Der Staranalyser 100 als Objektivgitter

FlorianV

Aktives Mitglied
Hallo miteinander!

Bei der Verwendung des Staranalysers wird z.B. auch von dessen Entwicklern die Möglichkeit genannt, den Staranalyser direkt vor die Linse eines Teleobjektives zu montieren.
Uwe Zurmühl erläutert diese Objektivgitterspektroskopie in
https://bav-astro.de/images/BAV_Tagungen/Hartha2023/ZurmühlU_Spaltlos_mit_Transmissionsgittern.pdf
und zeigt, dass damit hohe Auflösungen erzielt werden können.

Deshalb war es für mich einen Versuch wert, den SA100 VOR dem Hauptspiegel meines Skywatchernewtons PDS130 f5 zu bauen.

Glücklicherweise ist im Staubschutzdeckel des Newtons noch eine kleine Öffnung von etwa 2 Zoll integriert, welches anscheinend zur Abblendung für Mond- und Sonnenbeobachtung dienen sollte. In dieser Öffnung lässt sich prima der SA100 mit Hilfe einer Okularschutzkappe, eines 1,25 Zoll Gewindes und Klebeband befestigen:

1782227917876.png

1782227937410.png


Die Öffnung reduziert sich hier zwar auf die knapp 1.25 Zoll des SA100 (bei einer Brennweite von 650mm!), aber für helle Sterne reicht die Öffnung alle mal.

Arcturus, ein K1.5 Riese, diente mit seiner Fülle an Absorptionslinien als Testobjekt. Diesen hatte ich bereits im Mai 2025 mit dem SA100 im konvergenten Strahlengang, also direkt vor der Kamera, mit dem gleichen Teleskop aufgenommen, so dass hier ein guter Vergleich möglich ist.

Aufnahmedaten:

SA 100 im konvergenten Strahlengang:
Teleskop Skywatcher 130 PDS, SA100 Grism und Tiltausgleich (3.7°), ASI 585m, Abstand Gitter Sensor ca. 14 cm, 46x3s

SA 100 als Objektivgitter:
Teleskop Skywatcher 130 PDS, SA100, ASI 585m, je nach Wellenlängenbereich Summe aus 25 bis 35 Einzelbilder mit 15 s Einzelbelichtungszeit.

arcturus-Vergleich mit SA100konvergent.png


Da die Dispersion beim Objektivgitter so groß ist, passt nur noch ein kleiner Bereich des Spektrums auf den Sensor der ASI 585:

arcturus-Vergleich mit SA100konvergent 350-550nm.png



arcturus-Vergleich mit SA100konvergent 600-800nm.png


arcturus-Vergleich mit SA100konvergent NIR.png


Die Auflösung ist beim Objektivgitter deutlich größer. So lässt sich z.B. die Rotationsfeinstruktur der Fraunhofer A-Bande bei 760 nm teilweise auflösen. Ebenso ist das Magnesiumtriplett deutlich getrennt.

Die Aufnahme gestaltete sich mit dem Gitter vor dem Teleskop nicht unproblematisch. Aufgrund der höheren Dispersion befindet sich die erste Beugungsordnung um ein paar Grad neben der 0. Beugungsordnung. Diese muss man dann erst mal finden, wenn der Kamerasensor nur ein knappes Grad abdeckt! Eine Ausrichtung der Kamera und des Gitters an den Achsen ist daher sehr ratsam.

Aufgrund der geringen Öffnung sind natürlich die möglichen Objekte stark eingegrenzt. Aber es ist ein schöner Versuch mal aus der Spektroskopie mit niedriger Auflösung ein bisschen rauszukommen und etwas höhere Auflösungsluft zu schnuppern😊

Viele Grüße
Florian
 
Genial! Der Vorteil dabei: Das Licht fällt absolut parallel auf das Gitter. So ist die Auflösung optimal.
Da Du den opt. Weg vor dem Gitter nicht abblendest, stören da nicht die Hinterdrundssterne auf der opt. Achse?
Claus
 
Würde das auch mit einem Refraktor/ Teleobjektiv gehen?
Eine 500er Wundertüte wäre doch wunderbar (kleines Wortspiel) dafür.

BG. Frank
 
Hallo Claus und Frank,

Da Du den opt. Weg vor dem Gitter nicht abblendest, stören da nicht die Hinterdrundssterne auf der opt. Achse?
Eigentlich schon! Bei meinem Test mit Arcturus ist diese Problem eher unbedeutend, da in der Umgebung keine helleren Sterne sind die stören.
Anbei das gestreckte Summenbild im NIR-Bereich:
1782301641514.png

Da hatte ich gerade noch Glück:-)

Um diese zu umgehen, kann man mittels einem seitlich geöffneten (damit hier das zu untersuchende Sternlicht auf das Gitter treffen kann) und vorne verschlossenen Rohr die Sterne auf der optischen Achse ausblenden. Uwe Zurmühl beschreibt dies in der oben verlinkten Präsentation auf S. 45/46.

Würde das auch mit einem Refraktor/ Teleobjektiv gehen?
Eine 500er Wundertüte wäre doch wunderbar (kleines Wortspiel) dafür.
Sicher!
Robin Leadbeater hat dazu auch schon einiges auf folgender Seite geschrieben:
http://www.threehillsobservatory.co.uk/astro/spectroscopy_17.htm

Die chromatische Aberration wird zwar etwas an Auflösung kosten. Aber ein Versuch ist es sicherlich wert:-)

Beste Grüße
Florian
 
Um diese zu umgehen, kann man mittels einem seitlich geöffneten (damit hier das zu untersuchende Sternlicht auf das Gitter treffen kann) und vorne verschlossenen Rohr die Sterne auf der optischen Achse ausblenden. Uwe Zurmühl beschreibt dies in der oben verlinkten Präsentation auf S. 45/46.

Da Du den opt. Weg vor dem Gitter nicht abblendest,

Sorry Claus, ich habe übersehen, dass dir der Sinn und die Möglichkeit des Abblendens durchaus bewusst ist und somit meine Beschreibung nicht nötig gewesen wäre.
Aber es schadet glaub ich nicht, wenn es auch mal erwähnt wird. Mir war es ehrlich gesagt am Anfang, als ich das oben verlinkte Dokument zum ersten Mal sah, nicht wirklich klar, wie bei so einer Blende mein zu untersuchendes Sternenlicht seinen Weg ins Teleskop findet. Erst als ich den Ablenkwinkel zwischen 0. und erster Beugungsordnung (z.B. bei 380nm) mal ausgerechnet habe, wurde mir erst bewusst , wo der Stern eigentlich bezüglich der optischen Achse steht, wenn ich das Spektrum am Sensor habe :).

Viele Grüße
Florian
 
Ich möchte nur noch betonen, dass das Ganze nicht auf meinem "Mist gewachsen" ist. Ich habe einfach nur ausprobiert, was Uwe Zurmühl in den oben genannten Dokumenten hervorragend herausgearbeitet hat.

Das schmälert weder die Umsetzung noch das hervorragende Ergebnis ;)

Wie bauen alle auf ganz vielen Personen mit ganz vielen Ideen und Anleitungen auf. Sonst würds auch keinen Star Analyser geben mit dem wir uns herumspielen können :)

Liebe Grüße
Philipp
 
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