Planetenbeobachtung im nahen Infrarotbereich

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Projektleiterin/Autor: Silvia Kowollik
Seite 1
28.05.2007


Optische Planetenbeobachtung findet üblicherweise am dunklen Nachthimmel statt. Eine Ausnahme von dieser Regel ist die Beobachtung im nahen Infrarot zwischen 665 und 1050 nm. Diese kann auch tagsüber erfolgen. Neben einer längeren Beobachtungsmöglichkeit über das Jahr verteilt ergeben sich durch die größere Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zwei weitere Vorteile: Turbulenzen in der irdischen Atmosphäre behindern das Auflösungsvermögen im IR nicht so sehr wie im visuellen Bereich und mit IR kann man tiefer in die Atmosphärenschichten der anderen Planeten unseres Sonnensystems hineinschauen.

Für eine erfolgreiche Beobachtung im nahen Infrarotbereich mit dem 80 cm Teleskop der Sternwarte erfolgten im Vorfeld der Beobachtung umfangreiche Recherchen und Tests bezüglich:

- der Auswahl geeigneter Filter
- der Auswahl einer Kamera, die in dem geplanten Wellenlängenbereich empfindlich genug ist, um die Planeten mit genügend Kontrast abzubilden

  665 nm Longpass von Astronomik, basierend auf Schott RG 665
     
  800 nm Longpass von B+W # 93
     

Graphik derzeit nicht verfügbar

  1000 nm Longpass von Edmond Optics
     
  Empfindlichkeitskurve des Videomoduls SK 1004-X

Nach der Auswahl von Filter und Kamera wurden ab 07.06.2006 erste Tests mit einem 6" Newton f=5 in Okularprojektion durchgeführt. Die Tests dienten zur Überprüfung der theoretischen Vorüberlegungen bezüglich der Kameraempfindlichkeit und den Belichtungszeiten.

Links von Jupiter befindet sich der 5.5 mag helle Mond Europa, auf Jupiter (-2.5 mag) sind neben den Wolkenbändern auch der Große Rote Fleck und Red Jr. sichtbar sowie rechts von Jupiter der 5.3 mag helle
Mond Io.

Aufgenommen mit 6" Newton und Okularprojektion,
Effektive Brennweite: ca. 3700 mm
Kamera: Videomodul SK 1004-X
Filter: 800 nm IR Durchlaßfilter (# 93 von B+W)

Aufnahme und Bearbeitung mit Giotto

30% Verwendung von 1200 Bildern, Kontrast angepaßt, Seeing : 3-4/10

         

Rotationsanimation:

Aus 51 Einzelaufnahmen vom 11.06. bis 14.06.2006, Schrittweite: 10 Minuten (= 6 °)

Aufgenommen mit 6" Newton und Okularprojektion, Effektive Brennweite: ca. 6000 mm

Kamera: Videomodul SK 1004-X
Filter: 800 nm IR Durchlaßfilter (# 93 von B+W)

Aufnahme mit K3CCD-TOOLS (10 f/s)
Bearbeitung mit Giotto (70% Verwendung von jeweils 1800 Bildern)

         
Filtertest 21.06.2006 an einem 6" Newton:

Dieser Test erfolgte bei sehr schlechtem Seeing mit einem Filterschieber, der an Stelle des 2. silbernen Abstandsringes des Baader Projektionsadapter
plaziert wurde.

Verwendete Filter:

- 495 nm (gelb, Longpassfilter, Baader)
- 570 nm (orange, Longpassfilter, Baader)
- 665 nm Longpassfilter von Astronomik
- 800 nm Longpassfilter von B+W # 93

Wie erwartet, nahm die Helligkeit des Live-Bildes bei steigender Wellenlänge ab, zusätzlich wurde beim Einsatz des 800 nm Filters der Kontrast durch durchziehende Schleierwolken verschlechtert

         
 

Rotationsanimation:

am 16.07.2006, 19:26 Uhr - 21:41 Uhr UT

Aufgenommen mit 6" Newton und Okularprojektion
Kamera: Videomodul SK 1004-X
Filter: 665 nm IR Durchlaßfilter (Astronomik)

Aufnahme mit VirtualDub (25 f/s)
Bearbeitung mit Giotto (25% Verwendung von 3000 Bildern)

ZM: 172,07  - 253,64 ° W  (Jupiter II)

 

       

 Die  Bildbearbeitung gliederte sich jeweils in 3 Schritte:

- subpixelgenaues Mitteln
- Kontrastanhebung
- Schärfung
 

  Saturn am 16.2.2007, mit 800 nm Longpassfilter, aufgenommen mit 8" Newton f/5, Okularprojektion, effektive Brennweite ca. 7,5 Meter, Videomodul SK 1004-X

Durch den Einsatz des 800 nm Durchlassfilter erscheinen die Ringe deutlich heller als die Saturnkugel

     
  Saturn am 11.3..2007, mit 665 nm Longpassfilter, aufgenommen mit 8" Newton f/5, Okularprojektion, effektive Brennweite ca. 8 Meter, Videomodul SK 1004-X

 

 

Jupiter am 19.05.2007 00:32 -00:34 UT

Jupiter mit 8" Newton, Okularprojektion f= 8000 mm und 665 nm Longpaßfilter, Aufnahme mit Videomodul SK 1004-X in Originalgröße.

45 % von 3.000 Einzelbildern

Aufnahme und Bildbearbeitung mit Giotto 2.12

 

  Aus der Aufnahme von 00:33 sowie einer weiteren um 01:41 UT  wurde mit Hilfe des Programms WINJUPOS diese Karte der Jupiterwolkenformationen erstellt

Mit IR-Aufnahmen können wesentlich mehr Details als im visuellen Bereich abgebildet werden. Aus den gewonnenen Bildern lassen sich Kartenprojektionen erstellen. Aufnahmen von aufeinander folgenden Zeiträumen zeigen Veränderungen in den Wolkenstrukturen, die sehr gut vermessen werden können.

Diese ersten Tests mit verschiedenen IR-Durchlaßfiltern an  Amateurteleskopen mit 15 bzw. 20 cm Spiegeldurchmesser haben gezeigt, daß die Filter die Erwartungen erfüllen. Die Seeingberuhigung durch den Filtereinsatz ergab bei tiefstehenden Planeten und am Taghimmel deutlich schärfere Bilder als im visuellen Bereich.

Bei geeigneten Witterungsverhältnissen werden weitere Tests am 80 cm Spiegelteleskop der Sternwarte Zollern-Alb in den Monaten Januar bis Juni 2008 durchgeführt.

Ab Herbst 2008 wird Uranus am Nachthimmel zu beobachten sein. Ziel unserer Beobachtungsreihe wird es dann sein, Wolken in der Atmosphäre des Planeten im nahen Infrarot zu erfassen.


Weiter zu Aufnahmen mit dem 80 cm Spiegel der Sternwarte Zollern-Alb