Astrofotografie mit "Exotischen Narrowbandfiltern"

[Lstachowski]

Hallo, ich bin auf einen Blog-Eintrag im Internet gestoßen, in dem mit "exotischen" Narrowbandfiltern experimentiert wurde. Also quasi mit Filtern, die nicht die klassischen Linien H alpha, O[III] und S[II] sind. Allerdings ist der Blogeintrag schon über 15 Jahre alt. Da ich das Thema recht spannend fand, habe ich mir zwei Filter von Thorlabs gekauft (Industriefilter, vermutlich für Laser, 25mm Durchmesser) und mir mit meinem 3d Drucker eine entsprechende Filterzelle gedruckt, damit diese Filter in ein normales Filtergewinde passen. Zum einen habe ich einen Helium I Filter bei 587 nm und einen Helium II Filter bei 468 nm mit FHWM-Werten von 10 nm. Einige Beispiele der mit diesen Filtern aufgenommenen Bilder hänge ich an. Nun stelle ich mir nun einige Fragen.
1: Wie finde ich Objekte, die in den "exotischen" Wellenlängen interessant sind?
2: Wie beweise ich, dass das was ich da fotografiert habe wirklich eine Helium Emission (oder später vielleicht eine andere Emissionslinie) ist.
3: Welche Emissionen sind vielleicht noch Interessant. Ich hatte Ne[III], O[II], O, N[II] und Ar [III] ins Auge gefasst.
Clear Skies Leon

 

[wynnie]

Hallo Leon,

Deine Aufnahmen finde ich sehr interessant. Objekte bei (für Amateure) ungewöhnlichen Wellenlängen zu untersuchen ist eine spannende Idee. Vor allem wenn man die Bilder mit denen der anderen Wellenlängen vergleicht. Informationen zu interessanten Objekten zu finden wird aber nicht einfach sein, da sich nicht viele Leute mit diesem Gebiet beschäftigen. Mit geht das mit Helium Bilder der Sonne genau so. Viele finden es faszinierend aber kaum einer kennt sich damit aus.

Objekte die besonders im Licht des Heliums leuchten hat Du ja schon gefunden:

- H-Ii Regionen (durch junge, heiße Sterne ionisiert)
- planetarische Nebel (angeregt durch UB Strahlung weißer Zwerge)
- Wolf-Rayet-Sterne
- Supernova Überreste ( insbesondere Typ Ib/Ic)
- Akkretionsscheiben und Jets ( um kompakte Objekte)

Viele Grüße
Michael

 

[Ronald_Stenzel]

Hallo Leon,

interessante Experimente!
Aber für einen direkten Vergleich - gerade bei Motiven welche auch im Kontinuum leuchten (stellare Objekte, Galaxien, Reflexionsnebel), ist eine Substraktion des Selben notwendig, sonst hat man schlicht die Wirkung eines Farbfilters: Vorgehensweise z.B. hier
Wichtig ist auch (wie bei jedem Interferenzfilter) - er muss wirklich parallel zum Detektor sein (garantiert das die 3d-Druckfassung?), sonst erfolgt eine Verschiebung der zentralen Wellenlänge.

viel Erfolg! - und halte uns bitte auf dem Laufenden - Ronald

 

[Lstachowski]

Hallo Leon,

interessante Experimente!
Aber für einen direkten Vergleich - gerade bei Motiven welche auch im Kontinuum leuchten (stellare Objekte, Galaxien, Reflexionsnebel), ist eine Substraktion des Selben notwendig, sonst hat man schlicht die Wirkung eines Farbfilters: Vorgehensweise z.B. hier
Wichtig ist auch (wie bei jedem Interferenzfilter) - er muss wirklich parallel zum Detektor sein (garantiert das die 3d-Druckfassung?), sonst erfolgt eine Verschiebung der zentralen Wellenlänge.

viel Erfolg! - und halte uns bitte auf dem Laufenden - Ronald

Hallo Ronald,
ja, dass Video kenne ich, bei Helium II (468nm) kann ich theoretisch den Blau Filter davon abziehen. Da bleibt bei M27 auch was über. Bei Helium I (587 nm) stoße ich leider auf das Problem, dass ich keinen Breitbandfilter habe, der da einen Durchlass hat, sondern genau da eine Lücke ist.
Ich hänge auch mal Bilder einer leeren Filterzelle und eines fertig zusammengebauten Filters an.
Gruß Leon

 

[wynnie]

Hallo Leon,

bei 10nm Breite glaube ich, ausgehend von meinen Eigenen Erfahrungen im 3D Druck, das es zu Problemen wegen mangelnder Parallelität kommt. Da müsste man den Filter schon ziemlich schräg einbauen und das würde man sicher sehen.

Was den Abzug des Kontinuums angeht würde ich es mal mit M42 versuchen. Da ist viel Licht und ich wäre sehr gespannt zu sehen, was bei 468nm übrig bleibt, wenn man den Blaukanal abzieht. Bei 587nm ist es wirklich schwierig, da alle RGB Filter Sets die ich kenne da für Hg/Mg Lampen eine Lücke lassen. Getreu Murphys Gesetz ist das natürlich die hellere der beiden Linien

Viele Grüße
Michael

 

[Lstachowski]

Hallo Leon,

bei 10nm Breite glaube ich, ausgehend von meinen Eigenen Erfahrungen im 3D Druck, das es zu Problemen wegen mangelnder Parallelität kommt. Da müsste man den Filter schon ziemlich schräg einbauen und das würde man sicher sehen.

Was den Abzug des Kontinuums angeht würde ich es mal mit M42 versuchen. Da ist viel Licht und ich wäre sehr gespannt zu sehen, was bei 468nm übrig bleibt, wenn man den Blaukanal abzieht. Bei 587nm ist es wirklich schwierig, da alle RGB Filter Sets die ich kenne da für Hg/Mg Lampen eine Lücke lassen. Getreu Murphys Gesetz ist das natürlich die hellere der beiden Linien

Viele Grüße
Michael

Hier einmal das Ergebnis bei He2 für M42. Da bleibt kaum was über, außer im Trapez selber (ist ja iwo Physikalisch vielleicht auch zu erwarten, weil Helium braucht sehr viel Energie zur Ionisation).
Ich hab auch mal das selbe mit dem Grünfilter für Helium I gemacht (ist nicht ganz korrekt, wie oben ja schon beschrieben), da ist etwas mehr um das Trapez los.

 

[joetaiga]

Welche Emissionen sind vielleicht noch Interessant. Ich hatte Ne[III], O[II], O, N[II] und Ar [III] ins Auge gefasst.

Hallo Leon,

sehr interessantes Thema, an das du dich heran wagst.

Stickstoff ist insbesondere bei Planetarischen Nebeln interessant. Allerdings rahmen die beiden NII Linien die H alpha Linie ein. Der Abstand ist so klein, dass man mit einem H alpha Filter mit 6nm Bandbreite beide Linien schon mit drin hat. Die tragen zuweilen sogar mehr zum Kanal bei als H alpha selbst.

Ich würde mir halt die Spektren von verschiedenen Nebeln hernehmen und schauen welche Linien jeweils die höchste Intensität haben. Die gelbe He I Linie ist aber eine interessante Sache. Die scheint bei Gasnebeln ähnlich intensiv zu sein wie die SII Linie. Damit könnte man seinen Bildern nochmal eine ganz neue Komponente untermischen. Ansonsten Neon, Argon. Was es halt oft gibt. H beta oder H gamma wäre noch interessant. Da besteht aber das Risiko, dass die mehr oder weniger die selbe Verteilung wie H alpha liefern.

2: Wie beweise ich, dass das was ich da fotografiert habe wirklich eine Helium Emission (oder später vielleicht eine andere Emissionslinie) ist.

Aus den Bandbreiten von He und Farbfilter, kannst du in etwa abschätzen, wieviel Kontinuum im Verhältnis zum Farbfilter innerhalb dessen die Emission liegt. Den Bruchteil ziehst du dann ab. In der Regel bekommt man für die gängigen Sensoren auch eine QE Kurve. Daraus kann man dann noch genauer abschätzen, welchen Bruchteil der Farbfilter Aufnahmen man abziehen muss. Das geht im Prinzip auch mit dem Luminanzfilter. Nur ist da halt die Abschätzung schwerer und andere Linienemissionen können sich überlagern.

Bei deiner Subtraktion scheint mir der Hintergrund abgeschnitten zu sein. Ich würde vor der Subtraktion des Kontinuums erst den Hintergrundwert des Kontinuums addieren. Sonst wird dir schnell der Hintergrundberg beschnitten und du verlierst die schwachen Anteile deines Helium Signals. Dann kannst du auch besser regeln wieviel du abziehen willst. Am besten geht das finde ich in ebenenbasierten Bildbearbeitungsprogrammen. Über den Deckungsregler kann man dann gut einstellen, wo das Kontinuum optimal abgezogen wird. Ganz genau geht es aber halt wie gesagt nicht. Die meisten ziehen jedenfalls für ihre Pretty-Pictures viel zu wenig ab.

Grüße
Joachim

 

[wynnie]

Cool, man sieht die Gebiete in denen neue Sterne entstehen welche das Gas honorieren. Die sind sicherlich noch etwas größer, was sich mit mehr Belichtungszeit auch gut sehen lassen müsste.

Viele Grüße
Michael

 

[Lstachowski]

Stickstoff ist insbesondere bei Planetarischen Nebeln interessant. Allerdings rahmen die beiden NII Linien die H alpha Linie ein. Der Abstand ist so klein, dass man mit einem H alpha Filter mit 6nm Bandbreite beide Linien schon mit drin hat. Die tragen zuweilen sogar mehr zum Kanal bei als H alpha selbst.

Da hatte ich letztens noch eine meiner "genialen" Ideen zu. Kriegt man wohl die NII Linien extrahiert, indem man von einem breitbandigerem H alpha Filter einen schmalbandigeren abzieht. Ich hab nämlich einmal einen Optolong H alpha mit 7 nm und einen Baader H alpha mit 3,5 nm

Ich würde mir halt die Spektren von verschiedenen Nebeln hernehmen und schauen welche Linien jeweils die höchste Intensität haben.

Wo finde ich denn solche Spektren, ich hab schon etwas gegoogelt, aber keine entsprechende Datenbank für Gasnebel gefunden, nur für PNs hab ich ein paar Spektren gefunden.

Aus den Bandbreiten von He und Farbfilter, kannst du in etwa abschätzen, wieviel Kontinuum im Verhältnis zum Farbfilter innerhalb dessen die Emission liegt. Den Bruchteil ziehst du dann ab. In der Regel bekommt man für die gängigen Sensoren auch eine QE Kurve. Daraus kann man dann noch genauer abschätzen, welchen Bruchteil der Farbfilter Aufnahmen man abziehen muss. Das geht im Prinzip auch mit dem Luminanzfilter. Nur ist da halt die Abschätzung schwerer und andere Linienemissionen können sich überlagern.

Wie genau würde ich da denn vorgehen. Also bei der Abschätzung. Sagen wir mal ich hab einen Helium Filter mit einem Durchlass von 466-476 nm und einen Optolong Blau Filter mit einem Durchlass von 400-510 nm und eine Zwo asi 533 mono. Wie würde ich dass denn dann berechnen bzw. schätzen.

Bei deiner Subtraktion scheint mir der Hintergrund abgeschnitten zu sein. Ich würde vor der Subtraktion des Kontinuums erst den Hintergrundwert des Kontinuums addieren. Sonst wird dir schnell der Hintergrundberg beschnitten und du verlierst die schwachen Anteile deines Helium Signals. Dann kannst du auch besser regeln wieviel du abziehen willst. Am besten geht das finde ich in ebenenbasierten Bildbearbeitungsprogrammen. Über den Deckungsregler kann man dann gut einstellen, wo das Kontinuum optimal abgezogen wird. Ganz genau geht es aber halt wie gesagt nicht. Die meisten ziehen jedenfalls für ihre Pretty-Pictures viel zu wenig ab.

Ja, ich hab das mit Pixinsight versucht, quasi den Blau bzw Grün Filter genommen und die Helium Aufnahme, die beiden dann mit Linearfit angepasst und dann über Pixelmath abgezogen.
Ich würde es aber nochmal in Photoshop probieren. Ich glaube aber auch, dass der M42 dafür auch nicht so gut geeignet ist, auch wenn der Nebel in dem Spektrum was ich gefunden habe einen Peak für beide Heliumemissionen hat (He I stärker als He II). Aber da wo ich Helium Emissionen erwarte, nämlich am Trapez ist man schnell in der Limitierung.

Danke schonmal für die ganzen Rückmeldungen.
Ich bin leider auch nur Amateur, auch wenn ich zumindest einen naturwissenschaftlichen Studiengang studiert habe.