Planetenbeobachtung im nahen Infrarotbereich

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Projektleiterin/Autor: Silvia Kowollik
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Update: 10.05.2008


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

Derzeit stehen folgende Filter zur Verfügung:

  665 nm Longpass von Astronomik, basierend auf Schott RG 665
     
  800 nm Longpass von B+W # 93
     
  890 nm Methanbandfilter (Bandpass, FWHM = 12 nm)
     

Graphik derzeit nicht verfügbar

  1000 nm Longpass von Edmond Optics
     
  Empfindlichkeitskurve DMK 21AF04.AS

Bei der Auswahl der Kamera wurde darauf geachtet, daß die Kamera einen s/w Chip aufweist, Kameras mit Farb-Chips sind ungeeignet.

Mit der DMK 21AF04.AS der Firma "The Imaging Source" wurde eine geeignete Kamera gefunden. 640 x 480 quadratische Pixel mit 5,6 x 5,6 my sorgen für eine ausreichende Empfindlichkeit, die Ausleserate von bis zu 60 Bildern pro Sekunde sowie die Möglichkeit von Langzeitbelichtungen bis zu 60 Minuten pro Einzelbild ist für Planetenfotografie mit diversen IR-Durchlaßfiltern ideal.

Nach der Auswahl von Filter und Kamera wurden ab Januar 2008 erste Tests mit einem 665 nm Longpassfilter und dem Methanbandfilter an Planeten durchgeführt. Die Tests dienten zur Überprüfung der theoretischen Vorüberlegungen bezüglich der Kameraempfindlichkeit und den Belichtungszeiten.

  Mars am 23.02.2008

Albedostrukturen auf der Marsoberfläche werden bei 665 nm kontrastreicher als mit den Astronomik CCD  Filtern abgebildet.

   
   

Saturn am 23.02.2008, Aufnahme mit DMK 21 AF04.AS und 665 nm Longpassfilter, aufgenommen mit 80 cm Spiegel, f/10,
 

   

   

Saturn am 19.04.2008, Aufnahme mit Webcam 740 Pro und UV-IR-Cut Filter, aufgenommen mit 80 cm Spiegel, f/10.

Der helle Fleck im STrZ in der Nähe des Zentralmeridians ist ein riesiger Wirbelsturm auf Saturn.

   

 

Saturn am 19.04.2008, Aufnahme mit DMK 21AF04.AS und 665 nm IR-Durchlassfilter, aufgenommen mit 80 cm Spiegel, f/10.

Mit 665 nm Filter vor der  DMK 21AF04.AS ist der Sturm nicht sichtbar.

 

       

 Die  Bildbearbeitung gliederte sich jeweils in 3 Schritte:

- subpixelgenaues Mitteln
- Kontrastanhebung
- Schärfung

Diese ersten Tests mit dem 665 nm IR-Durchlassfilter am  80 cm Spiegelteleskop haben gezeigt, daß der Filter die Erwartungen erfüllt. Die Seeingberuhigung durch den Filtereinsatz ergab bei tief stehenden 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 mit anderen IR-Durchlassfiltern in den Monaten Mai/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.

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