Wie alles begann - Astrofotografie mit einfachen Mitteln (Canon G15 Systemkamera aufgeblähte Sterne)

Servus Alexander,

die Sterngröße hängt von der Öffnung und dem Öffnundgverhältnis ab, also von Öffnung und Brennweite. Mit einer so kleinen Linse wie die der G15 wirst du keine wirklich kleinen Sterne hinbekommen.

Wie hast du das Foto eigentlich erstellt? Hast du gestackt? Mit welcher Software? Womit und wie hast du gestreckt? Die G15 kann ja raw-Dateinen erstellen. Hast du die raw-Funktion genutzt, um die raw-Bilder zu stacken oder hast du jpgs verwendet? Von diesen Faktoren kann auch abhängen, wie die Sterne aussehen. Beim Strecken des Ergebnisses kann man auch Sterne versehentlich aufblähen.

Und ja, ich finde es auch erstaunlich, was man heutzutage mit einfachen Mitteln abbilden kann. Es freut mich, dass du mit deiner G15 den Himmel entdeckst :-).

Liebe Grüße,

Christoph

Servus Alexander,

der Objektivdurchmesser definiert die Größe des Beugungsscheibchens. Ich zeige es dir anhand zweier Fotos von mir, einmal mit einem 200 mm Teleobjektiv mit f/2,8, und einmal mit einem 8" RC mit 1624 mm Brennweite mit f/8.

Das bedeutet, das Tele hat eine Öffnung von D = f / 2,8 = 200 mm / 2,8 = 71 mm

Und der 8-Zöller eben D = f / 8 = 1624 mm / 8 = 203 mm

Das Foto entstand mit meinem Teleobjektiv. Du siehst, wie nah die Sterne sind, dass sie kaum noch Platz zischen sich lassen (also im Sternhaufen, der übrigens Carolines Rose ist, NGC 7789 in der Cassiopeia).

Und hier derselbe Sternhaufen mit meinem 8-Zöller. Die Sterne sind hier viel viel kleiner, weil ich eben statt nur 71 mm Öffnung jetzt 203 mm Öffnung zur Verfügung habe. Das Bild ist nur ein Ausschnitt des ersten, da ich wegen der großen Brennweite natürlich weniger vom Himmel ablichten kann.

Der Hintergrud ist die Beugung an der Blende, also an der Einfassung der Linse oder des Spiegels. Je kleiner die Öffnung, umso mehr Einfluss hat die Berandung relativ zum Gesamtlichtbündel. Man sieht ja immer ein Beugungsscheibchen, das vom ersten Minimum begrenzt ist (also ist es das nullte Maximum und das 1. Maximum bildet dann den ersten Beugungsring).

Man kennt das meist vom realen Einfachspalt. Hier gilt für den Winkel alpha, unter dem die Minima bei der Wellenlänge Lamda auftreten:

b * sin (alpha) = k * lamda – da uns das erste Maximum interessiert, ist es 1 * lamda und b ist der Objektiv-/ bzw. Blendendurchmesser.

Beim Spalt hat man aber "oben und unten" keine Beugung, bei der Ringblende rundherum, weshalb hier ein Korrekturfaktor fällig wird:

b * sin (alpha) = 1,22 * k * lamda

b ist unser Objektivdurchmesser D, also kann man für k = 1 sagen:

sin (alpha) = 1,22 * lamda / D

Man kann das alles für sichtbares Licht näherungsweise ausdrücken und dann nach dem Durchmesser d des Beugungsscheibchens auflösen. Dann kommt man ungefähr auf

d = 1 µm * f / D

f / D ist das Öffnungsverhältnis, was eben bedeutet, dass das Beugungsscheibchen neben D auch von der Brennweite f abhängt (da von der Brennweite auch die Winkel abhängen usw.).

Soweit zur Theorie... In der Praxis wird das Seeing meist einen größeren Fleck als das Beugungsscheibchen erzeugen, wenn das Öffnungsverhältnis klein ist. Ist es groß, dann ist das Beugungsscheibchen eh so groß, dass das Seeing wenig ausmacht. Also bei gleicher Brennweite heißt mehr Öffnung ein kleineres Öffnungsverhältnis f / D und damit kleinere Beugungsscheibchen. Irgendwann ist es so klein, dass das Seeing meist mehr Unschärfe erzeugt.

Dazu kommen dann Fehler der Optik. Habe ich die Blende bei meinem Teleobjektiv vollkommen geöffnet, dann habe ich zum Bildrand hin deutliche Verzeichnungen (Koma, einseitige Unschärfe usw.), was ich durch schließen der Blende kompensieren könnte. Dann wird das Bild am rand besser, aber die Beugungsscheibchen noch größer, da ich bei gleicher Brennweite die Öffnung kleiner mache.

Hat man aber nicht wirklich perfekt fokussiert, ist das alles hinfällig, denn man macht durch die Unschärfe die Flecken noch größer. Wenn ich deinen Orionnebel anschaue, scheint mir, dass hier nicht richtig fokussiert war und deshalb alles unscharf wirkt.

Ich selber habe keine Bahtinovmaske für mein Teleobjektiv, sondern stelle immer mit dem Life View bei maximaler Vergrößerung scharf, bis ich die meisten, auch feinsten Sternchen sehe. Das ging bisher immer ganz gut, wobei eine Maske sicher helfen könnte. Bei meinem RC stelle ich auf die Spikes der Fangspiegelhalterung scharf, also auch ohne Maske (da habe ich aber eine, finde sie aber unnötig).

Bei deiner Kamera hängt also die Sterngröße ab von:

Öffnungsverhältnis deines Objektivs (Öffnung, Blende)

Güte des Scharfstellens

ev. Koma (zum Bildrand hin)

Himmelsqualität (z.B. leichte Zirren, feuchte Luft usw., wenn sich also Höfe um die Sterne bilden)

Bildbearbeitung: die Scheibchen sind ja im Zentrum heller als am Rand zum 1. Minimum hin. Beim Strecken hellt man die schwächeren Randbereiche mit auf und die Sterne wirken größer als vor dem Strecken.

Ich würde bei deinem Foto primär auf den exakten Fokus tippen. Groß Sterne wirst du dennoch haben (siehe auch mein Foto oder andere von mir mit dem 200mm-Objektiv in meiner Galerie).

Liebe Grüße,

Christoph

Hallo Alexander,

ich liebe solche Low-Budget Experimente. Die Freude an der Astrofotografie korreliert nur selten mit der Größe der Geräte.

Zu deiner Sternabbildung: Die Kameras sind natürlich nicht für Astro optimiert. Besonders zum Rand hin habe alle verschiedene Fehler.

Bei dir erkennt man z.B., dass der Rotkanal einen roten Rand um die hellen Sterne macht. Im Roten hast du also einen anderen Fokus, als im Blauen oder Grünen. Am Rand hingegen hast du blaue Fähnchen um die Sterne, die radial in die Ecken streben, so etwas hat man auch bei einfachen Teleskopen.

Interessant für dich dürfte es sein, sich mal die einzelnen Farbkanäle anzuschauen.

Häufig wird die Abbildungsqualität besser, wenn man etwas abblendet. Auf den ersten Blick widersinnig, weil man will ja viel Licht auf den Chip bekommen, aber, da das Licht dann gebündelter auftrifft, werden die Sterne auch wieder heller, und vor allem auch kleiner. Ein Nebeneffekt ist dabei, dass die Sterne mehr oder weniger starke Strahlen bekommen, das wirkt z.T. auch wie optisch schärfer.

Viele Grüße

ralf

Zitat von AlexKA

Ich bin mir nicht sicher, aber ich meine das du da einen Dreher in der Formel hast, denn wenn
d = Beugungsscheibchendurchmesser
f = Brennweite und

D = Durchmesser Objektivöffnung
dann müsste doch f / D die Blendenzahl also der Kehrwert des Öffnungsverhältnisses sein, oder ?

Servus Alexander,

nein, die Formel ist richtig, der Dreher ist dass ich Blendenzahl statt Öffnungsverhältnis hätte schreiben müssen bzw. 1 durch Öffnungsverhältnis...

Zitat von AlexKA

Ich habe einfach mal mit dieser Formel nachgerechnet d = 1 µm * D / f und komme damit auf folgende Werte:

dein RC: d = 1 µm * 203/1624 ~ 0,125 µm
dein Tele: d = 1 µm * 71/200 ~ 0,355 µm

meine G15 bei "KB eq. 100mm" Brennweite:

d = 1 µm * 11/22 ~ 0,5 µm

Alles anzeigen

Die richtigen Werte sind:

mein RC: d = 1 µm * 1624/203 = 8 µm

Es wäre auch sehr ungünstig, wenn die Kamerapixel größer als das Beugungsscheibchen wären...

mein Tele: d = 2,8 µm

deine G15: d = 2,0 µm

Das klingt erstmal unlogisch, da die absoluten Durchmesser der Beugungsscheibchen also bei meinem RC am größten sind. Aber es kommt ja auch auf die Abstände der Beugungsscheibchen an, also auf die Vergrößerung. Haben die Sterne einen Scheibchendurchmesser von 2 µm, sind aber nur z. B. 4 µm voneinander entfernt, weil eben aufgrund der kleinen Brennweite die Abbildung klein ist, also mehr vom Himmel auf dem Chip abgebildet wird, dann berühren sie sich sogar und verschwimmen miteinander. Wenn aber bei meinem RC die Beugungsscheibchen 8 µm Durchmesser haben, dafür aber die gleichen Sterne auf dem Chip sagen wir mal 20 µm Abstand voneinander haben, dann kann ich viel mehr auflösen.

Man müsste also die Bilder auf den gleichgen Maßstab vergrößern und/oder verkleinern. Erst dann kann man die Beugungsscheibchen absolut miteinander vergleichen. Die erste Formel, die den Winkel angibt, unter dem das Beugungsscheibchen zu sehen ist, ist daher m.E. die leichter verständliche Formel. Sie hängt auch nur von der Öffnung ab. Nimmst du wieder al Beispiel die beiden Fotos von NGC 7789 und würdest das Foto des RC auf den gleichen Maßstab wie dem von meinem 200 mm Tele verkleinern, hätten sie den gleichen Maßstab. Die Sterne würden bei dem Verkleinern aber natürlich auch verkleinert werden, also deren Beugungsscheibchen. Die Absolutwerte kann man also nicht so ohne weiteres 1 : 1 miteinander vergleichen. Sie sind aber wichtig, um z. B. passend zum Kamerachip die richtige Optik zu haben oder umgekehrt, wenn du ein Teleskop hast, dazu die passende Kamera bzw. den passenden Chip zu wählen. Ich bin mit meinem 4µm-Vollformatchip um Faktor 2 unter der Größe des Beugungsscheibchens bei meinem Teleskop. Ein Vollformatchip mit kleineren Pixeln ergäbe also für mein RC keinen Sinn.

Die zweite Näherungsformel hingegen ist hilfreich, wenn ich wie bei einem Kameraobjektiv z. B. die Brennweite konstant lasse, aber die Öffnung verändere (z. B. über eine Blende).

Zitat von 03sec

Häufig wird die Abbildungsqualität besser, wenn man etwas abblendet. Auf den ersten Blick widersinnig, weil man will ja viel Licht auf den Chip bekommen, aber, da das Licht dann gebündelter auftrifft, werden die Sterne auch wieder heller, und vor allem auch kleiner. Ein Nebeneffekt ist dabei, dass die Sterne mehr oder weniger starke Strahlen bekommen, das wirkt z.T. auch wie optisch schärfer.

Servus Ralf,

das ist deshalb nicht widersinnig, weil man dadurch den Linsenrand wegnimmt, der die größten Fehler in Bezug auf Abbildungsfehler liefert. Würde eine "perfekte Linse" abblenden, würde man die Sternabbildungen vergrößern, da der Termn f / D bei kleinerem D größer wird. Daher blendet man nur soweit ab, bis die Abbildungsfehler, die das Sternabbild stärker verschmieren, als das Beugungsscheibchen groß wäre, weg sind. Blendet man zu sehr ab, werden die Sternabbildungen zu groß.

Die Strahlen, die durch Beugung an den Ecken der nicht runden Blende entstehen, würden mich eher stören, jedenfalls bei hellen Sternen. Das fände ich nerviger als die vier Spikes, die z. B. eine Fangspinne erzeugt. Es gibt aber kreisrunde Blenden, die man vor das Objektiv anbringen kann, um Teleobjektive sauber und ohne Strahlen zu bilden, abzublenden. Ob es das für die G15 gibt, weiß ich aber nicht. Ich habe schon überlegt, ob ich mir sowas mal für mein 200er Tele anschaffen soll.

Zitat von 03sec

Zu deiner Sternabbildung: Die Kameras sind natürlich nicht für Astro optimiert. Besonders zum Rand hin habe alle verschiedene Fehler.

Bei dir erkennt man z.B., dass der Rotkanal einen roten Rand um die hellen Sterne macht. Im Roten hast du also einen anderen Fokus, als im Blauen oder Grünen. Am Rand hingegen hast du blaue Fähnchen um die Sterne, die radial in die Ecken streben, so etwas hat man auch bei einfachen Teleskopen.

Die Farbkanäle einzeln anzusehen ist eine gute Idee. Und ja, wenn man etwas abblendet, dann müssten diese Bildfehler weniger stark ausfallen.

Zitat von 03sec

ich liebe solche Low-Budget Experimente. Die Freude an der Astrofotografie korreliert nur selten mit der Größe der Geräte.

Da gebe ich dir sowas von recht. Und die Freude ist das allerwichtigste.

Liebe Grüße,

Christoph

Servus Alexander

Zitat von AlexKA

1.) Je größer die Blendenzahl desto größer wird also das Beugungsscheibchen ?
2.) Bei gleichem Sensor und einer größeren Brennweite (größere Blendenzahl bei gleicher Öffnung) bekommt man somit weniger Details bei höherer Vergrößerung ?

Die Öffnung ist für die Auflösung verantwortlich. Nimm nochmal die erste Formel:

Der Winkel, der aufgelöst werden kann (Größe des Beugungsscheibchen als Winkel verstanden) ist so klein, dass man den Sinus durch Kleinwinkelnäherung weglassen kann. Also gilt:

[ins (alpha) =] alpha = 1,22 * Lamda / D

Lamda ist die Lichtwellenlänge (nehmen wir mal "gelb") und D ist die einzige Variable. Betrachtet man die Winkel, dann ist der Maßstab auf dem Chip egal (ob er weiter vorne liegt und alles kleiner ist oder er weiter hinten liegt und alles größer erscheint, vereinfacht gesagt).

Je größer die Öffnung, umso kleinere Winkel können aufgelöst werden. Sterne, die nur wenige Bogensekunden Abstand haben können mit einer sehr kleinen Linse nicht getrennt dargestellt werden, weil ihre Scheibchen dann verschmelzen würden, da sie zu nah beieinander liegen würden.

Größere Brennweite bedeutet größeres Beugungsscheibchen, aber auch vergrößerte Abbildung. Das hebt sich also auf. Dass man also bei gleicher Öffnung mit größerer Brennweite weniger Details auflöst, stimmt nicht.

Zitat von AlexKA

Dein Sensor ist 24x36mm groß und dein RC hat eine Blendenzahl von 8.
Mein G15 Sensor ist 5,7x7,6mm groß bei einer Blendenzahl von 2.
Die Chipgröße ist um Faktor 4,4 kleiner aber der die Blendenzahl und damit die Größe des Beugungsscheibchens ist auch um Faktor 4 kleiner.

Ich müsste mal ausmessen (lassen), wie viele Bogenminuten das Bild auf meinem Chip groß ist. Ich denke, dass es ca. 60 Bogenminuten sind. Wie groß ist der Bildausschnitt des Himmels auf deinem Chip? Um wieviel müsste ich also mein Bild vom RC verkleinern, bis es den gleichen Maßstab wie das Bild auf deinem Chip hat? Dadurch werden auch die Beugungsscheibchen mit verkleinert und erscheinen dann im gleichen Maßstab kleiner als die auf deinem Bild / Chip.

Mal konkret: du hast 22 mm Öffnung, ich habe 203 mm Öffnung.

RC: alpha = 1,22 * Lamda / 203 mm

G15: beta = 1,22 * Lamda / 22 mm

alpha / beta = 22 mm / 203 mm = 1/10 (gerundet)

Ich habe also mit dem RC eine 10mal höhere Winkelauflösung. Die Mittelpunkte zweier Sterne sind auf dem Chip also 10 mal weiter voneinander entfernt als bei deiner G15. Du müsstest also um den faktor 10 nachvergrößern, um den gleichen Abbildungsmaßstab zu erreichen. Dabei würden deine Sterne statt minimal 2 µm nun 20 µm Durchmesser haben, meine immer noch 8 µm. Ist also "nur" etwas mehr als doppelt so groß. Klingt nach wenig.

Aber: helle Sterne (die man meist anschaut) sind stärker ausbelichtet. Ihr Lichtfleck auf dem Chip ist größer als das Beugungsscheibchen (v.a. nach dem Stacken). Du müsstest die schwächsten Sternabbildungen vergleichen, die nur wenige Pixel (bei dir je ein Pixel) belichtet haben. Wenn du auf die beiden Fotos vom RC und meinem 200 mm Tele schaust, sind die feinsten Sterne nicht sooo unterschiedlich klein.

Mein RC hat eine Auflösung von 0,57 Bogensekunden (laut Katalog). Schaue ich mir aber Fotos heller Sterne an, dann sind die Sterne viel größer. Beispiel hier:

Sirius B ist 10,7 Bogensekunden von Sirius A entfernt. Sirius A ist hier also auf dem Foto ca. 7 bis 8 Bogensekunden im Radius, also im Durchmesser um die 14 bis 16 Bogensekunden groß. Es ist ein Einzelbild, das nur 2 Sekunden belichtet wurde. Es wurde nicht gestackt. Du siehst also, wie groß hier Sirius A erscheint, sicher größer als 0,57", eher 30x so groß wie das Beugungsscheibchen wäre. Sirius B hingegen ist sehr klein (passt).

Das Seeing wird die Scheibchen eh immer vergrößern, sodass ich fotografisch die 0,57" sicherlich auch bei nicht überbelichteten Sternen ausreizen kann. Bei deiner Kamera kommt das eben auch dazu. Man muss also die schwächsten Sterne vergleichen, nicht die hellsten. Und wenn du 2 µm Pixel hast, dann wird ein 2 µm großes Scheibchen bei längerem Belichten auch die Nachbarpixel mit belichten (das Scheibchen wird grlößer, dann kleiner, es wird oval verzogen, es "pumpt" usw.". Aus den 2 µm bei dir werden also schnell 4 µm. Aus meinen 8 µm werden dadurch eher "nur" 12 µm, wenn die Nachbarpixel betroffen sind. Bei dir sofort Vergrößerung um Faktor 2, bei mir nur um 1,5.

Es kommen also weitere Effekte dazu, die die Sterne größer erscheien lassen. Wie schnell die sich auswirken, hat wieder mit der Pixelgröße zu tun, weshalb man kleinere Pixel als theoretisch nötig haben sollte.

Zitat von AlexKA

Bei der G15 haben wir eine Pixelgröße von 1,9 µm, bei einem Beugungsscheibchen von 2 µm.

4.) Somit ist die Pixelgrößen zu groß um alle Details auflösen zu können ?
5.) Wenn die G15 eine Pixelgröße von 1 µm hätte, müsste es aber genau so sein wie bei der RC-Kombi ?

Zu 4.) Siehe oben (habe es erst erklärt, bevor ich die Frage hier zitiert habe). Es ist besser, wenn man kleinere Pixel hat, als nötig wären, um das Signal abzubilden, damit keine quadratischen Sterne entstehen (wenn ein Pixel ein Scheibchen darstellen würde). Insofern sind die Pixel der G15 zu groß für ihr Objektiv, wenn man mit ihr Astrofotos machen will.

Zu 5.) Nein, kann ich mir nicht vorstellen. Wie gesagt: die Winkelauflösung ist von der Öffnung abhängig. Wenn zwei Sterne mit je 2 µm großen Scheibchen auf deinem Chip nur 0,5 µm Abstand haben, weil eben ein viel größerer Ausschnitt auf kleinere Fläche abgebildet wird, bei meinem RC aber z. B. 4 µm Abstand hätten (nur als Hausnummer gesagt), dann wären auf meinem Chip zwei Sterne mit klarem Abstand abgebildet, auf deinem Chip nicht. Verkleinere ich nun mein Bild auf den Maßstab deines Chips, sind wiederum die Sterne kleiner, da auch verkleinert im gleichen Maßstab und bleiben getrennt. Oder wenn man dein Foto auf den Maßstab meines hochvergrößert, werden die Scheibchen wiederum größer. Du hast mit deiner kleinen Öffnung eben eine kleine Winkelauflösung.

Ich habe einen 8-Zöller f/8, andere f/4. Letzterer hat eine kleinere Brennweite, daher passt mehr Himmel (größerer Winkel) auf den Chip. Die Beugungsscheibchen sind auch kleiner (im gleichen Maßstab), die Auflösung aber nicht, die ist bei beiden gleich. Hat der f/4-8-Zöller nun einen Kamerachip, der halb so große Pixel als meine Kamera hat, dann kann man das Foto des f/4-8-Zöllers nachträglich auf 200% vergrößern. Dann sind die halb so großen Beugungsscheibchen wieder genauso groß wie bei meinem Foto.

Man kann also mit 800 mm Brennweite bei gleicher Öffnung die gleichen Details auflösen, wie mit 1600 mm Brennweite, wenn der Chip entsprechend kleine Pixel hat. Das ist hier immer wieder mal Thema bei den Fotos, wenn Bilder mit 800 mm Brennweite mit denen von 1600 mm Brennweite verglichen werden. Manche meinen, die Brennweite sei entscheidend und man könne kleine Objekte nicht mit zu kleiner Brennweite auflösen. Bei gleicher Öffnung stimmt das aber eben nicht. Die Winkelauflösung ist durch die Öffnung definiert, die reale Größe auf dem Chip von beidem, Öffnung und Brennweite. Das ist aber nur der Abbildungsmaßstab.

Mein 8-Zöller schlägt deine kleine Optik in Sachen Auflösung also sehr deutlich. Wenn du nachträglich einen Ausschnitt hochvergrößerst, sind deine Sterne dann viel größer als auf meinen Bildern, auch wenn sie real auf deinem Chip im Durchmesser kleiner sind. Sie liegen nur viel viel enger beinander, was zur geringeren Auflösung führt.

Zitat von AlexKA

6.) Wenn Ich auf Blende 4 gehen, erzeuge ich zwar ein Beugungsscheibchen von 4 µm, sollte aber keinen Unterschied im Bild erkennen können da die Pixelgröße der G15 eh zu groß ist ?

Blende 4 müsste passen. Dann hast du doppelt so große Scheibchen wie Pixel. Das wird dir im Foto nicht auffallen (nur können sehr feine Sternchen nicht plötzlich quadratisch werden – das hat man hier im Forum auch ein paar mal sehen können, wie das aussieht). Du verringerst so also Abbildungsfehler, verlierst aber nicht sehr an Auflösung, weil deine Pixel eh relativ zu den Beugungsscheibchen zu groß waren (bei Offenblende).

Zitat von AlexKA

7.) Und genau deswegen werden meine Sterne etwas größer sein als mit deiner RC-Kombi ?

Auf deinem Chip sogar immer noch kleiner als auf meinem Chip. Die Absolutgröße ist aber eben nur in Bezug auf die Auswahl der passenden Pixelgröße des Sensors wichtig. Die Winkelauflösung ist beim RC immer noch um Faktor 10 besser.

Zitat von AlexKA

Eine größere Blende probiere ich garantiert aus !
Wahrscheinlich werde ich mir eine Serie anlegen müssen mit Blende 2,8 , 3,6 und 4.0, um zu sehen bis zu welchem Punkt es eine Verbesserung bei den Farbfehlern geben wird.

Eine Blende vorne an die G15 montieren könnte gehen, wenn es eine Blende mit einem 58mm Gewinde gibt.

Da bin ich gespannt. Eine Serie schadet nie, um die Optik auszutesten. Mach sie aber direkt nacheinander, damit sie alle bei ungefähr gleichem Himmel aufgenommen werden und vergleichbar bleiben. Der Nachteil werden die sechs (oder mehr) Spikes sein, die die Blende bildet.

So, ich hoffe, ich habe beim Runterschreiben nicht irgendwas falsch strukturiert oder war zu verwirrend. Daher nur nochmal die beiden wichtigsten Dinge zusammengefasst:

Die (Winkel-)Auflösung (Details) hängt mit der Öffnung zusammen. Je größer die Öffnung, umso besser die Detailauflösung.

Die reale Größe der Scheibchen auf dem Chip hängt aber von der Blendenzahl ab. Sie ist nur wichtig, um die passende Pixelgröße des Chips zu wählen.

Liebe Grüße,

Christoph

Da sich die Diskussion in Richtung Fototechnik und weniger um ein spezielles Deep Sky Objekt als solches gestaltet, habe ich den Thread wieder in das Technikforum Astrofotografie geschoben und den Betreff etwas präzisiert.

Zum Thema:

Es ist sicher interessant und lehrreich, sich mit den Zusammenhängen zu Beugungsscheibchen, Pixelgröße und Öffnungsverhältnis zu befassen, ich finde jedoch, dass es nicht den Kern dieses Themas trifft. Es ist zwar bereits angeklungen, geht mir jedoch in all der Rechnerei etwas unter, daher noch mal mit meinen Worten:

Normale Fotoobjektive sind nicht scharf genug, um bei großen Öffnungsverhältnissen(*) beugungsbegrenzt abbilden zu können. Das gilt sowohl für die Canon Festbrennweite 200 mm f/2,8 von Christoph und erst recht für ein fest verbautes kleines Zoomobjektiv in deiner Systemkamera.

Was du als "aufgeblähte Sterne" siehst, ist einfach der sog. "Spotdurchmesser", das ist vereinfacht gesagt der Fleck auf der Chipfläche, auf dem eine punktförmige Lichtquelle (= Stern) abgebildet wird. Dieser Spotdurchmesser ist bei Fotoobjektiven bei z.B. f/2 oder auch f/4 weit größer als das Beugungsscheibchen. Die Fotoobjektive schaffen es einfach nicht, alles Licht in das winzige Beugungsscheibchen zu fokusieren, schon gar nicht für alle Farben gleichzeitig. Gelingt es für den Hauptteil des Lichtspektrums einigermaßen gut, bleiben oft immer noch blaue oder rote säume übrig, so wie auf deinen beiden Bildern oben. Das nennt sich chromatische Aberration (CA). Auch für richtig gute Festbrennweitenobjektive wie Christophs Canon 200 mm f/2,8, mein Canon 100 mm f/2,8 oder das in Astrokreisen sehr beliebte Samyang 135 mm f/1,8, mit dem z.B. 03sec-Ralf so fantastische Weitfeldaufnehmen macht, schaffen keine beugungsbegrenzte Abbildung. Die Auflösung wird somit in der Praxis bei kleinen Brennweiten bis ca. 300 mm und lichtstarker Optik durch die Güte der Optik und nicht die die Beugungsphysik als solche limitiert.

Bei Teleskopen für die Astronomie ist es wieder etwas anders, gute Teleskope bilden beugungsbegrenzt ab. Diese in der Regel größeren Optiken haben eine so hohe Auflösung, dass die atmosphärischen Störungen immer mehr überwiegen. Wir nennen das "Seeing" und sprechen vom Seeingscheibchen bei Langzeitbelichtung. Je länger die Brennweite und je dicker die Optik, um so mehr ist das System seeingbegrenzt. Das heißt, die Optik könnte schärfer abbilden, das Seing erzeugt jedoch dickere Sterne und begrenzt die Auflösung. "Langzeitbelichtung" fängt in diesem Fall bei spätestens 2 Sekunden Belichtungszeit an, das ist bereits so lang, dass die turbulente Atmosphäre das schön kleine Beugungsscheibchen auf ein viel größeres Seeingscheibchen verschmiert. Einige "Kurzzeitbelichter" versuchen mit möglichst kurzen Belichtungszeiten das Seeing einzufrieren und damit schärfere Fotos zu erreichen... sie versuchen es nicht nur, sie schaffen das sehr erfolgreich.

Ich finde deine beiden Bilder ansprechend und die Sterne für eine Systemkamera scharf genug und nicht übermäßig aufgebläht, das spricht für ein recht gutes Objektiv. Damit kann man sehr schöne Übersichtsaufnahmen machen, wie du ja hier schon zeigst. Ich würde mich über weitere solcher Bilder von dir freuen. Der Winterhimmel bietet gute Motive dafür. Ich mache gerne solche Stimmungsbilder mit Vordergrund ohne Nachführung und stacke sie mit Sequator im "freeze ground" Modus, damit Sterne und Vordergrund gleichzeitig scharf blieben.

p.s. (*):

Großes Öffnungsverhältnis heißt große Öffnung D im Verhältnis zur Brennweite f, zum Beispiel Öffnung D= 71 mm bei Brennweite f = 200 mm ergibt D:f = 71:200 = 1:2,8, wir schreiben salopp f/2,8.

Kleines Öffnungsverhältnis heißt kleine Öffnung D im Verhältnis zur Brennweite f, zum Beispiel 100 mm Öffnung bei 1.500 mm Brennweite ergibt D:f = 1:15, wir schreiben salopp f/15.