Sonntag, 6. Oktober 2013

Spektroskopie

Wie schon im Technik Blog angekündigt, hab ich mit Spektroskopie angefangen. Ist ja recht interessant, ein wenig über die Physik dieser kleinen hellen Punkte am Himmel herauszufinden, die wir Sterne nennen. Zum Einsatz komm der Staranalyzer, ein 1.25" Blaze Gitter mit 100 Linien pro mm. Er ist genauso simpel zu verwenden wie ein Filter. Da will ich mal die ersten Bilder einstellen, vielleicht hat noch wer Interesse daran. Bis zum Fernziel, Rotverschiebung von einem Quasar zu messen, ist es noch ein weiter Weg.

Vor allem muß ich in nächster Zeit noch viel von unseren Fotografen lernen, im Moment mach ich die ersten Schritte. Eine Canon D1000 DSLR und eine kleine billige Astrokamera Astrolumina IMG0H (mit Sony ICX618ALA, gekühlt, 640*480Pixel) hab ich ja, aber das nötige Wissen bei Aufnahme, Bildverarbeitung und Auswertung fehlt noch. Einzelbild oder Video, 8bit oder 14bit, wie stacken und schärfen, jede Menge Fragen.

Strassenlaternen

Mangels sternklarer Nächte mussten Strassenlaternen an der anderen Seite des Ragnitztals als erste Objekte herhalten. Die sind natürlich dankbare Objekte: hell, bereits zu Linien aufgezogen, und sie zeigen schöne Emmisionslinien. Gitter vor dem Feldstecher (8x30) oder wie hier vor 135mm Teleobjektiv an der Kamera:


Unten sieht man die Lampen direkt, darüber die Spektren erster Ordnung. Ein Gitter beugt das Licht direkt proportional zur Wellenlänge, damit ist Violett mit ca. 400nm näher beim direkten Bild, Rot mit 650nm am weitesten weg. Wenn man eine Wellenlänge einer der Lampen kennt, kann man alle anderen mit dem Lineal aus dem Bild messen. Bei einem Prisma, mit seiner nicht linearen Dispersion, wäre das nicht so einfach, da wäre erst einmel kalibrieren angesagt. Durch das Blaze Gitter wird der Großteil des Lichts in dieses Spektrum gebracht, das direkte Bild nullter Ordnung ist recht schwach.

Der ideale Einstieg in die Spektroskopie. Macht Lust auf mehr!

First Light am Himmel

Nach der Führung am Freitag war es so weit. Der Himmel nicht wirklich klar, eher Schleierwolken, über Graz ganz hell, sonst mittelhell. Doch das soll ja einem ersten Versuch nicht im Wege stehen, es geht eher um die Ausrüstung und die Vorgangsweise. Ein Koffer mit "Klumpert", von Kamera über Adapter bis Kabel und Feldstecher war ja da, also nichts wie ran. Warme Kleidung hat leider gefehlt, im Oktober kann es in den frühen Morgenstunden auf der Sternwarte schon wirklich kalt werden!

Visuell hab ich am Ende der Führung den Staranalyzer in das 8mm Hyperion Okular geschraubt und damit einmal einen hellen Stern eingestellt. Das war für meine letzten beiden Besucher (die anderen haben ob der Kälte schon frühern die Flucht ergriffen) noch ein kleiner Ausblick auf die Physik.

Das Spektrum war schön sichtbar, eine Absorbtionslinie im Übergang blau-grün konnte gesehen werden, vermutlich H-Beta. Ohne Skala und ohne Aufweitung durch Zylinderlinse ist ein Spektrum visuell ein Aha, aber das war es auch.

Erste Farb Bilder

Also schnell mal den 2" Adapter auf die Canon geschraubt, Reduktion auf 1.25" und Gitter rein. Richtung einstellen könnte mit dem Konterring besser funktionieren, leider vergessen. Die Fokuslage ist auch nicht gerade ideal, Komakorrektor wäre auch nicht schlecht. Fernausöser hab ich auch zu Hause vergessen, da muss eine Liste mit notwendigen Teilen in den Koffer.

Im Newton hat sich von alpha And ein schönes Spektrum gezeigt. Scharfstellen mit Life View geht ganz gut, aber es zeigen sich bereits starke Bildfehler die vom Gitter verursacht werden. Das Spektrum ist rechts und links scharf begrenzt, weil eine Farbkamera durch Filter den ultravioletten und infraroten Teil wegschneidet.


Im Osten ziehen gerade die Pleiaden herauf, die könnten ein schöneres Bild ergeben. Also das Fernrohr geschwenkt und mal schnell 30 sec belichtet:


Der Hintergrund ist bereits im Sucher als hell zu erkennen, am Bild dann doch deutlich rot. Ich hab extra danach ein Dark angefertigt, damit ich die Kamera ausschliessen kann. Es ist der Himmel über Graz. Und nun wieder das Gitter rein:


Die Sterne sind noch leicht zu sehen, links daneben hell das Spektrum in erster Ordnung. Dann noch bei den hellsten Sternen das Spektrum zweiter Ordnung. Die anderen Ordnungen sind noch schwächer, stören uns nicht wirklich. Wenn man genau hinsieht, sind die ersten Spektrallinien sichtbar, doch da muß später die Auswertung zeigen was sie kann. Leider sieht man auch die Aufweitung durch die chromatische Koma, Staranalyzer und 1:4 Öffnungsverhältnis vertragen sich nicht. Für bessere Resultate werde ich wohl einen telezentrischen Strahlengang brauchen. Vielleicht kann ich auch mit dem Keilprisma etwas erreichen, aber die Theorie zeigt nur begrenzte Verbesserungsmöglichkeiten mit so einem "Grism", und Bilder kenn ich bisher nur mit 1:5 und 1:6.

Astrokamera

Am Ende hab ich dann noch versucht, die monochrome Kamera einzusetzen. War gar nicht so einfach, weil mir einfach Adaptionsringe gefehlt haben. Dann war auch noch das USB Kabel ein wenig kurz, auf der Sternwarte hab ich halt den Laptop nicht so knapp am Teleskop wie zu Hause.
Mit einer 2" Verlängerung bin ich dann in den Fokus gekommen, aber ich hab das Gitter nur lose reinlegen können, mit einem 48mm Ring als Abstandshalter. Da muss eine kurze Adaption auf 1.25" her, oder ich muss mir was drehen lassen. Erste Testbilder hab ich im Kasten, mit 50 bis 500ms Belichtungszeit, als 8 bit AVI Video, 14 bit SER Video und als FIT Bildfolge. Ein kleiner Eindruck, ein Einzelbild von einem AVI:


Im Gegensatz zur DSLR ist hier das Spektrum rechts viel länger, es läuft im Infraroten aus und wird nicht durch den UV/IR Sperrfilter abgeschnitten. Am Video sieht man Spektrum und Stern schön herumtanzen, für Verbesserung durch kurze Belichtungseit und Stacking ist noch Raum vorhanden. Vor allem muß ich aber schauen, ob ich die chromatische Koma mit einem Prisma ausreichend unter Kontrolle bekomme. Sonst bleibt nur mehr ein telezentrischer Strahlengang. Beim 20" RC bleibt mir so wie so nichts anderes übrig, da muß die Brennweite auf etwa 1.2m herunter. Sonst ist die Luftunruhe nicht unter Kontrolle zu bringen

Ausblick

Vielleicht können wir im Rahmen der Fotogruppe ein wenig über Einstellen, Nachführen, Stacken und Auswerten plaudern. Da fehlt mir noch viel Wissen. Mit den Auswerteprogrammen für Spektren kann ich in nächster Zeit spielen. Der Wetterbericht sagt viele Herbstabende mit Regen oder Nebel voraus. Und beim nächsten Versuch: Astrokleidung nicht vergessen!

CS Arnold

1 Kommentar:

  1. Faszinierend beschrieben!
    Danke, lg Gerhard

    PS: Fotogruppentreffen folgt sicher demnächst

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