Tiefe einer Aufnahme in Zusammenhang mit der Öffnung, Himmelshelligkeit, etc.

  • Hallo, Kollegen,


    hier mal ein Vergleich, der zeigt, was ich mich frage (die Frage könnte etwas komplex sein ^^ )


    ...ein Kollege mit einem 14" Meade-Teleskop fotografiert bei f/10, 3650 mm Brennweite, und einer Kamera mit großen 9 µm Pixeln und binnt dann noch später 2x2, damit kommt er dann auf etwa 1"/Pixel. Er hat einen dunklen 21mag Himmel, aber angeblich auch nur eine durchschnittliche 2,5" Himmelstransparenz. Er erreicht nach ca. 2-3 h Belichtungszeit etwa mag24.


    ...ein anderer Kollege benutzt einen 8" f/4 Newton bei nur 800mm Brennweite, und eine Kamera mit kleinen 3,77 µm Pixeln, und kommt auch auf etwa 1"/Pixel. Er hat einen lichtverschmutzten hellen 19mag Himmel und eine durchschnittliche 3-4" Himmelstransparenz. Die erreichte Tiefe nach längeren 8 h Belichtungszeit ist wesentlich geringer, vielleicht mag20-21.


    Liegt die viel geringere Tiefe des 8" Kollegen an der kleineren Öffnung, an der Kamera mit den kleinen Pixeln (nicht so lichtstark wie die Kamera mit den größeren Pixeln) oder an dem hellen Himmel mit der etwas geringeren Transparenz....oder zu gewissen Teilen an allen Parametern, die sich aufsummieren zu dem großen Unterschied?

    Wie kann sich der Kollege verbessern, wenn er seinen Standort nicht wechseln kann? Anderes Teleskop oder Kamera verwenden? Filter scheiden hier aus, da es um Galaxien, Sternhaufen, Reflexionsnebel, etc. gehen soll (Kontinuumstrahler).


    viele Grüße und bald wieder viel cs

    Andreas

  • Hallo Andreas,

    Gegenfrage: warum sind die Profiteleskope so groß?

    Und die geben sich auch nicht die geringste Mühe auf "vernünftige" Öffnungsverhältnisse zu kommen, so wie wir, bei f/2,8 , f/4,5 oder so, die haben oft f/10 und mehr.

    Öffnung ist eben alles! Man muss sie nur auch optimal nutzen. Ein Formel 1 Rennwagen braucht halt auch spezielle Reifen, damit er seine Möglichkeiten ausreizen kann.

    Du hast das Seeing offensichtlich als Transparenz bezeichnet, das passt so nicht, aber ein Himmel der 2 mag dunkler ist zeigt natürlich 2 mag tiefere Sterne im Bild. Wenn dann ein Stern zusätzlich z.B. durch 4 statt durch 16 Pixel dargestellt wird,( ist ja gleich viel Licht auf den Chip gefallen) , dann wird der noch mal heller, also noch mal ne Größenklasse vlt., das passt alles schon, wobei ich die 24 mag eher kritisch sehe.

    Was mich in dem Zusammenhang immer stört sind die Werbeaussagen. "Dieser Reducer verkürzt ihre Belichtungszeit um xx % um das gleiche Ergebnis zu erhalten" , das stimmt nur sehr begrenzt, denn die Anzahl der Photonen die dein Bild machen bleibt gleich, sie werden nur sinnvoller gebündelt, dazu muss aber der Rest stimmen. Ein 12" f/5 Newton zeigt mehr als ein 8" f/4. Mein Handy hat sogar f/1,2 taugt aber nicht für die Astrofotografie weil die Öffnung ... na ja.

    Viele Grüße,

    ralf

  • Abgesehen von den Einheiten ist das alles ein bisschen komplizierter:

    Punktquellen wie Sterne werden bei groesserer Oeffnung stets ein besseres Signalrauschverhalten aufweisen. Steigt dabei die Brennweite, verduennt sich der Himmelshintergrund waehrend das Signal des Sterns gleich bleibt. Doch dann schlaegt das Seeing zu: Seeingbedingt wird das Sternbildchen zu einem Scheibchen, und damit verteilt sich das Signal auf mehrere Pixel.

    Bei diffusen Quellen (Nebel, Galaxien) verteilt sich das Licht bei laengerer Brennweite auf eine groessere Detektorflaeche, genau wie der Himmelshintergrund.

    Bestimmst Du Deine Grenzgroesse also ueber Sterne (Punktquellen), erreichst Du mit einer laengeren Brennweite eine hoehere Grenzgroesse, solange das Seeing mitspielt.

  • Nochmal ohne numerische Untermauerung: Ich habe an meinem Standort etwa Bortle 5, Vorstadthimmel. Seit einigen Jahren liebe ich die Fotografie mit hohen Brennweiten, weil ich dadurch die Lichtverschmutzung eindaemmen kann - sie verteilt sich staerker. Auch sehe ich, wenn ich mit meinem 14" Meade mit reduzierten f/6.7 zum Beispiel eine Galaxie belichte, zaehlreiche Hintergrundgalaxien im Unterschied zu meinen alten Belichtungen,die mit 200/1000mm und der gleichen Kamera entstanden. Und das, obwohl ich eigentlich beim meinem Seeing oversample, denn Seeing von mehr als 2 Bogensekunden ist an meinem Standort Normalitaet.


    Die "Angst vor Oversampling" habe ich deshald verloren. Diese Erfahrung zeigt mir aber auch, wie positiv sich Oeffnung auch an nicht idealen Standorten auswirken kann.

  • ...ein Kollege mit einem 14" Meade-Teleskop fotografiert bei f/10, 3650 mm Brennweite [...]


    ...ein anderer Kollege benutzt einen 8" f/4 Newton bei nur 800mm Brennweite [...]

    Servus Andreas,


    im Prinzip ist den Erklärungen von Ralf und Jürgen kaum etwas hinzuzufügen. Eins ist mir aber zur Veranschulichung noch eingefallen:


    Wenn du mit dem von dir zitierten 14-Zöller visuell beobachtest, dann kannst du bei entsprechend dunklem Himmel und ohne Mond (usw.) sicherlich deutlich leuchtschwächere Sterne sehen als mit einem 8-Zöller. Ich komme mit meinem f/8 (!)-8-Zöller visuell bis knapp 15 mag. 14m9 habe ich schon "sehen" können (auf Sterne bezogen natürlich). Mit einem 14-Zöller sehe ich deutlich mehr. Und mit einem 4-Zöller sind 15 mag utopisch, mit einem 2-Zöller noch utopischer.


    Mehr Öffnung sammelt eben mehr Licht und bei (fast) punktförmigen Lichtquellen spielt das Öffnungsverhältnis keine große Rolle bzw. hilft eben, weil, wie Jürgen schon schrieb, der Hintergrund dunkler wird und somit der Kontrast zum Lichtpunkt Stern, der eben nicht größer wird (abgesehen von Beugungsscheibcheneffekten), größer. Mein f/8 hilft mir daher vermutlich bei Sternhaufen bzw. dem Sichten der schwächsten Einzelsterne darin. Früher war auch f/10 Standard und gern gekauft (C8, C11, C14). 14 Zoll und 3650 mm Brennweite (f/10) kitzeln eben sehr schwache Sterne hervor.


    Und wenn man schon visuell mit mehr Öffnung schwächere Sterne sehen kann, dann natürlich auch fotografisch bei gleicher Belichtungszeit. Mein f/8 bemerke ich erst als etwas nachteilig, wenn ich flächige Objekte wie Galaxien fotografieren möchte. Wobei sich auch das in Grenzen hält. Ich habe bisher nie länger als 3h belichtet und bin mit den Ergebnissen zufrieden.


    Liebe Grüße,

    Christoph

    Mein Verein: Astronomische Gesellschaft Buchloe e.V.

    Meine Ausrüstung:

    Teleskope: 22" (560 mm)  f/3.5 Dobson (Martini / Oldham Optical)  –  Omegon Ritchey-Chretien Pro RC 203/1624; Montierung: iOptron CEM40G  –  Ferngläser (8 x 42, 20 x 60)

    Kamera: Canon EOS 6D Mark II (Vollformat, unmodifiziert); Kameraobjektiv: meist Canon EF-200 mm f/2.8 Teleobjektiv

    Einmal editiert, zuletzt von Lucifugus () aus folgendem Grund: Tippfehler

  • Hallo Leute,

    es wird immer wieder zwischen Punktquellen und flächigen Objekten unterschieden. Das ist m.M.n. nicht nötig. Zumindest dann nicht, wenn ein Stern zur "Fläche" wird. Das tut er, je nach Brennweite, Seeing und Pixelgröße des Sensors, ab 400 mm, ab 800 mm sicher.

    Den Beweis seht ihr in allen Bildergalerien. Nirgends ist ein Nebel schwächer und die Sterne sind tiefer etc.

    Viele Grüße,

    ralf

  • Hallo, Jürgen, Christoph und Ralf,


    vielen Dank für die Mitteilung Eurer Erfahrungen!

    Wenn ich das Alles richtig interpretiere, so komme ich zu der Feststellung, dass es auch an einem hellen Standort mit einem mittelmäßigen Seeing Fortschritte bezügl. Tiefe und Auflösung geben würde, wenn ich ein Teleskop mit größerer Öffnung und entsprechend größerer Brennweite (trotz des dann großen Seeingeinflusses) benutzen würde (eine Kamera mit größeren Pixeln dann eingerechnet). ...und der Fortschritt würde wachsen, wenn ich dann zwangsläufig viel kürzer belichten würde, damit die Sternscheibchen nicht so viele Pixel benötigen. :) also dann etwa so wie Christoph mit seinen 15-20 sec Belichtungen. Viel längere Belichtungszeiten dann nur, wenn ich einen viel dunkleren Himmel hätte (wie der Kollege mit dem 14"er).


    Das würde dann für mich praktisch bedeuten, dass ich sinnvollerweise mein C9.25 bei f/6.3, f/8 oder f/10 wieder öfter verwenden sollte, zusammen mit meiner alten Canon 1100da mit ihren 5,2 µm Pixeln. :)


    viele Grüße und noch schöne Osterfeiertage

    Andreas

  • Servus Frank,


    das stimmt so nicht ganz. Die Himmelshintergrundhelligkeit wird bei durch die Vergrößerung auf eine größere Fläche verteilt, der Stern bleibt aber mehr oder weniger punktförmig, bis man die Maximalvergrößerung erreicht hat, ab der es zur Blindvergrößerung wird und auch der Stern unscharf-flächig wird.


    Beispiel: Bei grauem Himmelshintergrund kann man M 13 nicht mit bloßem Auge sehen, da der Himmelhintergrund heller als oder gleich hell wie der Haufen ist und dieser daher nicht mehr hervorsticht. Mit einem Fernglas hingegen sammelst du mehr Licht und verteilst es dadurch aber auch auf einer größere Fläche. Der Himmelshintergrund wird dadurch deutlich dunkler und der Haufen, zumindest der konzentrierte, helle Kern, wird sichtbar.


    Ich habe hier bei mir maximal 21,5 SQM (laut Lichtverschmutzungsinfo im Web). Als ich neulich C 4565 fotografiert hatte, meine erste etwas längere Belichtung mit 3 h Integrationszeit, war der Himmel suboptimal, es war zudem Sand in der Luft. Ich habe natürlich nicht gemessen, aber ich glaube nicht, dass es mehr als 19,0 SQM ist?! Jedenfalls kam ich auch um 20 mag als Grenzgröße. Und hätte ich statt drei Stunden neun Stunden belichtet, wäre es sicher noch tiefer gegangen.


    Oder nimm die 250 Stunden für M 106, was hier im Forum gezeigt wurde. Da ist die Grenzgröße um die 23 mag oder jenseits davon. Und der Himmel war sicher nicht dunkler, zumal teils ja aus der Stadt belichtet wurde.


    Liebe Grüße,

    Christoph

    Mein Verein: Astronomische Gesellschaft Buchloe e.V.

    Meine Ausrüstung:

    Teleskope: 22" (560 mm)  f/3.5 Dobson (Martini / Oldham Optical)  –  Omegon Ritchey-Chretien Pro RC 203/1624; Montierung: iOptron CEM40G  –  Ferngläser (8 x 42, 20 x 60)

    Kamera: Canon EOS 6D Mark II (Vollformat, unmodifiziert); Kameraobjektiv: meist Canon EF-200 mm f/2.8 Teleobjektiv

  • Hallo, Frank,


    ich habe hier einen SQM 18,5 bis 19 Himmel.

    Mit dem kleinen APO 80/480 mm, f/4.8 und 96 min Belichtung ((32x3 min) bin ich knapp bei 20mag Grenzgröße.

    Der Kollege mit dem 14" + dunklen SQM 21 Himmel kommt nach 3h bei gutem Seeing auf mag 24-24,5 Grenzgröße. siehe hier:

    Mag 25, what does it take? - Experienced Deep Sky Imaging - Cloudy Nights
    Mag 25, what does it take? - posted in Experienced Deep Sky Imaging: Musing about Planet 9 and the speculation that its about 24th magnitude if at the fare…
    www.cloudynights.com


    viele Grüße und cs

    Andreas

  • ich habe hier einen 18,5 bis 19mag Himmel.

    Mit dem kleinen APO 80mm und 96 min Belichtung bin ich knapp bei 20mag.

    Hallo Andreas, ich kann deinen Ausführungen immer noch nicht folgen. Was ist ein 18,5 bis 19 mag Himmel? Mit welchem Teleskop erreichst du das? Mit welcher Belichtungszeit? Dann schreibst du weiter von 20 mag mit dem 80 mm Refraktor??

  • Hallo Andreas, ich kann deinen Ausführungen immer noch nicht folgen. Was ist ein 18,5 bis 19 mag Himmel? [...]

    Hallo Stathis,

    ich musste jetzt auch mal Google zur Hilfe nehmen um hier noch folgen zu können :)


    In der englischen Wikipedia bin ich dann fündig geworden:
    Bortle scale - Wikipedia


    Hier werden die SQM-Werte (SkyQuality Meter in mag/arcsec2) den Werten in Bortle gegenüber gestellt.


    SQM 18,5 bis 19 wäre so Bortle 6,5.

    Wieder was neues gelernt ... ich liebe das Forum :)


    CS & VG

    Stefan

    :star: Deep Sky: Sky-Watcher QUATTRO 150P | TS PHOTOLINE 106/700 f6.6 | ASKAR FRA300 Pro 60mm f/5 | Samyang 135mm F2.0 ED UMC :ringed_planet: Mond, Planeten (,Sonne): Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 150/1800 | Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 102/1300 :sun_with_face: Sonne: Lunt LS60MT Ha B1200 :camera: Kameras: ZWO ASI533MC Pro, ZWO ASI178MM, ZWO ASI178MC, ZWO ASI585MC, QHY 5III 715C :magnet: Autoguiding: Svbony SV106 | QHY 5III 178c :telescope: Montierung: iOptron CEM26 :high_voltage: Powerbank: FOX HALO 96K Power Pack :globe_showing_Europe_Africa: Webseite: https://www.junger.net/

  • Servus Frank,


    das stimmt so nicht ganz. Die Himmelshintergrundhelligkeit wird bei durch die Vergrößerung auf eine größere Fläche verteilt, der Stern bleibt aber mehr oder weniger punktförmig, bis man die Maximalvergrößerung erreicht hat, ab der es zur Blindvergrößerung wird und auch der Stern unscharf-flächig wird.

    Hallo Christof und Frank,


    unabhängig von deiner (Christofs) Erklärung sind die schwächsten nachweisbaren Sterne (und auch sonstige Objekte) doch wohl meistens schwächer als der Himmelshintergrund. Das Licht von Hintergrund und Stern addiert sich doch, und der Stern muss somit "nur" gegen das Rauschen des Hintergrunds bestehen.

    Man kann ziemlich leicht herleiten, dass ein x-mal hellerer Hintergrund durch eine Verlängerung der Belichtungszeit um den Faktor x+1 zum gleichen SNR führt, wie eine Belichtung ohne Himmelshintergrund. Damit sind viel schwächere Objekte im Vergleich zum Himmelshintergrund machbar. (die Tagbeobachtung von Planeten und helleren Sternen lässt grüßen)



    Viele Grüße

    Norbert

  • Für mich ist das Thema allerdings auch, ehrlich gesagt, immer noch nur schwer nachvollziehbar, da einige Faktoren zusammenkommen.

    Mit der Kombination der Erklärungen von Ralf, Jürgen und Christoph kann ich mir aber schon mal ein deutlicheres Bild der "Problematik" machen :)

    CS & VG

    Stefan

    :star: Deep Sky: Sky-Watcher QUATTRO 150P | TS PHOTOLINE 106/700 f6.6 | ASKAR FRA300 Pro 60mm f/5 | Samyang 135mm F2.0 ED UMC :ringed_planet: Mond, Planeten (,Sonne): Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 150/1800 | Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 102/1300 :sun_with_face: Sonne: Lunt LS60MT Ha B1200 :camera: Kameras: ZWO ASI533MC Pro, ZWO ASI178MM, ZWO ASI178MC, ZWO ASI585MC, QHY 5III 715C :magnet: Autoguiding: Svbony SV106 | QHY 5III 178c :telescope: Montierung: iOptron CEM26 :high_voltage: Powerbank: FOX HALO 96K Power Pack :globe_showing_Europe_Africa: Webseite: https://www.junger.net/

  • Hallo


    Die Sqm Messgeräte messen ja das Licht der Sterne mit, das macht einen immer größeren Fehler um so dunkler der Himmel.

    Dann problem nur 2 : mit 560mm Brennweite bringe ich einen Stern mit Mühe in 1,5 Pixel, wenn ich jetzt die Brennweite verdoppelte wird der Hintergrund 4x dunkler, nun der Stern aber auch, weil das Beugungsscheibchen wird größer und das Seeinggehampel ist dann auch das doppelte, in Fläche das 4fache. Da ist mal gar nix heller, visuell kenne ich den Effekt auch, da werden aber selbst flächigen Objekte mehr vom Hintergrund abgehoben.

    Stathis, es ist völlig egal mit welchem Teleskop man fotografisch eine Helligkeitsgröße erreicht, das geht wenn nicht genug Öffnung über die Zeit, bei kurzen Brennweiten stört auch das Seeing immer weniger.


    Gruß Frank

  • Hallo Frank,

    du vergisst das Stacking. Der Hintergrund wird gemittelt, der Stern wird addiert. Man kann auch am Tage den Orionnebel aufnehmen. Man sieht ihn bei 1/1000 s nicht auf dem Display oder im Okular. Nach 1000 mal 1000 Bilder hast du quasi 1s belichtet. das Bild zeigt kein Rauschen im Hintergrund, also kannst du strecken. (dumm nur dass jetzt 1000 mal das Ausleserauschen zu Buche schlägt, das macht die Tageslichtdeepskyfotografie eher zu einem Randthema).

    Die einzigen Sterne die dunkler sind als der Hintergrund sind schwarze Löcher.

    Viele Grüße,

    ralf

  • Hallo Ralf


    das ist mir unbekannt da man je nach Objekttyp in einem Bild auf verschiedene Bereiche eine andere Stackingmethode anwenden kann.

    da brauchst du aber nicht 1000x1000 Bilder machen sondern nur 2, dann wird der Hintergrund subtrahiert und das Objekt addiert :evil1:


    Aber da ist noch ein anderer Punkt, es ist ja nicht Hintergrundhelligkeit, es ist Vordergrundhelligkeit, weil ohne Atmosphäre ginge es ohne weiteres auch am Tage, nur jedes Etwas das da rumschwirrt reflektiert das Licht kugelförmig, auf das eine Pixel wo also der Stern hin sollte fällt Licht von abertausenden Partikeln der Atmosphäre.

    Das ist bisschen so wie 1000W Scheinwerfer von vorn auf eine Milchglasscheibe und durch die Scheibe die Kerze dahinter sehen wollen :/


    Gruß Frank

  • Hallo Ralf


    ich bin mir sicher niemals soviele Aufnahmen machen zu wollen,

    aber ja im Prinzip nur eine Frage der Entrauschung und Auflösung der Helligkeitsstufen, im Prinzip geht ja nichts verloren, addiert sich auf, aber vielleicht 100000 Stellen nach dem Koma.

    Ist aber auch so, ob der Himmel 1000,2000, oder 10000ADU hell ist spielt wenig Rolle , die Frage ist was übrigbleibt wenn man es wegschneidet.


    Gruß Frank

  • Man kann auch am Tage den Orionnebel aufnehmen.

    Hallo zusammen,


    ich lese hier seit einiger Zeit interessiert mit. Vor einigen Monaten hatte ich im Netz mal diesen Link gefunden und gebookmarkt:


    M42 --- The Orion Nebula --- In the Daytime!


    Erstaunlich, aber es scheint zu funktionieren!


    CS, Jochen

  • Hallo Stefan,


    mir ist bekannt, dass die SQM- Werte für die Himmelsflächenhelligkeit in mag/arcsec2 gemessen werden. Das hat Andreas aber nicht geschrieben, sondern nur "mag", was eine Einheit für die Sternhelligkeit ist.


    Wenn wir bei solchen technischen Themen, unpräzise formulieren, Definitionen und Einheiten derart wild durcheinander werfen, führt dies nur zu Missverständnissen. Ich gebe das Volumen eines Kartoffelsacks ja auch nicht Bogensekunden an.


    p.s.

    Mit einem 14" in 3 Stunden eine Sterngrenzhelligkeit von 24 mag erreichen? Das möchte ich ebenfalls anzweifeln.

  • Hallo Stathis,


    ich wollte Deine fachliche Kompetenz nicht anzweifeln. Mich hat der Gesprächsverlauf „schwindelig gemacht“ 8)


    Du hast korrekt zitiert und Andreas danach seinen Beitrag kommentarlos korrigiert - das macht es neben dem Einheiten-Chaos echt schwer zu folgen …


    Ich lese hier nur noch mit und versuche daraus was zu lernen :/


    CS & VG

    Stefan

    :star: Deep Sky: Sky-Watcher QUATTRO 150P | TS PHOTOLINE 106/700 f6.6 | ASKAR FRA300 Pro 60mm f/5 | Samyang 135mm F2.0 ED UMC :ringed_planet: Mond, Planeten (,Sonne): Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 150/1800 | Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 102/1300 :sun_with_face: Sonne: Lunt LS60MT Ha B1200 :camera: Kameras: ZWO ASI533MC Pro, ZWO ASI178MM, ZWO ASI178MC, ZWO ASI585MC, QHY 5III 715C :magnet: Autoguiding: Svbony SV106 | QHY 5III 178c :telescope: Montierung: iOptron CEM26 :high_voltage: Powerbank: FOX HALO 96K Power Pack :globe_showing_Europe_Africa: Webseite: https://www.junger.net/

  • Hallo


    Zur Beantwortung der Eingangsfrage fällt mir nicht viel ein,

    Das ist irgendwie Eier mit Birnen verglichen gesammelt in einem Eimer und einem Korb und bei dem Einem war Westwind.


    Das Prinzip ist eigentlich einfach, denk dir die Photonen doch als Regentropfen, in die größere Öffnung geht in der selben Zeit mehr rein

    Dann gibt es ja noch die Energie Encircle Ratio, übertragen gut ist wenn der ganze Tropfen 😁äh Beugungsscheibchen..... Na ja +Seeing in ein Pixel passt.

    Zumindest dann beste SNR.

    Kurz oder Langbelichtungsmethode ist davon unabhängig, ist wohl besser das Extra zu betrachten.


    Gruß Frank

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