Hallo Tino,
interessante Simulation! Bei dem Vergleich 200 mm Apertur f/4 vs. 100 mm Apertur f/2 hast Du ja anders als im oberen Beispiel eine kleine Struktur mit 10 Bogensekunden Ausdehnung angenommen.
Was kommt heraus, wenn man die 1' x 1.5' Galaxie annimmt?
Was weiter oben ja schon diskutiert wurde, wie sieht es aus bei gleicher Apertur und unterschiedlichen f-Zahlen, also z.B. 100 mm Apertur f/2 vs. 100 mm Apertur f/4 für die 10" Struktur und die 1' x 1.5' Galaxie?
Clear skies
Robin
Hallo zusammen,
Jetzt erhöhe ich in dem Gedankenexperiment die Belichtungszeit, bis der 16-Zöller gerade genug Photonen sammelt, um ein Signal zu geben, den Stern als kleinen Punkt bzw. minimale Fläche über dem Rauschen anzuzeigen. Der Vierzöller hat da dann immer noch zu wenig Signal. Ihm fehlt es einfach an Öffnung.
das gilt ja für den Fall, dass erst so wenige Photonen am Sensor angekommen sind, dass es kein erkennbares Abbild des flächigen Objekts gibt, sondern hauptsächlich Rauschen ohne erkennbares Objekt. Sobald es hinreichend viele Photonen sind, macht sich der Effekt bemerkbar, dass sich die Photonen im kürzerbrennweitigen Teleskop auf die Fläche eines kleineren Bildkreises verteilen.
Nun sehen wir auf Ralfs Foto in Beitrag 130 im Vergleich 25 mm f/5.6 vs. 135 mm f/5.6, dass diese schmalen länglichen Strukturen unterhalb des hellen Flecks, die so aussehen wie Gravitationslinsenbögen, tatsächlich auf dem 135 mm Foto heller aussehen. Diese sind ja sehr schmal. Greift hier nicht einfach der Effekt, dass diese Strukturen in einer Richtung nicht breiter abgebildet werden als Sterne und sich dadurch wie stellare Objekte verhalten?
Das könnte erklären, warum strukturierte flächige Objekte mit größerer Öffnung bei gleicher Blendenzahl deutlicher erscheinen.
Für größere flächige Objekte müsste man die Pixelhelligkeitswerte im Randbereich des hellen nebligen Flecks vergleichen. Ich kann es nicht wirklich erkennen.
Verhält es sich also bei länglichen schmalen Objekten (z.B. schmale Filamente in Supernovaüberresten) anders als bei flächigen homogenen Objekten (Strömgren-Sphären wie die Sh2-257 Gruppe, Staubschweife von Kometen)?
Clear skies
Robin
Hallo zusammen,
zu dem Aspekt, dass sich das alles im Grenzfall weniger Photonen anders verhält als im Grenzfall vieler Photonen: Wenn nur sehr wenige Photonen ankommen, sind die tatsächlich erstmal ziemlich "unstrukturiert" auf dem Bildsensor verteilt. Dann hat man ja auch ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis.
Aber sobald man schon wenigstens in groben Zügen die Struktur des abzubildenden Objekts auf dem Bild erkennen kann, dann greift ja schon der Effekt, dass bei gleicher Öffnung und größere Brennweite die Photonen auf dem Bildkreis größeren Durchmessers verteilt werden.
Clear skies
Robin
Hallo zusammen,
würde hier gerne wieder mehr Sachlichkeit einkehren lassen. Auf die Gefahr hin, dass ich in dem langen Thread irgendetwas übersehen habe: Diejenigen, die sagen, dass die Öffnung mehr Einfluss auf die Flächenhelligkeit flächiger Objekte auf den Fotos habe als das Verhältnis zwischen Brennweite und Öffnung, mit welchem physikalischem Effekt begründet ihr das?
Irgendwo weiter oben wurde das hier formuliert:
"Da beim Teleskop die Öffnung die absolute Photonen Zahl bestimmt und die Brennweite die Fläche auf welche diese Photonen dann wieder bei einem flächigen Objekt verteilt werden bestimmt das Verhältnis von Öffnung zur Brennweite also das Öffnungsverhältnis die Anzahl der Photonen / Flächeneinheit.
Und das ist nichts Anderes wie die Flächenhelligkeit."
Angenommen, die Öffnung hätte bei der abgebildeten Flächenhelligkeit einen größeren Einfluss als das Öffnungsverhältnis, dann muss es einen physikalischen Grund dafür geben, der das oben genannte Verteilen auf größere Fläche (größeren Bildkreis) überwiegt. Welcher Effekt soll das eurer Ansicht sein?
Clear skies
Robin
Hallo Christoph,
Dein Foto von M22 mitt 200 mm f/2.8 Objektiv hat mich noch auf einen weiteren Gedanken gebracht: Die große Öffnung im Vergleich zur Brennweite (also "schnelles" Öffnungsverhältnis) führt dazu, dass viele schwache Sterne auf kleinen Raum gequetscht sind. Den Effekt kenne ich auch, habe dieses Objektiv ja auch.
Das dürfte sich negativ auf die Grenzgröße auswirken in den Bildbereichen, wo mehrere Sterne auf das gleiche Pixel abgebildet werden. Das hängt ja dann wieder mit dem Sampling zusammen.
Leider habe ich nie das gleiche Motiv unter gleichen Bedingungen mit 200 mm f/2.8 und 400 mm f/5.6 gleich lang fotografiert. Der Grenzgrößenvergleich wäre da auch interessant.
Clear skies
Robin
Hallo zusammen,
spannend, dass bei so einem vermeintlich einfachen Thema so kontrovers diskutiert wird! Oder die Leute denken irgendwie aneinander vorbei.
Ich versuche es mal mit einem Zahlenbeispiel.
Ich habe ein 200 mm Brennweite f/2.8 Objektiv und ein 400 mm Brennweite f/5.6 Objektiv. Beide Objektive haben die gleiche Öffnung, nämlich 71 mm. Daher fließt bei sonst gleichen Bedingungen pro Zeiteinheit die gleiche Anzahl an Photonen durch die Öffnung. Aber das 200 mm Objektiv bildet diese Photonen auf der Sensorebene auf einen Bildkreis mit halb so großem Durchmesser ab wie das 400 mm Objektiv. Dementsprechend werden alle flächigen Objekte mit dem 200 mm Objektiv mit halb so großem Durchmesser auf dem Bildsensor abgebildet.
Nehmen wir nun ein flächiges Deep-Sky Objekt gegebener scheinbarer Winkelgröße am Himmel. Von diesem ausgehend fließt dann pro Zeiteinheit die gleiche Anzahl an Photonen durch die Öffnungen dieser beiden Objektive. Mit dem 200 mm Objektiv wird es mit halb so großem Durchmesser, also viertel so großer Fläche, auf dem Bildsensor abgebildet. Bei gleicher Pixelgröße ergibt sich, dass auf ein Pixel mit dem 200 f/2.8 mm Objektiv 4x so viele Photonen pro Zeiteinheit ankommen wie mit dem 400 mm f/5.6 Objektiv. Daher kommt man mit dem 200 mm f/2.8 Objektiv beim Abbilden eines solchen flächigen Objekts höher über das Rauschlevel als mit dem 400 mm f/5.6 Objektiv.
Clear skies
Robin
