die Nachtseite der Venus

003sec

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Hallo Forum,
(und hallo Chat GPT, - ließ das, denn das hast du noch nicht drauf)
So langsam nähert sich die Venus ihrer Konjunktion. Dabei wird naturgemäß immer mehr von der dunklen Seite sichtbar. Sichtbar? Ja genau, und zwar ist die Wolkendecke bei 1010 nm praktisch durchsichtig und darunter strahlt die Oberfläche im nahen Infrarot. Das ist schon Wärmestrahlung, aber für uns als Amateure schon knapp sichtbar. In folgender Grafik sieht man, dass bei etwa 1,01 µm die Wolkendecke durchsichtig wird.
https://www.researchgate.net/figure...synthetic-spectrum-normalized_fig24_226254472
Schon in den letzten Jahren hatte ich mich an der dunklen Seite der Venus versucht. Die Ergebnisse waren bescheiden, aber immerhin eindeutig. Heute hat sich aber einiges geändert. Die wichtigste Änderung war eine neue Kamera. Es gibt mittlerweile sehr IR-empfindliche Chips, z.B. in der ASI715MC. Bei 1000 nm hat sie immer noch eine Quanteneffizienz von 30 %. Damit konnte ich (hintergrundlimitiert) mit nur etwa 28 ms pro Einzelbild belichten. Die 2. Änderung war mein 16“ Dobson, f/4,5, mit dem ich nun tatsächlich der Venus bis knapp an den Horizont folgen konnte. Als Filter verwendete ich einen ganz einfachen RG1000 von Schott, für wenige Euros im Fotohandel zu bekommen. Der Filter macht bei 1000 nm auf und endet irgendwo, aber da ist die Kamera nicht mehr empfindlich. Das erste Ergebnis hat mich schon umgehauen. Nach einer Gesamtbelichtungszeit von nur 1 Min. war die dunkle Seite bereit eindeutig zu sehen. Und wenn man diese schon als Kontur erkennt, ist es nicht mehr weit bis zu Oberflächendetails. Wobei der Begriff "Oberflächendetail" etwas irreführend ist. Wir sehen mit der Kamera ja keine Berge oder Täler, sondern wir sehen nur deren Temperaturen. Auf den Bergen ist es kühler, in den Tälern wärmer. Auch bei der Venus, nur, dass es hier um die 500 °C sind. Ich belichtete am 2.3. und am 4.3. Am 3.3. und am 5.3. hatte ich aus Versehen den falschen Filter drin, aber das ist ein anderes Thema.

alle rg1000 Kopie.jpg

Bei diesen Belichtungen hatte ich noch eine Barlowlinse drin. Diese erzeugte (evtl.) ein unschönes Reflex-Muster. Aus diesem Grund hatte ich die Kamera immer ein wenig weitergedreht, so mittelten sich die Artefakte heraus. Es gab auch einen Winkel, bei dem sehr wenige Störungen auftraten. Die genaue Ursache der Reflexe ist nicht eindeutig bestimmt. Ich sah Doppelbilder der Venus. Reflex im Strahlengang würde man meinen (Barlow), aber die Doppelbilder waren 2-seitig symmetrisch. Diagonal zu den Pixelreihen gab es keine bzw. wenige und schwache, längs und quer aber starke Reflexe. Das ließ auf Streulicht oder Beugung auf dem Chip selbst schließen. Vermutlich war es eine Mischung von beidem.
Die 3. Änderung kam dann 2 Tage später per Post. Ein Freund und ich hatten uns nämlich einen speziellen „Venusfilter“ gebastelt. Er sollte als Kantenfilter genau den Bereich herausschneiden, der für uns wichtig war. Bei Edmund Optics hatten wir diese beiden bestellt und zusammen ergaben sie dann den gewünschten Filter.

7--curv_66231-86101.jpg

Das Wetter spielte mit, ich hatte nun schon Erfahrungen gesammelt, - vergewisserte mich, dass ich auch den richtigen Filter drin hatte -, und begann zu belichten. Natürlich noch in der helleren Dämmerung. Als ich in der Vorschau dann später die Regler heranschob, um den maximalen Kontrast zu sehen, da traute ich meinen Augen nicht. Bei maximaler Streckung und einem „Augenstacking“ im Livebild sah ich die dunkle Seite. Ein Nachbar bestätigte meinen Eindruck. Klar, ehrlich gesagt hatte mein Freund mir das auch schon gesagt, aber man kann sich ja auch irren. Die Barlow flog dann raus und das Streumuster veränderte sich. Jetzt waren keine Doppelbilder mehr, sondern nur noch weiche Flecken zu sehen. Vielleicht Reflexe an, oder zwischen den Filtern, vielleicht Reflexe am Tubus, ich weiß es nicht, 1010 nm ist ja auch ziemlich weit weg vom Mainstream, da kann vieles nicht mehr passen bzw. reflektieren. Das Wetter war gnädig und ich konnte 4 Abende mit Venus im IR verbringen.
Hier alle Ergebnisse:

+++4er-2 Kopie.jpg

Natürlich passiert es leicht, dass man wenige, nur minimal dunklere Pixel, am Ende zu einem Venusberg schärft, aber die Unterschiede sind doch erstaunlich groß. In Richtung Terminator können zwar wegen der Reflexe viele Artefakte auftreten aber auch bei den bekannten Strukturen wie Beta Regio oder Phöbe Regio gibt es jeweils Unterschiede. Ganz eventuell sind das tatsächlich kleine, tägliche Temperaturunterschiede.(nur so eine Idee)
Venus rotiert extrem langsam, deshalb konnte ich die 4 Tage zusammenaddieren. So sollten sich weiter Artefakte herausmitteln. Das Endresultat:
+++alle-3 Kopie.jpg


+++sim.jpg

... und eine Simulation aus WinJupos.

Bevor ich die 4 Tage zusammenaddierte, habe ich erst getestet, ob evtl. doch eine Rotation sichtbar wäre. Nein, war sie nicht, zumindest nicht eindeutig. Dann aber fiel mir ein, dass ich ja noch die RG1000 Bilder hatte. Diese zeigten womöglich nicht rein den Boden der Venus, sondern evtl. auch sehr niedrige Wolken, aber die größeren Objekte waren in beiden Bildern erkennbar. Der Abstand betrug nun im Maximum 8 Tage und siehe da, eine Bewegung ist zumindest erahnbar. Irritiert hatte mich zu Anfang die Richtung der Bewegung, sie passte so gar nicht zur Ausrichtung der Sichel. Aber klar, so nah an der Konjunktion veränderte sich natürlich auch die Richtung, aus der die Venus beleuchtet wird.

+++rota-2.gif

Zumindest am Rand ist die Rotation recht eindeutig zu erkennen.
Dass sie überhaupt rotiert, wurde erst in den 1960ern nachgewiesen. Und wir können das heute (zur Not) mit einem 20 Euro-Filter und einer 300 € Kamera nachweisen. Cooles Hobby haben wir.
Viele Grüße
ralf
 
Diese zeigten womöglich nicht rein den Boden der Venus, sondern evtl. auch sehr niedrige Wolken,
Hallo Ralf,
Die Venusatmosphäre besteht aus drei verschiedenen Wolkenstockwerken. Die Venusatmosphäre ist unterhalb von 32 km praktisch durchsichtig.
Das obere Stockwerk (67 bis 58 km) ein mittleres (58 bis 52 km) und ein unteres (52 bis 48 km).
Ich beziehe mich auf das Buch von Professor Dr. M. Ja. Maurow vom Keldysch-institut der Akademie der Wissenschaft der UdSSR, Moskau 1987.
In diesem Buch sind alle Ergebnisse der Venera Sonden, vor allem die Daten der Abstiegssonden von Venera 9 und 10, sowie von den Sonden Venera 11 bis 14, ebenso die Daten der Pioneer Venus Sonde, aufgeführt und analysiert.
Die untere Wolkendecke, die du sicherlich aufgenommen hast, hat eine Temperatur von 100°C.
Zitat:,, eine der Ursachen bei der Entstehung stabilen Smogs, ist die Erhöhung des Anteils von Schwefel anhydrid in der Atmosphäre, dessen nachfolgende Oxidation und schließlich die Bildung von Schwefelsäure Tröpfchen. Im Unterschied zu gewöhnlichem Nebel verschwinden diese Erscheinung bei Sonneneinstrahlung nicht, sondern verstärken sich im Gegensatz aufgrund fotochemischer Umwandlungen. Die Venuswolken als ganzes sind offensichtlich diesem Smog sehr ähnlich.

Das Problem mit deinem Foto wäre eigentlich der Beweis dass ein Treibhauseffekt nicht stattfindet! Beim Treibhauseffekt wird ja gerade langweilige Infrarotstrahlung atmosphärisch zurückgeworfen und somit nicht in das Weltall reflektiert und du könntest die Oberfläche in dem Wellenlängenbereich gar nicht aufnehmen.
Was ich mir aber vorstellen könnte, wäre der gleiche Effekt wie beim Mond. Es handelt sich hier um reflektiertes zurückgestrahltes Licht von der Erde.
Die Venus hat ein Albedo von 0,77!!! Es hat fast die Eigenschaften eines versilberten Spiegels.
Viele Grüße Frank
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Ralf,

die Ergebnisse hauen mich echt um. Wer hätte gedacht, dass Amateuren so etwas möglich ist?

Es erscheint mir plausibel, dass es sich tatsächlich um Strukturen auf der Venusoberfläche handelt und nicht um tief liegende Wolkenformationen – es sei denn, die Wolkenverteilung korreliert mit den geologischen Strukturen. Die auf den Bildern erkennbaren Merkmale stimmen, meiner Meinung nach, gut mit den vorhandenen topografischen Daten der Venusoberfläche überein.

Obwohl gemäß dem Wien’schen Verschiebungsgesetz die maximale Emission bei einer Wellenlänge von 1010 nm einer Temperatur von etwa 2868 K entspricht, können auch kühlere Strukturen in diesem Wellenlängenbereich Strahlung aussenden. Somit steht der starke Treibhauseffekt der Venus nicht im Widerspruch zu den aufgenommenen Bildern. Die maximale thermische Emission der Venusoberfläche tritt bei 3,91 µm auf, einem Bereich, in dem die Venusatmosphäre jedoch weitgehend undurchsichtig ist. Daher denke ich, dass es es gut möglich ist, dass die Aufnahmen tatsächliche geologische Strukturen der Venus abbilden.

Viele Grüße
Michael
 
Die Venus Oberfläche wurde bisher von der Erde aus nur mit Hilfe von Radarsystemen abgetastet, ebenso von den Umlaufbahnen aus wurde die Oberfläche mit Seitsichtradar abgetastet. In diesem wellenlängenbereich ist die Erdatmosphäre durchsichtig.
Viele Grüße Frank
 
Hallo zusammen,
ich danke euch herzlich für eure Kommentare. Und natürlich auch für eure Likes.
Hier noch eine Bezugsquelle, die im anderen Forum genannt wurde, da gibt es quasi alles
Wohlgemerkt sind das, was wir da sehen, nicht Berge und Täter, sondern Temperaturunterschiede von etwa 40° C. Das kann viele Ursachen haben. Bei der Mission, die die Karte erstellt, hat, wurden Lavafelder und Vulkane gesucht.
In dieses NIR-Licht mischt sich noch Airglow. Dann gibt es auch noch Reflexionen, mehrfach sogar, an den unteren Wolken. Wenn diese dann mal (vielleicht) weniger dicht sind, strahlt es natürlich heller. Es gibt also viele Möglichkeiten für Variationen. Michael hat natürlich recht, die thermische Abstrahlung liegt bei etwa 4 µm, aber, und das ist wichtig, es handelt sich um eine Glockenkurve. Und ganz "links", da, wo diese Glockenkurve gerade beginnt zu steigen, da ist unser Fenster.
Ein Erdschein wird auch öfter mal ins Spiel gebracht. Man kann das ausrechnen, aber ich habe etwas Besseres. Wie ich oben schon sagte, hatte ich an 2 Tagen den falschen Filter drin. 890 nm. Ich hatte mich zwar geärgert (besonders beim 2. Mal), aber ich habe testweise diese Bilder mal gestackt. 890 bis 1000 nm sind ja nicht so weit voneinander entfernt. Kamera war gleich, Teleskop war gleich, Transparenz ähnlich ... und da war rein gar nichts. Auf der anderen Seite bei 1010 nm bei 28 ms die dunkle Seite. Auch das spricht für echte Details.
Ich habe mal ein PDF angehängt über weiter Fenster, vielleicht ist das ja interessant für euch.
VG ralf
 

Anhänge

Hallo Ralf
Ganz tolles Ergebnis und super Erklärung.
Ich wollte genau das gleiche auch versuchen aber ich habe keinen Filter bekommen.
Richtig schade .

Gruß Frank
 
Dass da wirklich thermisches Infrarot durchgekommen ist, bezweifle ich, denn das ist trotz der vergleichsweise hohen Temperaturen auch mit bis in´s Nahinfrarot reichenden CMOS-Sensoren nicht möglich, die sind immer noch einfach zu unempfindlich. Trotzdem - eine reife Leistung, das haben auch andere Amateur- und Profibeobachtungen der aktuellen Sichtbarkeitsperiode gezeigt. Weiter so!

CS,
Stefan Korth
 
Hallo Stefan,
die Grenze zwischen thermischer Strahlung und NIR ist ja fließend. Die eigentlich (Haupt)-Abstrahlung im Thermischen findet irgendwo bei 3-4 µm statt, da kommen wir mit unseren Kameras tatsächlich nicht hin. Es handelt sich hier aber um eine Glockenkurve
Ganz links, der allererste kleine Anstieg, den können wir gerade noch erfassen bei 737 Kelvin.
VG ralf
 
Hallo Ralf, Du brauchst definitiv eine SWIR Kamera, wie diese hier:


Frage: Die SImulation von WinJupos zeigt doch wahrscheinlich nur stationäre Oberflächenstrukturen und keine volatilen atmosphärischen Strukturen?
Falls das stimmt, sieht man diese doch klar auf Deinen Bildern. Ich kenne Venus zu wenig, jedoch könnten es doch auch einfach Albedounterschiede auf der Oberfläche sein, die die Schatten erklären würden, nicht?

VG, Claus
 
Hallo Claus,
wenn ich mir die teuersten Fußballspieler kaufe, dann habe ich sicher eine gute Mannschaft.
Das hier ist aber nur Hobby und da steht der Spaß, (auch z.T. der Ehrgeiz), an erster Stelle. Deshalb: Mit einer 300 Euro Kamera ist das einfach mehr sexy ;-) außerdem habe ich nicht so viel Geld für so eine Kamera.
WinJupos nutzt eine thermische Karte der Oberfläche. Soweit ich weiß auch bei 1010 nm. Was wir da sehen sind Temperaturunterschiede (zzgl. Störungen, z.B. Airglow) Berge sind kühler, deshalb dunkler, das ist die Vorgabe.
Albedostrukturen, das bedeutet ja Rück-Strahlung, das ist nicht der Fall. Die Venusoberfläche ist so heiß, 500° C etwa, dass sie schon anfängt selbst zu strahlen.
VG ralf
 
Hallo Ralf,

danke für die Erklärung, völlig richtig, ich habe nicht beachtet, dass Du ja die Nachtseite beobachtest, Albedo gibts da natürlich nicht ;-)

Deine Motivation teile ich natürlich auch. Ich finde Dein Ergebnis wirklich außergewöhnlich. Das ist echte Pionierarbeit, zumindest im deutschsprachigen Raum. Vielleicht wäre das sogar eine Veröffentlichung wert? Zumindest SuW wäre sicher interessiert an einem Artikel über Deine Arbeit.
Hast Du Hoffnung in diese Richtung mit Deiner Ausrüstung noch mehr erreichen zu können?

Vielleicht noch eine kleine Idee: Irgenwo habe ich mal vor Jahren Folien oder Farbstoffe gesehen, die IR ins NIR/Vis umsetzen. Dies ist nicht so effizient, wie eine SWIR jedoch viel billiger und vielleicht effizienter als der ferne Ausläufer der Planckkurve.

Du siehst ich würde mich über eine Fortsetzung Deiner Arbeit sehr freuen :-)

Viele Grüße, Claus
 
Ich kenne Venus zu wenig, jedoch könnten es doch auch einfach Albedounterschiede auf der Oberfläche sein
Es gibt keine Albedo Karte von Venus! Alle Abbildungen der Venusoberfläche entstanden aufgrund von Seitensichtradar Aufnahmen. Sie wurden quasi ins visuelle übersetzt, wie es auch bei militärischen Aufklärungsflügen gemacht wird.
Winjupos verwendet ebenfalls eine Oberflächenabbildung, Venus besitzt die glatteste Oberfläche aller Planeten.
Hier eine Aufnahme von Venera 13



Viele Grüße Frank
 
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Hallo Claus,
danke für die Blumen, aber ich bin auch nur von anderen Astrofotografen inspiriert worden.
Ehrlich gesagt reicht mir eine Veröffentlichung hier (und im Nachbarforum), auch auf Stammtischen diskutieren wir.
Tatsächlich geht es mir mehr um eine Diskussion, einen Austausch, eine Motivation, Ideenaustausch in beide Richtungen usw. Von daher freue ich mich sehr hier über eure Beiträge. Vielleicht bin ich auch einfach zu faul mehr zu machen ;-)
Deine Frage, ob ggf. noch mehr möglich ist, ist eindeutig mit "ja" zu beantworten, denn ich kenne bessere Bilder. Aktuell, bzw. kurzfristig, ist allerdings erst mal alles ausgereizt. Einen Gewinn würde ich mir bei besserem Seeing erhoffen, also dann bei einer Morgensichtbarkeit, aber da stehen hohe Bäume. Die Reflexe besser in den Griff kriegen, z.B. mit IR-Schwärzung des Tubus´, wäre auch sicher eine Verbesserung. Überhaupt erst einmal genau zu erforschen, wo denn die Streuung herkommt, wäre schon ein Schritt nach vorne.
Ein Filter, der Licht in eine andere Wellenlänge "umwandelt" wäre schon etwas sehr Spannendes. Ich kann mir das ehrlich gesagt aber nicht vorstellen, zumindest nicht für unsere Zwecke, bei denen ja ein Objekt irgendwie abgebildet werden müsste, also im Durchlicht.
Auf jeden Fall Danke für deine, und auch alle anderen Beiträge,
es war mir eine Ehre
VG ralf
 
Hallo Stefan,
die Grenze zwischen thermischer Strahlung und NIR ist ja fließend. Die eigentlich (Haupt)-Abstrahlung im Thermischen findet irgendwo bei 3-4 µm statt, da kommen wir mit unseren Kameras tatsächlich nicht hin. Es handelt sich hier aber um eine Glockenkurve
Ganz links, der allererste kleine Anstieg, den können wir gerade noch erfassen bei 737 Kelvin.
VG ralf
Thermisches Infrarot kann man mit industrieüblichen Kameras von -40°C bis 3.000°C messen, aber die Planckkurven sehen da natürlich sehr unterschiedlich aus. Auch NIR kann also thermisch sein. Die weitverbreiteten CMOS-Detektoren haben aber nicht genug Empfindlichkeit , um thermografisch benutzt zu werden. Ich kann mit einer radiometrisch kalibrierten SWIR-Kamera (die dann den selben Sony InGaAs-Detektor verwendet wir auch die QHY900/901) so gerade ab ca. 350°C thermische Strahlung nachweisen und messen, darunter - Fehlanzeige. Gleichwohl "sieht" man im NIR/SWIR-Bereich, aber das ist dann im Wesentlichen Reflexion. Denn auch die Venusoberfläche wird trotz der Wolkendecke "beleuchtet" - genug Output kommt ja von der Sonne dort an.
Aber noch einmal: Die Beobachtungen der Nachtseite der Venus finde ich absolut spektakulär. Ich habe mir ja schon vor knapp 40 Jahren bei meinen Beobachtungen an einem 9"-Refraktor eingebildet, dort etwas gesehen zu haben (Stichwort: Aschgraues Venus-Licht) - nur konnte man das damals als Amateur nicht dokumentieren. Dass es jetzt geht (wenn auch eben nicht im Visuellen), das finde ich toll!

CS,
Stefan Korth
 
Hallo zusammen,
aschgraues Licht der Venus auf der Nachtseite visuell kann ich bestätigen, habe ich mit 19cm F/9 Newton vor vielen Jahren einmal gesehen. Ein Freund und exzellenter Beobachter der auch dabei war, konnte es ebenfalls sehen.

Hier ein Link auf einen Thread in dem es zwar mehr um den Venusschatten geht, aber in Post 15 zitiere ich ein Buch zu unserem Thema:
Beitrag im Thema "Untergang der Venus" Untergang der Venus
CS Mike
 
Zuletzt bearbeitet:
Thermisches Infrarot kann man mit industrieüblichen Kameras von -40°C bis 3.000°C messen, aber die Planckkurven sehen da natürlich sehr unterschiedlich aus. Auch NIR kann also
Auch tiefere Temperaturen können gemessen werden, wenn der Sensor entsprechend ausgewählt und evtl. gekühlt wird. Die einfachsten und universellsten Sensoren, die es schon seit mind. 100 Jahren gibt, sind Bolometer.
thermisch sein. Die weitverbreiteten CMOS-Detektoren haben aber nicht genug Empfindlichkeit , um thermografisch benutzt zu werden. Ich kann mit einer radiometrisch kalibrierten SWIR-
Der Begriff "thermisch" bezieht sich auf die Erzeugung der Strahlung. NIR kann thermisch oder auch nicht-thermisch (IR-LEDs, Laser) erzeugt werden. Thermisches Licht folgt immer in etwa der Planckverteilung, was für nicht-thermisches Licht nicht der Fall ist. Weiße LED-Lampen sind nicht-thermisch und versuchen, das thermische Spektrum zu imitieren. Auch sichtbares Licht, UV, etc. kann thermischen Ursprungs sein. Der Begriff wird oft falsch verwendet.
Kamera (die dann den selben Sony InGaAs-Detektor verwendet wir auch die QHY900/901) so gerade ab ca. 350°C thermische Strahlung nachweisen und messen, darunter - Fehlanzeige. Gleichwohl "sieht" man im NIR/SWIR-Bereich, aber das ist dann im Wesentlichen Reflexion. Denn auch die Venusoberfläche wird trotz der Wolkendecke "beleuchtet" - genug Output kommt ja von der Sonne dort an.
Die Nachtseite wird nicht von der Sonne beleuchtet, daher ist das keine Ursache von Strahlung. Bei der Erde sorgt der Mond für Beleuchtung, vice versa. Das fällt bei Venus aus. Das Einzige, was ich mir als Venus-Laie vorstellen kann sind Streuung des Sonnenlichts an der inneren Seite der Wolkendecke und Beugung an den Atmosphärenschichten für entsprechende Wellenlängen. Das verschwindet jedoch, wenn die Sonne genügend unter dem Horizont steht und sollte in der Mitte der Nachtzone nicht ins Gewicht fallen.
Aber noch einmal: Die Beobachtungen der Nachtseite der Venus finde ich absolut spektakulär. Ich habe mir ja schon vor knapp 40 Jahren bei meinen Beobachtungen an einem 9"-Refraktor eingebildet, dort etwas gesehen zu haben (Stichwort: Aschgraues Venus-Licht) - nur konnte man das damals als Amateur nicht dokumentieren. Dass es jetzt geht (wenn auch eben nicht im Visuellen), das finde ich toll!

CS,
Stefan Korth
 
Hallo zusammen,
das ganze fällt oder steigt eigentlich nur durch den Nachweis sowie dem Vorhandensein verlässlicher Aufnahmen von Profi Astronomen mit erdgebundenen Teleskopen. Vielleicht kann mal hier jemand ein Bild posten oder einen Quellenverweis eines Bildes das mit professioneller astronomischer wissenschaftlicher Arbeit erstellt wurde?!

Das interessante an der Venus ist ebenfalls, das in allen alten Kulturen, Venus stets als Komet dargestellt bzw als Haarstern bezeichnet wurde. Dafür gibt es mit wissenschaftlichen Instrumenten gemessene Nachweise.


Viele Grüße Frank
 
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