Sternfeldaufnahmen mit Fitswork bearbeiten

Wenn man kei­ne moto­ri­sier­te par­al­lak­ti­sche Mon­tie­rung besitzt, sind kurz belich­te­te Auf­nah­men mit fest­ste­hen­der Kame­ra die ein­fachs­te Mög­lich­keit den Ster­nen­him­mel auf den Chip oder Film zu ban­nen. Dank­ba­re Moti­ve sind zum Bei­spiel Stern­bil­der, Pla­ne­ten­kon­stel­la­tio­nen, hel­le und aus­ge­dehn­te Deep Sky-Objek­te, gro­ße Kome­ten und die Milch­stra­ße. Der Vor­teil dar­an ist, dass kei­ne schwe­re Mon­tie­rung zum Beob­ach­tungs­ort geschleppt wer­den muss. Ein ein­fa­ches Foto­sta­tiv genügt.
So zeigt das aktu­el­le Bild ein Teil des Stern­bild Andro­me­da mit der 2,5 Mil­lio­nen Licht­jah­ren ent­fern­ten Andro­me­da­ga­la­xie (Mes­sier 31). Ver­wen­dung fand hier die Canon EOS 1000D und das Canon 50 mm EF f/1.8 II-Objektiv. 

Die Andro­me­da­ga­la­xie in einer Weit­feld­auf­nah­me mit fest­ste­hen­der Kamera

Damit die Ster­ne durch die Erd­dre­hung nicht zu Strich­spu­ren aus­ein­an­der­ge­zo­gen wer­den, ist die Belich­tungs­zeit abhän­gig von der Dekli­na­ti­on des Ster­nen­fel­des und vor allem von der Brenn­wei­te des ver­wen­de­ten Objek­tivs. Um die maxi­ma­le Belich­tungs­zeit zu bestim­men, ist die­se ein­fa­che For­mel hilfreich:

Max. Belichtungszeit [s] = 412,5 / (Brennweite [mm] * cos [Dekl.])

1. Aufnahme

Für Weit­feld­auf­nah­men eig­net sich eigent­lich jedes Objek­tiv gerin­ger Brenn­wei­te – je licht­stär­ker des­to bes­ser. Das hier ver­wen­de­te 50 mm Objek­tiv besitzt zum Bei­spiel eine maxi­ma­le Blen­den­öff­nung von f/1,8 und ist dem­zu­fol­ge sehr licht­stark. Um auf­fäl­li­ge Farb­säu­me um hel­le Ster­ne zu ver­mei­den, habe ich das Objek­tiv aber auf 2.8 abge­blen­det. Wich­tig ist auch, dass bei der Kame­ra der RAW-Modus ein­ge­stellt ist, um spä­ter bei der Bild­be­ar­bei­tung das Maxi­mum an Infor­ma­ti­on her­aus­zu­ho­len. Manu­ell scharf­ge­stellt wird mit der Live­bild-Funk­ti­on der Kame­ra an einem hel­len Stern. Bei mei­nem Objek­tiv ist das Scharf­stel­len aller­dings nicht ganz ein­fach, weil sich der Fokus­ring des Objek­tivs viel zu leicht ver­stel­len lässt. Hier ist Geduld gefragt, um die Ster­ne mög­lichst punkt­för­mig zu bekom­men. Hilf­reich ist auch ein Timer, damit die Auf­nah­men auto­ma­tisch ablau­fen kön­nen. Auf­ge­nom­men habe ich dann 30 Bil­der á 10 Sekun­den Belich­tungs­zeit mit ISO-1600 im manu­el­len und Bulb-Modus. Zwar rau­schen die Roh­bil­der auf­grund des hohen ISO-Wert recht stark, die­ses Man­ko kann aber durch die spä­te­re Addi­ti­on der Ein­zel­bil­der mit einem geeig­ne­ten Bild­be­ar­bei­tungs­pro­gramm redu­ziert wer­den. Denn je mehr Bil­der man auf­nimmt, des­to bes­ser wirkt sich das Signal-zu-Rausch-Ver­hält­nis aus. Bevor man die Kame­ra wie­der ein­packt, soll­te man noch schnell eini­ge Dun­kel­bil­der bei geschlos­se­nem Objek­tiv und mit den­sel­ben Belich­tungs­pa­ra­me­tern auf­neh­men. Eine Emp­feh­lung ist hier, unge­fähr so vie­le Dun­kel­bil­der zu machen wie man spä­ter auf­ad­die­ren möch­te. Für den Anfang rei­chen aber auch 10 Bilder.

Zu Hau­se wer­den die Lights (sprich die Stern­feld­auf­nah­men) und die Darks (Dun­kel­bil­der) von der Spei­cher­kar­te in eige­ne Ord­ner auf dem Rech­ner kopiert, damit man nicht durch­ein­an­der kommt. Für die anschlie­ßen­de Bild­be­ar­bei­tung ver­wen­de ich die Free­ware Fits­work.

2. Bildbearbeitung

Als ers­tes wird aus allen Dun­kel­bil­dern ein Mas­ter­d­ark erstellt. Bei Fits­work fin­det man die­se Funk­ti­on unter <Datei><Masterdark/-flat erstel­len> unter Aus­wahl des Ord­ners, wo die Dun­kel­bil­der zu Beginn abge­spei­chert wur­den. Ein­fa­ches Mit­teln dürf­te hier für den Anfang erst mal genü­gen. Das fer­tig erstell­te Mas­ter­d­ark wird auto­ma­tisch im glei­chen Ord­ner und im FITS-For­mat gespei­chert. Alle wei­te­ren Bear­bei­tungs­schrit­te macht man am bes­ten mit der Sta­pel Bear­bei­tungs-Funk­ti­on des Pro­gramms. Wich­tig ist aber, dass man bevor man mit der Bild­be­ar­bei­tung beginnt unter <Ein­stel­lun­gen> noch alle Häk­chen bei Kame­ra RAW ent­fernt. Ansons­ten könn­te es beim Dun­kel­bild­ab­zug unschö­ne Arte­fak­te (wie Strei­fen) geben. Die Farb­in­ter­po­la­ti­on der RAW-Bil­der wird näm­lich erst nach dem Abzug des Dun­kel­bilds durch­ge­führt. Dazu lädt man ein RAW-Bild und wählt im Menü <Bearbeiten><CCD><Farb-CCD zu RGB Bild>. Unter den Ein­stel­lun­gen wählt man am bes­ten Bay­er Astro oder Bay­er Pat­tern, V.N.G. Color cor­rec­tion aus. Die Ein­stel­lung wird anschlie­ßend als *.fcm Datei (z.B. canon.fcm) abge­spei­chert, indem man auf das Spei­chern-Sym­bol drückt.

Anschlie­ßend ruft man die Sta­pel Bear­bei­tungs­funk­ti­on auf (Tas­te F5). Im Light-Ord­ner wird eine Datei als Anfangs­da­tei fest­ge­legt und ein Häk­chen bei Alle Datei­en im Ord­ner gesetzt. Der Punkt Ziel­da­tei bleibt dabei leer, weil die auf­ad­dier­te Datei auto­ma­tisch vom Pro­gramm als Zieldatei.fit abge­spei­chert wird. Beim Drü­cken des rech­ten Pfeils führt zum nächs­ten Bear­bei­tungs­schritt: Hier wird unter <Funk­ti­on aus­wäh­len> der Punkt Bild sub­tra­hie­ren gewählt. Unter Datei­na­me wer­den der Pfad und der Name der Mas­ter­d­ark-Datei ein­ge­tra­gen und ein Häk­chen bei Hot­pi­xel­kor­rek­tur ggf. auch bei Tem­pe­ra­tur­aus­gleich gesetzt. Nun drückt man aber­mals die rech­te Pfeil­tas­te. Unter dem Punkt FarbCCD nach RGB wird die zuvor gespei­cher­te FCM-Datei ange­ge­ben, um die RAW-Datei schluss­end­lich in eine farb­lich codier­te Bild­da­tei (RGB) umzuwandeln.

Fits­work Pro­gramm­fens­ter mit gela­de­nem Rohbild

Als letz­ten und 4. Bear­bei­tungs­schritt wählt man Zur Ziel­da­tei addie­ren. Hier wird die Funk­ti­on Add aus­ge­wählt und min­des­tens Stern­zahl 2 ange­ge­ben, um ggf. Bild­feld­dre­hung beim Sta­cken aus­zu­glei­chen. Alle ande­ren Ein­stel­lun­gen wer­den so belas­sen. Um bei einer Feh­ler­mel­dung nicht wie­der von vor­ne zu begin­nen, soll­te man die Bear­bei­tungs­schrit­te in eine Batch­da­tei abspei­chern, indem man links oben auf das Spei­chern-Sym­bol klickt.

Nun kann der Batch­vor­gang gestar­tet wer­den. Als ers­tes wer­den zwei Ster­ne mit Recht­ecken mar­kiert, die mög­lichst weit aus­ein­an­der­lie­gen soll­ten, und anschlie­ßend der <OK, wei­ter> But­ton gedrückt. Nun wird über­prüft, ob beim zwei­ten Bild die Ster­ne immer noch im Zen­trum der Recht­ecke lie­gen. Gege­be­nen­falls muss man die­se erneut mar­kie­ren, indem man die Recht­ecke mit der lin­ken Maus­tas­te ver­schiebt, bis die­se über den Ster­nen zu Lie­gen kom­men. Beim drit­ten und in den nach­fol­gen­den Bil­dern wird ana­log wie im zwei­ten Bild ver­fah­ren. Am Ende wird das fer­ti­ge Sum­men­bild auf dem Bild­schirm ange­zeigt. Mit der rech­ten Maus­tas­te kann an einer lee­ren Stel­le im Bild die Umge­bung als Schwarzwert genom­men wer­den, bis einem die Far­be des Hin­ter­grunds gefällt. Anschlie­ßend kann noch der Kon­trast und die Hel­lig­keit mit Hil­fe der Gra­dia­ti­ons­kur­ve ein­ge­stellt werden.

Das so ent­stan­de­ne Bild kann dann als 8 oder 16 Bit TIFF-Datei abge­spei­chert wer­den, um es in einem ande­ren Bild­be­ar­bei­tungs­pro­gramm eurer Wahl wei­ter zu bearbeiten.

Andreas

Andreas Schnabel war bis zum Ende der Astronomie-Zeitschrift "Abenteuer Astronomie" im Jahr 2018 als Kolumnist tätig und schrieb dort über die aktuell sichtbaren Kometen. Neben Astronomie, betreibt der Autor des Blogs auch Fotografie und zeige diese Bilder u.a. auf Flickr.

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