Planeten-Aufnahmen
mit Methanbandfilter
von
Silvia Kowollik

letzte Änderung:
27.04.2008

Diese Seite dokumentiert schrittweise meinen Versuch, die Uranusringe mit Hilfe eines Methanbandfilters als Amateur vom Erdboden aus nachzuweisen.

Theoretische Vorüberlegungen:

Zuerst suchte ich im Internet nach Bildern, die den Uranus mit seinen Ringen zeigen. Nur bei den Profis wurde ich fündig. Entweder mit dem Hubble-Space-Teleskop oder von Hawaii aus mit dem Keck II Teleskop.

 

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/solar-system/uranus/1997/36/results/100/
 

Aufnahmen der Uranusringe mit dem Keck II Teleskop im Infraroten

Von Erich Karkoschka erhielt ich eine lange Liste mit den Helligkeiten des Uranus in Abhängigkeit von der Wellenlänge in Schritten von 0,4 nm. Daraus erstellte ich diese Graphik. Eventuelle Fehler in dieser Graphik gehen zu meinen Lasten!

Nachdem ich sämtliche Literatur zu den Bildern aus dem englischen ins deutsche übersetzt und mich längere Zeit mit der Graphik beschäftigt hatte, wurde mir klar, daß ich am ehesten mit einem Methanbandfilter bei 890 nm mein Glück versuchen sollte. Dieser Filter dämpft das Licht der Planetenatmosphäre auf Grund des Reflexionsminimums des Sonnenlichtes durch den Methananteil in der Atmosphäre und läßt die Ringe (die kein Methan enthalten) heller erscheinen.

Technische Voraussetzung:

Die japanische Firma Asahi Spektra bietet einen derartigen Filter mit einer FWHM = 12 nm an. Auf eine Nachfrage bei Asahi Spektra wurde mir die Firma Optoprim in Deutschland als Vertriebspartner genannt. Der Kontakt mit Optoprim erfolgte ebenfalls per email und gestaltete sich sehr erfreulich. Nach 6 Wochen Lieferzeit hatte ich einen ungefaßten Filter mit 25 mm Durchmesser in Händen. Gerd Neumann plazierte mir den Filter in eine normale 1 1/4" Schraubfassung, so daß ich ihn wie meine anderen Filter problemlos in meinem Filterschieber verwenden konnte.
 

  Durchlaßbereich des Filters

Beobachtungsplanung:

Zur Zeit steht Uranus am Taghimmel, mit meinem 8" Newton auf dem Balkon finde ich ihn leider nicht, da er am Taghimmel im Sucher nicht genügend Kontrast zum blauen Himmel besitzt.

Um die Theorie der Atmosphärenabdunkelung zu überprüfen, wurde ersatzweise Saturn vom Balkon aus mit dem Methanbandfilter fotografiert.

Uranus wird vom Balkon aus erst ab September 2008 möglich sein.
 

Programme zur Aufnahme der Bilder:

Die Kamerasignale können mit dem Originalprogramm der Kamera "IC Capture", mit "Giotto", mit "VirtualDub" sowie mit  "K3CCD-Tools" aufgenommen werden.
 

Belichtungszeit mit Methanbandfilter:

Am 24.04.08 hatte ich erstmals einen klaren Abend und konnte Belichtungsversuche mit dem Filter durchführen. Auf dem Livebild sollte nur der hellste Bereich des Objektes (die Ringe) zu sehen sein, nach dem Mitteln konnte ich den Kontrast bei jeder Sequenz erhöhen und so auch vorher unsichtbare Details hervor zaubern...

1. Versuch mit Saturn bei 1 Meter Brennweite:

Rohbilder (Ausschnitt):
 
1/15 Sekunde   1/8 Sekunde   1/4 Sekunde   1/2 Sekunde   1 Sekunde  
         

 

Bildbearbeitung:

Bei 1 Meter Brennweite ist Saturn winzig klein, daher habe ich beim Mitteln der jeweils 450 Rohbilder mit "Giotto" die Funktion 4-fach Subpixelgenau verwendet. Dadurch wird die Bildberechnung (Mitteln) sehr zeitintensiv, aber es lohnt sich! Auf dem jetzt 4x so großen Saturn konnte nach einer Kontrastanhebung von Gamma = 0,6 weitere Details erkannt werden. Alle unten stehenden Bilder sind exakt gleich stark bearbeitet.

 
   
     
   
     
   
     
     
   
     
   

Dieser erste Versuch war schon sehr vielversprechend. Allerdings habe ich nicht bedacht, daß ich bei derart starker Kontrastanhebung auch die Hotpixel mit verstärke. Beim nächsten Versuch werden zusätzlich DARK´s gemacht und vor dem Mitteln von den Rohbildern abgezogen. Dadurch sollte der Hintergrund glatter werden und keine Schlangenlinien durch Hotpixel mehr auftreten!

Außerdem werde ich mit den Belichtungszeiten noch etwas höher gehen um zu sehen, ob ich auch noch lichtschwächere Monde abbilden kann...

Um zu sehen, wie stark sich verschiedene IR-Durchlaßfilter auf die erreichbare Grenzgröße  auswirken, wurden zusätzlich noch weitere gefilterte Aufnahmen bei identischem Versuchsaufbau gemacht:


2. Versuch - Jupiter am 26.4.2008 mit Methanbandfilter:

Der Helligkeitsunterschied zwischen Jupiter (-2.5 mag) und seinen Monden (~ 6 mag) beträgt ca.  8.5 mag. Ähnliche Helligkeitsunterschiede dürften zwischen Uranus und seinen Ringen bestehen.

450 Einzelbilder mit einer Belichtungszeit von 1 Sekunde wurden mit einem Summenbild aus 450 Dark´s vor dem Mitteln behandelt um Hotpixel zu eliminieren. Das gemittelte Summenbild von Jupiter mit seinen Monden wurde anschleißend im Kontrast mit Gamma = 0,9 behandelt, entrauscht und geschärft. Im fertig bearbeiteten Jupiterbild erscheint die Äquatorregion blendend hell und die südliche Polkappe (unten) zeigt ebenfalls eine deutliche Aufhellung. Die nördliche Polkappe weißt eine schwächer Helligkeit auf. Ganymed ist etwa so hell wie die südlichen Tropen.

Fazit: Der Methanband-Filter unterdrückt das Licht der Planetenkugel sehr wirkungsvoll. Meine theoretische Überlegung scheint zu stimmen :-))...

 


Noch Fragen oder Anregungen? Einfach eine Mail an: "webmaster@silvia-kowollik.de".


 

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