Mit CCD- oder DSLR die Himmelsqualität messen

  • Hallo Sterngugger,


    da immer wieder die Frage auftaucht, wie man eine DSLR zur Beurteilung
    der Helligkeit des Nachthimmels benutzen kann,
    habe ich mal eine Prozedur erdacht, wie eine Kamera, egal, ob CCD,
    oder DSLR für diese Messaufgabe kalibriert werden kann.


    Der Artikel ist hier nachzulesen.


    Gruß,
    Thomas

  • Hallo Thomas,


    die Idee zur Bestimmung der Himmelsqualität mit einem Fotoapparat ist schon gut, so was hatte ich mir auch schon mal überlegt.


    Hast du die so ermittelten Werte mal mit einem SQM verglichen oder dies mit einem anderen Stern kalibriert?


    Den Artikel hab ich mir mal durchgelesen und da hab ich doch noch die ein oder andere Frage zu.


    Du schreibst von "Flächenhelligkeit des Stern". Sterne sind ja Punktlichtquellen, da kommt ja keine Fläche zu stande. Eigentlich projezierst du den Lichtstrom durch die Defokussierung auf eine Fläche. Dabei kann man aber - denk ich - dann wiederum nicht die Fläche direkt so berechnen, wie du es gemacht hast, oder? (also das Alpha = pix/f*206265) Das gilt doch im Fokus und nicht bei einer Defokussierung, sonst könntest du ja durch Defokussierung z.B. den Mond fast beliebig groß rechnen.


    Da aber mit der so bestimmten Fläche(nfaktor) selbst gerechnet wird, kürzen sich diese Flächen-Werte wohl wieder raus, wodurch die Flächenbestimmung über Pixelflächen eigentlich überflüssig sein sollte.


    Du schreibst "...in allen 4 Fällen war der Hintergrund heller als das Sternscheibchen...". Das leuchtet mit im Moment nicht ganz ein.


    Nun ist aber auch schon spät und ich werd mir das bei Tageslicht nochmal genauer anschauen. Vielleicht macht's dann klick bei mir und ich versteh dann das ein oder andere richtig.


    Gruß aus der Pfalz

  • Hallo Thomas,


    über "...in allen 4 Fällen war der Hintergrund heller als das Sternscheibchen..." bin ich auch zuerst gestolpert. Aber das ist doch wahrscheinlich so gemeint, dass sich die Hintergrundhelligkeit zu der Sternhelligkeit des Scheibchens dazuaddiert? Dann würde es ja wieder "logisch".


    Und ich habe da auch noch eine Frage: Läßt sich die von Dir beschriebene Zerlegung in die einzelnen Elemente der Bayer Matrix auch mit einem anderem Programm machen? Denn irgendwie komme ich mit Iris überhaupt nicht zurecht. In Fitswork kann man ja die Statistikwerte jedes RGB-Kanals auch einzeln auslesen. Ist damit das gleiche gemeint?


    Gruß,
    Daniel

  • Hallo Joern,


    Quote
    Hast du die so ermittelten Werte mal mit einem SQM verglichen

    nein, ich habe keins, deswegen ja der Aufruf an die SQM Besitzer.


    Quote
    oder dies mit einem anderen Stern kalibriert?

    wird bei nächster Gelegenheit gemacht...


    Quote
    (also das Alpha = pix/f*206265) Das gilt doch im Fokus und nicht bei einer Defokussierung,

    ja, da bin ich auch noch am überlegen.
    Auf jeden Fall ist der Fehler der dadurch evtl. gemacht wird sehr klein.
    In meinem Fall betrug die Defokussierung ~5mm,
    also ein Fehler in der Brennweite von nicht mal 2%.
    Und wer kennt schon die Brennweite von seinem Instrument so genau?



    Quote
    noch eine Frage: Vmag(Alpha Coma Berenice) = 4,32? Tippfehler?

    komisch, CdC sagt 5,22??!


    Hi Daniel:

    Quote
    dass sich die Hintergrundhelligkeit zu der Sternhelligkeit des Scheibchens dazuaddiert?

    Richtig...


    Quote
    Läßt sich die von Dir beschriebene Zerlegung in die einzelnen Elemente der Bayer Matrix auch mit einem anderem Programm machen?

    Mit MaximDL geht das bestimmt, aber obs ein anderes Freeware-Programm gibt???


    Gruß,
    Thomas

  • Hallo Thomas,


    die Helligkeit von Alpha Coma Berenice von 4,32 hab ich aus dem Internet, kannst ja mal gegen die Daten in der Software prüfen und selbst im Internet stöbern.


    Quote
    Auf jeden Fall ist der Fehler der dadurch evtl. gemacht wird sehr klein.
    In meinem Fall betrug die Defokussierung ~5mm,
    also ein Fehler in der Brennweite von nicht mal 2%.
    Und wer kennt schon die Brennweite von seinem Instrument so genau?

    Nun, so war das nicht gemeint. Die genaue Brennweite von 300mm ist da eigentlich nicht so wichtig, die kann wohl ein biss'l abweichen. Wichtig ist aber, das du die Brennebene so exakt wie möglich triffst, sonst wird der Fehler viel größer. Also die Abweichung von der Brennebene sind ja 5mm und nicht die Abweichung der Brennweite.


    Der Stern müsste im Fokus "normalerweise" auf exakt einem Pixel Platz finden, da er eine Punktlichtquelle ist. Er ist aber auf einem Kreis mit Radius 197 Pixeln abgebildet. Und das ist doch eine erhebliche Abweichung.


    Betrachten kann man auch den Strahlenkegel, der im Focus auf einige ym zusammenläuft. Bei 300mm Brennweite und f/3,5 mit 5mm Fokusverschiebung wird der eigentliche "ym-große Punkt" des Sterns:
    Öffnung: 300mm / 3,5 ~ 85mm
    defokussierter Punkt: 85mm / 300mm * 5mm = 1,4mm (also einfacher Dreisatz im Kegel/Strahlengang)


    Deswegen war ich der Meinung, das man die Fläche nicht so berechnen kann.


    Unabhängig davon hab ich gestern mit einem Bekannten gesprochen, der sowohl eine DSLR als auch ein SQM-L hat. Er will einige Testaufnahmen machen und mir dann mal zur Verfügung stellen. Ich würde damit gerne mal die Werte nach deiner Methode als auch nach "eigener Vorstellung" bestimmen.


    Wenn du willst, halt ich dich dann auf dem laufenden. Kann aber schon ein Weil'chen dauern, ist ja Vollmondzeit und da geht keiner raus...


    Gruß aus der Pfalz

  • Hi Joern,


    Quote
    Der Stern müsste im Fokus "normalerweise" auf exakt einem Pixel Platz finden, da er eine Punktlichtquelle ist. Er ist aber auf einem Kreis mit Radius 197 Pixeln abgebildet.

    Das ist ja gerade der Trick dabei.
    Ich habe ja dann eine bekannte Quelle mit bekannter Helligkeit.
    Und durch die Defokussierung eine bekannte Fläche,
    und damit auch eine bekannte Flächenhelligkeit.
    Und es interessiert nicht, wie groß diese in m^2 auf dem Chip ist,
    sondern, wie groß diese in Quadratbogensekunden an den Himmel projeziert wäre.


    Thomas

  • Quote
    <i>Original erstellt von: JoernLenhardt</i>
    <br />Hallo Thomas,


    die Helligkeit von Alpha Coma Berenice von 4,32 hab ich aus dem Internet, kannst ja mal gegen die Daten in der Software prüfen und selbst im Internet stöbern.


    SIMBAD spuckt folgende Helligkeiten aus:
    B 4.77mag
    <font color="limegreen">V 4.32mag</font id="limegreen">
    R 4.1mag
    I 3.9mag
    J 3.40mag
    H 3.27mag
    K 3.11mag


    Zudem ist es ein variabler Stern, eventuell nicht so günstig für die Erstkalibrierung:
    Vmax: 4.29mag
    Vmin: 4.35mag


    Das Astroprogramm The Sky (Hipparcos Catalog) gibt die Helligkeit mit 4.32mag an (wie oben die V-Helligkeit. Erwähnt aber nichts von der Variabilität. Ich glaube da muss man echt ein bischen aufpassen, nicht das das die Kalibration versaut und später Folgefehler verursacht.


    Gruß,
    Daniel

  • Hi Leute,


    danke für die Hinweise, der Brightstar-Katalog in CdC scheint da nicht so genau zu sein.
    Der Tycho2-Katalog sagt mvis=4,39.
    Also war der Himmel um fast eine Größenklasse heller.
    Das passt auch besser, da z.Z. der Aufnahme noch der Mond am Himmel stand (42%),
    wenn auch recht horizontnah.


    Allerdings ging es mir auch hauptsächlich darum, diese Methode zu präsentieren.


    Für die eigentliche Kalibrierung kam noch der Hinweis (von Mischa Schirmer auf A.de),
    dass man einen möglichst klaren Himmel haben sollte,
    um eine Extinktion auszuschliessen, die die Messung verfälschen würden.


    Gruß,
    Thomas

  • Hi Leute,
    in einer der letzten interstellarums war auch eine Formel dazu abgedruckt. Die Methode war im wesentlichen:
    Mach ein Foto von definierter Belichtungszeit bei definierter Filmempfindlichket und ermittle aus dem Histogramm den Helligkeits-Schwerpunkt (ich habe dafür einfach den Median genommen). Den Logarithmus des mittleren Belichtungswerts addierst Du zu einer Konstanten, die von Empfindlichkeit, Blende/Öffnungszahl und Belichtungszeit abhängt und Du hast die Helligkeit des geknipsten Himmelsausschnitts in mag/"².
    Das Beispiel in der is war 30s bei ISO1600 und F/4, wenn ich mich recht erinnere.
    CS, Holger

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