Planetenbeobachtung im nahen Infrarotbereich

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Projektleiterin/Autor: Silvia Kowollik
Seite 5
Update: 05.04.2009


In der Nacht vom 3./4. April 2009 ergab sich nach langer Schlechtwetterperiode eine Gelegenheit, Saturn ausgiebig mit verschiedenen Kameras und Filtern am 80 cm Cassegrain f=10 der Sternwarte zu beobachten. Zum Einsatz kam eine Webcam 740 Pro von Philips sowie eine DMK 21AF04.AS. Das Seeing in dieser Nacht war Durchschnittlich, die Durchsicht dank Halbmond und kräftigem Pollenflug eher bescheiden bei 3-4/10. 



Saturn am 3.4.2009 um 23:20 Uhr MESZ

  Die Webcam besitzt einen CCD-Chip mit Farbfiltern auf den einzelnen Pixeln (Beyer-Matrix). Dadurch ergibt sich bequem und ohne weitere Arbeit ein Farbbild. Allerdings ist es fast unmöglich, bei 8 Meter Brennweite alle Farben gleichzeitig scharf abzubilden.

Da der Chip für UV- und Infrarotes Licht empfindlich ist, muß noch ein UV-IR-Sperrfilter zwischen Kamera und Teleskop geschraubt werden. Der hier verwendete UV-IR-Cut ist von B+W.

Das Saturnbild entstand aus einem AVI mit 5.000 Einzelbildern bei 1/33 Sekunde Belichtungszeit unter Verwendung von 10% der besten Bilder. Aufnahme und Bildbearbeitung mit Giotto 2.12.

     



Saturn am 3.4.2009 um 23:45 Uhr MESZ
mit 665 nm Durchlassfilter

  Bei genügen großer Teleskopöffnung kann man an Stelle des UV-IR-Cut auch einen IR-Durchlassfilter anbringen. Dadurch wird das Bild etwas dunkler und sehr rotlastig, aber im IR-Bereich wirkt sich die Luftunruhe nicht so stark aus und man kann schärfere Planetenbilder gewinnen. Diese Vorgehensweise ergibt besonders bei Mars einen verbesserten Kontrast der Albedostrukturen, aber auch bei den anderen Planeten lohnt sich ein Versuch. Hier wurde ein 665 nm IR-Durchlassfilter verwendet, der die Wolkenbänder etwas kontrastreicher darstellt und einen Schärfegewinn bei den Ringen bringt.

Das Saturnbild entstand aus einem AVI mit 5.000 Einzelbildern bei 1/33 Sekunde Belichtungszeit unter Verwendung von 10% der besten Bilder. Aufnahme und Bildbearbeitung mit Giotto 2.12.

Nach diesen beiden Versuchen wurde am Okularauszug ein Filterschieber angebracht, der mit Grün und Blau CCD-Filtern von Astronomik sowie einem 665 nm IR-Durchlassfilter an Stelle des üblichen Rot CCD-Filters bestückt wurde. Als Aufnahmekamera wurde nun die s/w Kamera DMK 21AF04.AS angebracht. Beide Kameras haben einen Chip mit 640 x 480 quadratische Pixel mit 5,6 my Kantenlänge der einzelnen Pixel. Dadurch ergibt sich am 80 cm Cassegrain ein identisches Gesichtsfeld.



Saturn mit 665 nm Filter am 4.4.2009 um
00:01 Uhr MESZ

  Verwendet man Farbfilter bei einer s/w Kamera, so ist das resultierende Bild immer noch ein s/w Bild. Aber jetzt trägt pro Farbkanal jedes einzelne Pixel zur Bildinformation bei. Dadurch kann das Bild bei optimaler Schärfeeinstellung deutlich mehr Details zeigen als das Bild einer Farbkamera.

Dieses Saturnbild entstand aus einem AVI mit 3.500 Einzelbildern bei 1/60 Sekunde Belichtungszeit, Gain bei 900 unter Verwendung von 20% der besten Bilder. Aufnahme und Bildbearbeitung mit Giotto 2.12.

Im Livebild während der Aufnahme war kein Mond sichtbar, erst durch die Bildbearbeitung wurde rechts neben der Saturnkugel der 10.1 mag helle Mond Tethys sichtbar.

     



Saturn mit Grünfilter am 4.4.2009 um
00:04 Uhr MESZ

  Dieses Saturnbild entstand aus einem AVI mit 3.500 Einzelbildern bei 1/77 Sekunde Belichtungszeit, Gain bei 900 unter Verwendung von 20% der besten Bilder. Aufnahme und Bildbearbeitung mit Giotto 2.12.

Im Livebild während der Aufnahme war kein Mond sichtbar, erst durch die Bildbearbeitung wurde rechts neben der Saturnkugel der 10.1 mag helle Mond Tethys sichtbar.

 

     



Saturn mit Blaufilter am 4.4.2009 um
00:09 Uhr MESZ

  Dieses Saturnbild entstand aus einem AVI mit 3.500 Einzelbildern bei 1/60 Sekunde Belichtungszeit, Gain bei 900 unter Verwendung von 20% der besten Bilder. Aufnahme und Bildbearbeitung mit Giotto 2.12.

Im Livebild während der Aufnahme war kein Mond sichtbar, auch nach der Bildbearbeitung kam er nicht zum Vorschein.

 

     
Zwischen den Aufnahmen mit den verschiedenen Farbfiltern mußte um wenige Zehntel Millimeter nachfokussiert werden. Von 665 nm über Grün zu Blau wurde dabei der prinzipiell erreichbare Detailreichtum immer schwächer, da sich das Seeing in Richtung der blauen Farbe immer stärker auswirkt und feine Details verschwinden.
     

  Durch Übereinanderlegen der fertig bearbeiteten einzelnen Farbkanäle im PC wurde dieses Farbbild des Planeten Saturn erzeugt.

Das Bild zeigt deutlich mehr Details als das Webcambild, erfordert jedoch den 3-fachen Zeitaufwand bei der Aufnahme und etwa den 4-fachen Zeitaufwand bei der Bildbearbeitung.

     

  Nachdem sowohl im 665 nm Bild als auch im Grünbild außer dem Mond Tethys auf der Saturnkugel unter dem Schatten der Ringe eine dunkle punktförmige Struktur entdeckt wurde, ergab eine nachträgliche Simulation mit dem Programm Guide8 eine Überraschung. Der helle Spot im 665 nm Bild ist der Mond Dione, der dunkle Punkt in beiden Bildern sein Schatten.
     

     

 Bei weiterer Kontraststeigerung des subpixelgenau gemittelten 665 nm Bildes wurde auch unterhalb des Ringes auf Höhe
des Mondes Tethys ein schwacher Fleck sichtbar. Dabei handelt es sich um den 11.6 mag hellen Saturnmond Enceladus.

     

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