Samstag, 24. Mai 2014

Messung Rotverschiebung des Quasars 3C273

Vorgeschichte


Letzten Herbst hab ich ja so voll getönt, die Rotverschiebung eines Quasars könne man mit einfachsten Mitteln messen. Grundüberlegungen finden sich im Technik-Blog und hier im Fotografie-Blog. War wohl ein langer Weg, bis es endlich geklappt hat. Geklappt? Nun ja, eine heillose Übertreibung, eigentlich war es eine Serie von kleineren und größeren Pannen. Aber das Bild ist im Kasten, nicht ganz so gut wie erhofft.

Es geht los

Letzten Dienstag, 20.5.2014 hat der Himmel nach langer Zeit endlich einmal aufgeklart. Also alle Teile ins Auto geschmissen und am späten Abend auf die Sternwarte gefahren. Die war noch besetzt, Christian hat fotografiert. Da hab ich mal zugesehen und diskutiert, ist ja ein Hobby und kein Beruf mit Druck dahinter. Dann haben wir Mars und Saturn am Apo mit meinem Bino beobachtet, hab die Beiden dieses Jahr noch nicht so gut gesehen! Komet Panstarrs mußte auch noch herhalten, zuerst im 10x50 Feldstecher aufgesucht, dann im Fernrohr bestätigt. Ist ja in einer Galaxiengegend gar nicht so einfach, eine war knapp daneben, aber schwächer. Bin neugierig auf die Fotos, am Display hats gut ausgesehen.

Aber gegen 1h früh hab ich dann begonnen Spektren zu fotografieren. Den Star Analyser hab ich nur mit einer 1.25" Verländerung verkehrt über 2"/1.25" Reduktion in die 2" Verlängerung geschraubt, damit ist er ca. 33mm vor der Kamera. Diese ist nur mit einer Schraube in der 2" Verlängerung geklemmt. Ich komme so auch nicht ganz in den Fokus, also noch etwa 1cm Luft zwischen Anschlag Verlängerung und Okularauszug. Sehr wackelig, aber es hat gereicht:


Zuerst Saturn und Saturn Monde mit für mich überraschendem Resultat: Starke Banden am Planeten in Rot und Infrarot, eh klar: Methan. Wie sollte ein Methanfilter auch sonst funktionieren. Aber die Bilder werte ich später aus. Vorerst nur ein kleines Bild dazu, Rest folgt:



Nach der Aufwärmrunde hab ich versucht, 3C273 aufzusuchen. Gar nicht so einfach, der Newton steht ja windschief zum Hauptrohr, kein Klappspiegel dran und Kamera rein und raus ist auch keine Option. Daher hab ich mich blind auf Goto verlassen. Von Mars und Saturn her war mir klar, es funktioniert so gut, dass das Ziel auf zumindest 0.5mm genau am Chip positioniert ist. Muss auch, mein Chip ist gerade mal 2.5*3.5 mm klein. Zuerst hab ich noch an HD108228 das Teleskop synchronisiert und mit 100 x 0.2 s ein Referenzspektrum aufgenommen. Warum gerade dieser Stern? Es ist der letzte helle Stern in der Nähe des Quasars, und er hat schön die Wasserstofflinien Hbeta und Hgamma gezeigt, ideal zum Einstellen und Kalibrieren.

Pannen über Pannen


Aber jetzt hat die Serie von Pannen unbarmherzig zugeschlagen. Zuerst hab ich noch von den Planetenaufnahmen her die Kamera auf 8bit eingestellt gehabt. Nicht gerade prickelnd für die Spektren. Nach ca. 200 Aufnahmen hab ich es bemerkt und daraufhin abgebrochen. Leider kein Dark gemacht, auch nicht später im Laufe der Nacht. Dann nochmals gestartet, mit 14 bit. Aber der Himmel hat sich mit einer leichten Bewölkung überzogen, und nach etwa 100 Bildern ist der Quasar hinter dem Baum verschwunden. Noch schnell (was ist schnell bei jeweils 100 oder 200 Bildern?) Darks gemacht. Dann das nächste Unglück: die Aufnahme Software ist abgestürzt, und da hab ich dann die Darks mit Spektren beim Einstellen von Albireo überschrieben. Lehre daraus: wenn was schief läuft, Ruhe bewahren, von vorne beginnen und vor allem in ein neues Verzeichnis gehen. Nach ein paar kurzen Spektren von Albireo noch ein letzter Bilck zum Saturn, schon deutlich schlechter, und im Osten zieht rot der Mond herauf. Eigentlich wollte ich noch viel testen, aber die Zeit ist abgelaufen, wieder mal zu lange herumgetrödelt!

Die Einzelaufnahmen schauen ja besch...eiden aus, ganz leicht sehe ich zwar den einen oder anderen Stern und auch ein Spektrum, aber wirklich nur ganz leicht im starken Rauschen und Verstärkerglühen. 5 Sekunden pro Bild sind zu wenig, aber mehr ist bei der Nachführung riskant.

Bildauswertung und Quasar identifizieren


Ich hab eigentlich nicht mehr erwartet, daraus ein Quasarspektrum zu erhalten, aber so lernt man dazu. Nach vielen verunglückten Stacking Versuchen hat es mit Fitswork geklappt. Deepsky Stacker hat keine Sterne gefunden und die üblichen Verdächtigen wie Registacks und Avistack haben Mist produziert. Aber mit Fitworks kann ich einen der drei hellen Sterne im Bild zum Zentrieren verwenden, da läuft es mit vielleicht 5 Rückfragen bei 200 Bildern. Achtung: Stern markieren mit Rechteck aufziehen, nicht anklicken. Sonst wird kein Zentrum berechnet. Der halb manuelle Ablauf bei Fitswork gefällt mit, da verstehe ich was ich mache. Ein Dark hab ich auch noch reingerechnet, aber bei der falschen Temperatur erstellt, hat die Sache nicht gerettet.

Am Ende hab ich dann doch ein Bild bekommen, das nicht wirklich gut ist, aber doch ausreichend. Hier bereits 90°gedreht, damit ich es mit einer Aufsuchkarte vergleichen konnte. War gar nicht so einfach, wo ist oben, was ist welcher Stern?
Eine Aufsuchkarte vom astro info hat dann zusammen mit einigen anderen Quellen das Geheimnis gelüftet, der Quasar ist der dritthellste Stern im Bild. Der hellste hat 11.9m. 9*12 Bogenminuten ist halt ein sehr kleines Bildfeld.

Spektren auswerten


In Visual Spec sieht das Bild dann so aus:

Gerade drehen, Quasar und Spektrum zwischen die Linie bringen und dann kann schon das erste Profil extrahiert werden. Als Hintergrund wird gleich ein Profil knapp daneben genommen, da brauch ich mich nicht auf ein Dark verlassen, das eh wegen meiner Panne nicht zeitgleich aufgenommen werden konnte.
Ist noch keine echte Auswertung, nur das Spektrum vom Vergleichsstern kalibriert mit Hbeta und 0nm, und das Quasarspektrum darübergestellt. Vorher mußte aber noch der Hintergrund (oberstes Profil) abgezogen werden. Damit ergib sich für den Quasar das grüne Spektrum, schaut schon ganz manierlich aus. Im unteren Bild hab ich dann das Vergleichsspektrum entsprechend gestreckt, damit man die Linien identifizieren kann. Halfa, Hbeta und Hgamma scheinen ganz gut erkennbar, ein Wunder nach all den Pannen. Die mal schnell rausgemessene Rotverschiebung von 0.147 ist von den 0.158 nicht so weit entfernt, aber da muss ich noch mal die Auswertung durchgehen.

Muss noch viel dazulernen bei der Auswertung, aber vor allem muß ich bei guten Bedingungen noch einmal besseres Bildmaterial sammeln. Immerhin, Spektren eines 12.9m Objekts haben geklappt. Mit besserer Einstellung (14bit), längeren Einzelbelichtungen (30-60 sec statt 5s) und einer Gesamtbelichtungszeit von ein paar Stunden könnten 2 bis 3 Größenklassen mehr drinnen sein, also etwa bis 15m oder 16m. Die Grenze wird auch durch die Himmelshelligkeit gesetzt, der Steinberg ist wohl nicht unbedingt der beste Platz. Es stehen noch viele erreichbare Objekte im Katalog heller Quasare und BL Lacertae Objekte .Wer mach den Nächsten?

Clear Skies,
          Arnold


Kommentare:

  1. Hallo! Wo kann man Tipps für Anfänger-Astrofotografen finden? Ich interessiere mich für Fotoverarbeitung in Photoshop. So etwas wie dieser Artikel, aber auf Deutsch. Danke! http://fixthephoto.com/blog/retouch-tips/how-to-edit-night-sky-photos-in-photoshop.htmll

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