Deep-Sky-Fotografie

Bastian Werner

Seit Jahren wollte ich in die Astrofotografie einsteigen, aus drei Gründen habe ich es jedoch die ganze Zeit aufgeschoben. Der erste Grund ist, dass ich Dinge nicht halb machen kann und ich wusste, dass die Astrofotografie mich in ihren Bann ziehen wird. Der zweite Punkt waren die Kosten. Ich erwartete sehr viel Geld für Teleskope und Nachführungen ausgeben zu müssen. Dem ist jedoch nicht so gewesen. Der dritte Punkt war die Hürde des enormen Aufwands für Fotos, die so schon millionenfach fotografiert wurden. Solange man nicht im Besitz eines enorm großen Teleskops in der eigenen Sternwarte ist, kann man eigentlich nur das nachmachen, was schon fotografiert wurde. Jedoch macht die Sache sehr viel Spaß und das Resultat, aus einem Stückchen schwarzen Himmel ein tolles Foto zu zaubern, hat mich überzeugt. Dieser Artikel ist keine Anleitung, das Thema ist so komplex, dass es ganze Bücher füllt, sondern vielmehr eine Einladung den Einstieg in die Astrofotografie zu finden, da jeder Fotograf den größten Teil der Ausrüstung bereits zu Hause hat.

Als „Targets“ oder zu Deutsch „Objekte“ werden in der Astrofotografie interessante Strukturen am Sternenhimmel bezeichnet. Diese Objekte sind unterschiedlich groß ausgedehnt. Eigentlich gibt es nur Nebel, Galaxien und Sterne. Nebel ist Staub aus Elementarteilchen, hauptsächlich Wasserstoff, der durch Sterne oder eigene Energie zum Leuchten angeregt wird. Nebel befinden sich immer innerhalb unserer Milchstraße. Ferne Galaxien sind wiederum selbst Ansammlungen aus Sternen und Staub. Zusätzlich gibt es dann noch den Mond, die Sonne und unsere Planeten. Die einzige Galaxie, die sich mit herkömmlichen Objektiven gut fotografieren lässt, ist die Andromedagalaxie. Für alle anderen Galaxien braucht es Brennweiten von über 1000mm.

Für den Brennweitenbereich bis 500 mm gibt es an unserem Nachthimmel jedoch genügend zu fotografieren. Bis es einem mit diesem Brennweitenbereich langweilig wird, können ein paar Jahre Astrofotografie ins Land gehen. Anschließend hat man die Thematik auch so gut verstanden, dass sich das Anschaffen weiterer teurer Ausrüstung lohnt. Deep-Sky-Fotografie ist mit gewöhnlichen Objektiven einfacher zu realisieren, als mit Teleskopen.

Zum Finden von Objekten am Nachthimmel eignet sich die kostenlose Software von Stellarium.org am besten. Die Stellarium App fürs Smartphone kostet ein wenig, ist jedoch unabdingbar, um sich in der Nacht während des Aufbauens der Nachführung am dunklen Sternenhimmel zu orientieren. In der App lässt sich der Bildwinkel und damit auch die Brennweite einstellen. Auf diese Weise kann einfach überprüft werden, wie groß das jeweilige Objekt im Foto erscheinen würde.

Die gängigsten Objekte finden sich am besten durch eine Suche bei Google, denn diese wurden bereits alle fotografiert. Suchbegriffe wie „Astrofotografie Targets im Sommer“ zeigen die einfachsten Objekte, die für Anfänger gut zu fotografieren sind.

Ohne eine Nachführung ist Deep Sky Fotografie nicht möglich. Wer einmal Sterne fotografiert hat weiß, dass bei zu langen Belichtungszeiten die Sterne zu Strichspuren werden. Ursache ist die Erdrotation. Um dies zu verhindern wird eine sogenannte Nachführung benötigt. Ein Gerät, dass die Kamera mit der gleichen Geschwindigkeit dreht, wie die Erde rotiert. Auf diese Weise bleibt der Sternenhimmel im Foto klar, die Sterne sind punktförmig. Eine gute Nachführung, mit der bis 500 mm fotografiert werden kann, kostet etwa so viel wie ein Objektiv.

Die Nachführung muss parallel zur Erdrotationsachse ausgerichtet werden. Jede Nachführung hat hierzu eine eigene Anleitung und kleine Hilfsmittel, wie einen sogenannten Polsucher.  Der Polsucher ist meist ein kleines Teleskop, das in einer dafür vorgesehenen Halterung an der Nachführung sitzt. Professionellere Systeme können kleine Kameras aufnehmen, deren Zweck einzig und alleine die Ausrichtung auf die Erdrotationsachse ist. Dafür wird jedoch zusätzlich ein Laptop benötigt. Für den Anfang empfiehlt sich der Polsucher als Teleskop.

Wasserstoff ist das häufigste Element im Weltall. Die überwiegende Zahl der Nebel leuchtet Rot, es handelt sich dabei um die sogenannte H-Alpha-Linie. Diese rote Farblinie zählt bereits zum Infrarotlicht und wird durch den IR-Sperrfilter vor dem Bildsensor rausgefiltert und ist deshalb kaum zu sehen. Es gibt jedoch einige Targets, die auch im sichtbaren Licht hell leuchten und mit einer normalen Kamera fotografiert werden können. Es macht deshalb Sinn, zunächst diese Objekte zu fotografieren und sich später eine astromodifizierte Kamera zu kaufen. Die astromodifizierte Kamera sollte natürlich das gleiche Bajonett haben, wie die reguläre Kamera. Es reicht, ein altes Modell gebraucht zu kaufen und umbauen zu lassen. Es ist nicht wichtig, den neusten Sensor zu bekommen, da statt hoher ISO-Leistung auf lange Belichtungszeiten und Stacking der Belichtungen gesetzt wird. Zudem wird das Rauschen rausgerechnet durch die Dark Frames. Bei der Astromodifizierung wird der IR-Sperrfilter vor dem Bildsensor entfernt, die Kamera kann anschließend nicht mehr zur normalen Fotografie verwendet werden!

Deep-Sky-Fotografie ist das pure Sammeln von Daten. Light Frames vom englischen Wort „Licht“ sind die Fotos, die das tatsächliche Foto des Objekts sind. Es wird mit diesen Fotos Licht eingesammelt. Neben dem echten Licht, dass durch das Objektiv auf den Bildsensor fällt, enthalten die Light Frames jedoch auch das Bildrauschen. Das Licht der Objekte am Nachthimmel ist so schwach, dass dieses zum Teil kaum vom Bildrauschen unterscheidbar ist.

Damit sich das Signal, also das was man eigentlich sehen möchte im Foto, vom Rauschen unterscheiden lässt, werden die Dark Frames benötigt. Diese Fotos werden bei geschlossenem Objektivdeckel aufgenommen mit den exakt gleichen Einstellungen wie die Light Frames. Eigentlich wären diese Fotos perfekt schwarz. Dies ist jedoch nicht der Fall, denn das Bildrauschen ist dennoch vorhanden. Mit einer Computersoftware werden die Light Frames und Dark Frames verrechnet. Man subtrahiert sozusagen das Bildrauschen aus dem Light Frame heraus. Übrig bleibt das eigentliche Signal des fotografierten Deep-Sky-Objekts.

Zusätzlich gibt es noch die Bias Frames. Wird ein Foto aus dem Bildsensor ausgelesen und digitalisiert, dann hat dieser Vorgang eine gewisse Ungenauigkeit und erzeugt auch ein leichtes, aber für jeden Sensor spezifisches Rauschen. Die Bias Frames werden mit der kürzesten Belichtungszeit der Kamera aufgenommen bei sonst gleichen Einstellungen wie die Light Frames und auch subtrahiert.

Die Flat Frames werden zum Beispiel mit einem weißen Blatt Papier oder einer Milchglasscheibe vor dem Objektiv fotografiert. Das Resultat ist ein graues Foto, dass keinen Inhalt hat, bis auf die objektivspezifische Vignettierung. Die Flat Frames korrigieren demnach die Vignettierung des Deep-Sky-Fotos.