Abenteuer Astronomie

Die alten Hasen in der Astrofotografie kennen es zu Genüge, doch für diejenigen, die in diesem Bereich ihre ersten Schritte tun, bieten die ersten Astroaufnahmen oft genug eine böse Überraschung. Da hat man eine Aufnahme von einem Deep-Sky-Objekt erstellt und hofft auf spektakuläre Details wie bei einer Hubble-Aufnahme – das Ergebnis ist dann aber oft enttäuschend: In der Bildmitte finden sich nur hellgraue Details auf etwas dunklerem Hintergrund, das ganze Bild wird nach außen dunkler und hat an manchen Stellen so komische Flecken. Dabei hat man doch so eine gute Kamera, die am Tag richtig gute Bilder schießt…

Diese für Anfänger enttäuschenden Ergebnisse haben mehrere Gründe:  Zum einen ist der Bereich, den ein Teleskop auf einem Chip ausleuchtet, gar nicht so groß und er wird weiter durch zusätzliche Elemente im Strahlengang wie etwa Filter reduziert. Der Bereich der Ausleuchtung ist dabei nicht etwa scharf abgegrenzt, sondern geht nahtlos in eine Region über, wo das Bild langsam immer dunkler wird. Und da in unseren Breiten der Himmel eigentlich immer eine deutliche Resthelligkeit aufweist, ist der Hintergrund auf Astroaufnahmen – es sei denn, sie sind nur ganz kurz belichtet – immer hell. Und diese Helligkeit nimmt aufgrund der genannten Abschattung, die auch Vignettierung genannt wird, zum Rand hin ab.

Zum anderen verschluckt jedes größere Staubteilchen, das sich im Strahlengang auf einer Glas- oder Spiegeloberfläche befindet, ebenfalls etwas von dem durchgeleiteten Licht. Da sich eine solche Oberfläche bzw. das Teilchen nur in den seltensten Fällen im Fokus befinden, resultiert daraus eine kleine verwaschene Fläche auf dem Bild, in der der eigentliche Bildinhalt etwas dunkler erscheint. Derselbe Effekt ergibt sich, wenn sich Staub auf dem Chip abgelagert hat. Auch dieser wird nicht scharf abgebildet, da er durch das Schutzglas vor dem Chip noch deutlich davor liegt.

Unterscheiden lassen sich die beiden Arten von Staubflecken, wenn man die Kamera in der Halterung vorsichtig dreht. Drehen sich die Flecken gleichmäßig mit, so handelt es sich um Staub auf dem Chip und ansonsten um Staub auf einer internen Oberfläche im Strahlengang.

Um diesen unebenen Hintergrund aus der Aufnahme zu entfernen, braucht man eine weitere Aufnahme ohne jeglichen Bildinhalt (das sogenannte ‚Flat‘), die aber genau den gleichen störenden Helligkeitsverlauf und die Flecken im Bild hat. Die restlichen Parameter wie das verwendete Teleskop (oder auch Objektiv), die Stellung der Kamera im Teleskop oder der ISO-Wert müssen gleich sein, um die gewünschte Abbildung des Helligkeitsverlaufs zu erzielen. Aus diesem Grunde reicht es nicht aus, das Teleskop völlig zu defokussieren, da sich hierbei zu viele Werte ändern.

Die einfachste Methode für Anfänger, die auch ohne zusätzliche Kosten auskommt, ist die sogenannte T-Shirt-Methode. Hierbei wird ein Stück von einem T-Shirt oder ein anderer weißer und blickdichter Stoff glatt vor das Objektiv gespannt und man richtet das Teleskop auf eine große, gleichmäßig helle Fläche (zum Beispiel eine Hauswand in der Nähe), was sinnvollerweise schon am Tag oder noch in der Dämmerung durchgeführt wird. Die entstehende Aufnahme sollte dabei mittel ausbelichtet, also nirgendswo zu hell oder zu dunkel sein.

Diese Aufnahme wird später mit einem geeigneten Programm von der eigentlichen Astroaufnahme subtrahiert oder auch diese durch das Flat dividiert. Dies kann problemlos mit einem Grafikprogramm manuell durchgeführt werden. Es gibt aber auch zahlreiche Astroprogramme (stellvertretend für viele sei hier nur das Programm ‚DeepSkyStacker‘ erwähnt), die dieses vollautomatisch erledigen. Sie fragen den Anwender nach den eigentlichen Astroaufnahmen und nach den Flats und erzeugen daraus selbständig Aufnahmen mit geglättetem Hintergrund.

Ein zusätzlicher störender Effekt bei dieser Verarbeitung ist das Rauschen. Selbst die besten Kameras erzeugen Rauschen und dieses findet sich auch in den erstellten Flats wieder und würde bei der späteren Verarbeitung das Rauschen in der eigentlichen Astroaufnahme zusätzlich verstärken. Aus diesem Grunde macht man üblicherweise eine Reihe von Flat-Aufnahmen (durchaus 10 oder mehr) und bildet den Mittelwert aus allen Aufnahmen (auch diese Aufgabe übernehmen viele Verarbeitungsprogramme automatisch). Durch diese Mittelwertbildung ist das resultierende Flat praktisch rauschfrei und erzeugt dann auch kein zusätzliches Rauschen mehr im eigentlichen Astrofoto.

Lesen Sie dazu auch: Was ist eigentlich … ein künstliches Flat?