterne mit 15 oder 16 mag, dafür ist das Blitzen (NSG) und das Rauschen (CMOS-Kamera) einfach zu hoch. Die einzige Möglichkeit ist, wie so oft, genug Bilder zu stacken um den schwachen Pular aus dem Rauschen herauszuholen. Da kam mir der Gedanke unsere QHY-174M-GPS Kamera zu nutzen, die ja eigentlich zur Messung von Sternbedeckungen durch Asteroiden da ist und einen genauen GPS-Zeitstempel setzen kann. Damit könnte man theoretisch jedem Frame seine genaue Stelle in der Periode des Pulsars zuordnen, und diese dann präzise stacken. Diese Idee habe ich dann basteltechnisch erstmal umgesetzt und das Teleskop mit dem Baader-FFC, dem NSG ohne Objektiv/Okular und der CMOS Kamera mit einem 50mm f/1.4 Objektiv bestückt. Diese Konstruktion war aber zuviel für den Okularauszug und ich hatte mit Bildfeldverkippungen zu kämpfen. Aber am Ende habe ich das dann so akzeptiert, geht halt nicht anders. Das NSG lief bei maximalem Gain und auch die Kamera war mit der Verstärkung am Limit aber auf -40° gekühlt.

    Ich habe dann viele Videosequenzen gemacht und bissel rumprobiert, hier ein Beispielvideo: https://www.dropbox.com/s/gjf9…sar_Source_Video.avi?dl=0 Das Video hat 3035 Bilder und wurde etwa 15s lang aufgenommen. Leider ist die Nachführung schon in dieser kurzen Zeit so ungenau, dass man einen Stern zum Stacken braucht, daher habe ich den helleren Stern unten noch mit ins Bildfeld genommen. Wenn man sich das Video anschaut, sieht man insgesamt gerade mal drei Sterne. Die Aufnahme war aber am Ende dann der einfachere Teil.


    Dann musste ich erstmal den Zeitstempel aus den Einzelbildern, passend gerundet, in den Dateinamen bekommen. Dafür habe ich lange nach einer brauchbaren OCR Software gesucht. Einfacher wäre es, wenn das Aufnahmeprogramm das gleich machen würde (das habe ich irgendwie nicht hinbekommen). Dann habe ich mir eine Excel Tabelle gebaut und den Zeitstempel des ersten Bildes als Periodenbeginn angenommen. Dann braucht man die genaue Periode des Pulsars, die verändert sich jedes Jahr, das wusste ich vorher auch nicht. Jetzt addiert man immer die volle Frequenz auf den ersten Zeitstempel für den kompletten Aufnahmezeitraum. Das ergab am Ende eine Spalte mit fast 500 Werten (Zeiten) in meinem Fall. Das Ganze muss man dann für die restlichen 33ms der Periode auch noch machen machen (jede neue Spalte +1ms). Dann habe ich mir ein Programm gebastelt um die zur Periodenzeit passenden Frames rauszusuchen und in entsprechende Ordner zu kopieren. Am Ende hatte ich dann 34 Ordner mit jeweils etwa 80 Bildern drin. Die habe ich dann alle manuell in Fitswork gestackt, das Blitzen des NSG macht eine automatische Erfassung selbst des hellsten Sternes unmöglich. Da der Stern auch nicht überall eindeutig zu erkennen war, konnte ich meist nur 50-60 Bilder wirklich verwenden.

    Die Chance, dass das wirklich klappt hatte ich eher als gering eingestuft, es war völlig unklar ob der Zeitstempel der Kamera genau genug ist und ob das Nachtsichtgerät überhaupt noch 5ms zeitlich auflösen kann. Aber siehe da, es hat wirklich geklappt und in der Animation sieht man das Haupt- und das Nebenmaxima sauber getrennt. Die Bildqualität ist zwar grottig aber es hat funktioniert :) Mit einem größeren Teleskop, besserem Seeing und rauschärmerer Technik geht das sicher auch ohne stacken, aber die hab ich leider nicht. Dennoch bin ich sehr zufrieden und glücklich mit den Ergebnissen :) Das Bild mit dem Pfeil ist ein Summenbild aus allen Frames der Animation. Durch die Mittlung ist der Pulsar deutlich schwächer als der nahe Vergleichsstern auch wenn er im Maximum eigentlich heller ist.






    Viele Grüße
    Martin

  • DAS IST EINFACH NUR GEIL!
    Hallo Martin,
    diese Idee hatte ich auch schon einmal und scheiterte leider schon daran, dass ich keinen Stern zum Stacken fand. Bei 11" hatte ich leider weniger Photonen. Aber dass es auf diese Weise klappen kann beweist du eindrucksvoll und sogar zeitlich sauber aufgelöst. Ich hatte damals nur mit 6ms Einzelbildern experimentiert.
    Das ist das erste mal, dass ich den Pulsar auf diese Weise pulsieren sehe. Alle anderen Videos die ich kenne arbeiten mit einer rotierenden Blende.
    Während ich das hier schreibe bin ich schon 3 mal zur Animation gewechselt und musste noch mal weiter schauen.
    Ein pulsierender Neutronenstern LIFE!
    Das ist für mich das Bild des Jahres, denn da kann nicht mehr viel kommen.
    Viele Grüße,
    ralf

  • Hallo Martin,


    da kann ich mich meinem Vorredner nur anschließen. Ganz ganz großes Tennis! Weiß gar nicht, was ich noch schreiben soll. Bin bissl sprachlos gerade und schau es mir lieber nochmal an [:D]


    Lieben Gruß!
    Matthias

  • Schwer beeindruckend! Der Crab Pulsar in Zeitlupe pulsierend, da geht mir der Puls hoch.


    In der Vergangenheit hatte immer wieder überlegt, wie man z.B. aus einer Computer Festplattenmechanik oder etwas ähnlichem eine rotierende Scheibe mit 30 rps bauen könnte. Dass es mit mit einem Nachtsichtgerät funktionieren kann und dann auch noch so schön, ist mir nicht in den Sinn gekommen.


    Kannst du auch die Einzelstaks vom Minimum und vom Maximum zeigen?

  • Hallo Martin,


    Glückwunsch und ganz großes Kompliment! Mich begeistern solche Innovativen Lösungen, die aus der Masse sich wiederholender Beobachtungen herausragen. Und es ist auch ein schönes Beispiel dafür, dass sich selbst unter schwierigen Bedingungen (Lichtverschmutzung im Ballungsraum Dresden) beeindruckende Dinge beobachten lassen.


    CS, Jörg

  • Hallo Martin,


    ich kann auch nur sagen, ich bin baff. Einen Pulsar mit Amateurmitteln pulsieren zu sehen, ist stark. Dafür kann man "pretty pictures" links liegen lassen.
    Chapeau!!


    Gruß


    Heiko

  • Wow, Martin!


    Das ist mal richtig großes Tennis! Toll, wie du das hinbekommen hast. Auf die Idee zur Umsetzung muss man erstmal kommen und dann auch wirklich dran bleiben, um so ein Ergebnis hinzubekommen. Beeindruckend - Danke fürs Zeigen :-)

  • Hallo Martin,


    da kann ich mich meinem Vorredner nur anschließen. Ganz ganz großes Tennis! Weiß gar nicht, was ich noch schreiben soll. Bin bissl sprachlos gerade und schau es mir lieber nochmal an [:D]


    Edit: Sprache wiedergefunden. Ich find's einfach beeindrucken, wenn man sich vor Augen führt, WAS man da gerade sieht und man zumindest halbwegs versteht, was da vor sich geht... Und sowas mit "Amateurmittel" einzufangen... Wahnsinn!


    Lieben Gruß!
    Matthias

  • Hallo, Martin,


    großartiges Ergebnis und tolle Idee!
    Gehe ich recht in der Annahme, dass Du ein 9000 Euro Nachtsichtgerät (verstärkt es die Signale sehr stark?) benutzt hast und dieses Gerät ausschlaggebend für Dein sehr beeindruckendes Resultat war?
    Solch ein NSG wäre vielleicht eine Idee, bei normalen DSO-Aufnahmen die EBelZeit stark verkürzen zu können, auch wenn es sehr blitzt...kann man vielleicht in der BB eliminieren.
    Sehr informativ, dass Du uns auch mal den gesamten Aufbau zeigst.
    Dient das 1.4 Objektiv nur dazu, die Kamera mit dem NSG zu verbinden, oder erhöht es noch mal entscheidend die Lichtstärke?


    viele Grüße und häufiger cs
    Andreas

  • Phänomenal Martin !


    Ich hoffe du hast die Sequenz schon an nemiroff(==>)mtu.edu und bonnell(==>)grossc.gsfc.nasa.gov geschickt, weil das ist APOD verdächtig. Da werden auch Profis staunen, was mit Ausdauer und Ideenreichtum möglich ist.
    Beeindruckend auch deine Gesamtaufnahme, mehr LV und Dunst geht wohl kaum.


    Was war schlussendlich die effektive Brennweite und Auflösung? Nachführung war bestimmt eine Herausforderung.


    Was steht als Nächstes an? ;-)


    Grüße,
    Alexander

  • Hallo zusammen,


    ganz lieben Dank für eure vielen netten Kommentare. Es ist schön zu wissen das auch nicht-bunte Bilder noch begeistern können :)


    (==>)30sec: Am Anfang ist immer eine Idee, manchmal braucht es eben eine Weile bis es klappt. Das mit der Blende hatte ich auch schon gesehen und fand die Idee super. Das zeigte, dass der Pulsar mit Amateurmitteln auf jeden Fall machbar ist. Bei guten Bedingungen geht es vermutlich auch mit weniger als 24"


    (==>)Stathis: Ja kann ich gerne machen. Im Minimum sieht man quasi nix. Ich habe ehrlichgesagt auch keine Ahnung wie weit der Pulsar da mag-technisch runter geht. Das Nachtsichtgerät arbeitet zudem primär im nahen Infrarot. Hier die beiden Bilder: http://astroclub-radebeul.de/astrotreff/summen.zip


    (==>)Jörg: ja, im fotografischen Bereich kann man die Lichtverschmutzung oft noch gut bezwingen, visuell geht das nicht mehr ganz so gut. Das Nachtsichtgerät hilft hier aber auch etwas, da man damit auch mit einem H-Alpha Filter visuell beobachten kann.


    (==>)Frank: bei dem aktuellen eher bescheidenen Wolken-Sterne Verhältnis hat man genug Zeit zur Nachbearbeitung ;)


    (==>)Andreas: Ob das Nachtsichtgerät ausschlaggebend war, kann ich dir gar nicht mal sagen. Ich habe oft damit beobachtet, auch fotografisch und fand es immer sehr nützlich. Vielleicht geht es auch ohne aber das müsste ich probieren, der Verstärkungsfaktor liegt bei 60000 oder so. Ganz so viel wie erwähnt kostet es auch nicht aber es ist noch sehr teuer. Die ganze Technik die ich verwendet habe, gehört auch nicht mir sondern dem Astroclub Radebeul e.V. Als Astroverein hat man für sowas natürlich mehr Möglichkeiten. Das Nachtsichtgerät kommt eigentlich zumeist bei unseren öffentlichen Himmelsbeobachtungen zum Einsatz und begeistert unsere Besucher aber leider haben wir schon mehrere Monaten nicht mehr öffnen können/dürfen :( Das 50mm Objektiv dient der Abbildung des Phosphor Screens des Nachtsichtgerätes und sollte natürlich so lichtstark wie möglich sein.


    (==>)Alexander: Nehmen die beim APOD auch nicht-bunte Bilder dieser Qualität? Hab mich lange nicht mehr damit beschäftigt. Schickt man da einfach nur eine Mail an die beiden? Effektive Brennweite müsste ich mit einer fokalen Vergleichsaufnahme erstmal ausrechnen. Vielleicht 4m oder so, aber das ist nur geschätzt. Die Nachführung funktioniert über eine ARGO NAVIS/ServoCAT Kombination aber ist , wie eigentlich der gesamte Dobson (Dobson Factory), eher für visuelle Beobachtung ausgelegt. Was als nächstes ansteht? Das wird sich zeigen. Ich wollte z.B. schon immer mal Pluto und Charon trennen, den Uranusring knacken oder den Merkurschweif nachweisen.



    Viele Grüße
    Martin

  • Hallo Martin,


    diese Aufnahme ist der absolute Wahnsinn! Einfach nur unglaublich. Danke auch für die detaillierten und sehr interessanten Informationen zur Entstehung der Aufnahme.


    Viele Grüße,
    Marco

  • Martin,


    auch von mir +1 fürs APOD...!


    Und an alle anderen: soll ich euren Bemerkungen "Bild des Jahres" am 27.1. etwa entnehmen, dass ihr euch dann bis Silvester keine große Mühe mehr geben wollt, weil es das eh schon gibt? Das wär doch schade [;)]


    Viele Grüße


    Holger

  • Hallo Martin,
    Ich schließe mich den anderen an. Zunächst erstmal Respekt für die Leistung und das es wirklich geklappt hat! Und natürlich Danke fürs Teilen. So eine Aufnahme habe ich auch noch nicht gesehen und bin nach wie vor hin und weg von der Videosequenz.
    Viele Grüße Jonas

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinF</i>
    <br />
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Meine Güte, da bin ich sprachlos...
    Nein, nicht ganz: Herzlichen Glückwunsch, was für eine tolle Leistung!


    [:)]
    [:)]


    Ich könnte Dir jetzt aufregende Videos von Regentropfen zeigen...



    Viele Grüße
    Thomas

  • Lieber MartinF
    Herzlichen Glückwunsch zu diesem singulären Video!
    Weltweit gibt es meines Wissens nichts Vergleichbares.


    Du kannst durch dein Talent,wenn nicht Genie :) auf " deinem Instrumentarium spielen", ähnlich wie ein Weltklasse-Pianist, der die Möglichkeiten eines "Bösendorfer Imperials" im Wert von über 180000 (!) Euros auszuschöpfen weiß....


    Sende doch das Vid an astronomische Institutionen, z.B. (in meiner Reichweite) an das Radioteleskop Effelsberg bzw nach Bonn zu Dr. Norbert Junkes. Er ist dort Leiter der Öffentlichkeitsarbeit. Er und seine Kollegen halten in den Sommermonaten in Effelsberg fast jeden Tag 3 Mal täglich Vorträge, und es geht oft um Pulsare. Ich bin dort fast jede Woche im Sommer als Zuhörer. (Ok, auch wegen dem tollen Imbiss :) ) Er wird sicher erfreut sein, ein solches Vid in seine Vorträge einbauen zu können. In einer privaten Mail sende ich dir die Kontaktdaten. Wäre ja toll, wenn ich dein Vid dann im April dort sehen könnte!
    :)
    Also: In diesem Sinne!
    Herzlichen Glückwunsch noch einmal!
    VG
    Klarinetto

  • Hi Martin,
    Glückwunsch, dass es Dir gelungen ist. Das ist etwas, was selbst den Profis schwer fallen dürfte.


    Als ich gerade Deine Beschreibung las, fragte ich mich, wie kann man nur die Pulsarfrequenz mit der Framerate in Schwebung kriegen, so dass die Zeitlupe als Differenzfrequenz (Schwebung) entsteht.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">wie man z.B. aus einer Computer Festplattenmechanik oder etwas ähnlichem eine rotierende Scheibe mit 30 rps bauen könnte.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Stathis,
    30 rps = 1800 rpm ... Das wäre ein Fall für ein PC-Lüfter, Lüftungsblätter raus und plane Scheibe mit 2 Löchern rein und runter auf 900 rpm. Für das Feintuning der Drehzahl bringen Lüfter doch alles schon mit. Der Rest wäre ein schönes Arduinoprojekt.
    Lüftereinsätze sollten sich auch per 3D-Druck realisieren lassen.


    Das jedenfalls meine Überlegung dazu.

  • Hallo Kalle


    die Frage ist leicht zu beantworten, gar nicht!


    Daher war der Aufwand die richtigen Bilder zu finden ja doch etwas größer. Ich definiere nur den Periodenanfang in Dezimalsekunden, sinnvollerweise nimmt man dazu den Zeitstempel des ersten Bildes der Sequenz, z.B.:


    20,615s (= 1. Millisekunde der Pulsarperiode)


    Jetzt wird da so oft die aktuelle Periode des Pulsars (0,033781965s) drauf addiert, bis man die Aufnahmezeit des letzten Frames der Sequenz erreicht, bei einem 15 Sekunden langen Video also 35,615s. Das sieht dann glatt auf die Millisekunde gerundet so aus:


    20,615
    20,649
    20,683
    20,716
    20,750
    .
    .
    .


    Am Ende hat die Spalte knapp 500 Einträge.


    Dann wiederholt man das für die Millisekunden 2-34. Das sieht dann etwa so aus:


    1ms 2ms 3ms 4ms

    20,615 20,616 20,617 ...
    20,649 20,650 20,651
    20,683 20,684 20,685
    20,716 20,717 20,718
    20,750 20,751 20,752
    20,784 20,785 20,786
    20,818 20,819 20,820
    20,851 20,852 20,853
    20,885 20,886 20,887
    20,919 20,920 20,921
    20,953 20,954 20,955
    20,987 20,988 20,989
    21,020 21,021 21,022
    21,054 21,055 21,056
    .
    .
    .


    Jetzt muss man nur noch sortieren. Von den 3035 Bilder sucht man sich immer die aus, die zufällig zu einem der Werte passen und kopiert sie in einen passenden Ordner. Jetzt die Bilder pro Ordner stacken und fertig.



    Viele Grüße
    Martin




    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
    <br />Hi Martin,
    Glückwunsch, dass es Dir gelungen ist. Das ist etwas, was selbst den Profis schwer fallen dürfte.


    Als ich gerade Deine Beschreibung las, fragte ich mich, wie kann man nur die Pulsarfrequenz mit der Framerate in Schwebung kriegen, so dass die Zeitlupe als Differenzfrequenz (Schwebung) entsteht.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

  • Hallo Martin,


    auch von mir den allergrößten Respekt für diese Leistung. In Ermangelung eines Zylinders ziehe ich meine Astro-Mütze!


    Danke fürs Zeigen und weiterhin viel Erfolg bei Deinen angedachten Spezialprojekten.


    Grüße, Gerd

    Es schaute mich an - und ich schaute Es an.
    Und errötend wich Es zurück - das Universum.


    Bresser 102/460 | Tasco 76/1200 | Tasco 60/1200 | Tasco 60/900 | Tasco 60/700 | Tasco 50/600 | Minolta Bino 10x42 | Kasai s'Gucki 2.3x40

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