Planetare Nebel Spektrumsbreite

gateway

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Hallo liebe Astrokollegen,

ich beschäftige mich seit kurzer Zeit mit der Spektroskopie mit einfachen Mitteln.
Ganz gute Erfolge habe ich schon mit dem Star Analyzer SA-100 an verschiedenen Sternen und das Wellenlängen- und auch Flusskalibrieren funktioniert mittlerweile auch ganz gut.
Jetzt habe ich das erste Mal Planetare Nebel aufs Korn genommen und grundsätzlich funktionierts, aber durch die Ausdehnung des Objekts bekommt man natürlich auch jede spezifische Wellenlänge als Abbildung des Nebels aufs Bild (ich hänge mal das Spektrum und auch die Auswertung von NGC7662 dran, da sieht man schon gut mein "Problem").
In diesem Spektrum geht z.B. die H Beta Linie zwischen OIII und HeII unter, weil die Abbildungen so breit sind.

Spektrum_7662_mit_Struktur.jpg


ngc7662_20230819_nicht_flusskalibriert.png


Das ganze wird schlimmer, je größer das Objekt wird... bei M27 überlappt sogar H Alpha und OIII mit meinem 150/750er Newton.

Jetzt hab ich zwei Ansätze, aber vielleicht hab ich etwas nicht bedacht oder bei der Suche im Internet übersehen:
Einerseits, könnte man das kleinste seiner Teleskope benutzen (bei mir der 80/500 Apo und dann noch einen Reducer verwenden, das würde das Problem zumindest etwas verbessern), andererseits könnte man eine Schlitzmaske vor den Analyzer hängen?
Hat mit so einer Maske schon mal jemand experimentiert?
Hab ich was übersehen?

Vielen lieben Dank schon mal!

Liebe Grüße
Philipp
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Philipp,

da bist du an den Grenzen mit dem Star Analyser angekommen. Flächige Objekte bei längerer Brennweite sind ein Kompromiss.

Entweder kleine planetarische Nebel mit relativ kurzer Brennweite aufnehmen, etwa M57, und einzelne Ringe im Spektrum sehen, Oder den ganzen Aufwand eines Spektrographen mit Spalt betreiben.

Chistian Buil zeigt sehr schön auf, was mit dem Star Analyser zu erreichen ist, da ist ist sicher noch Arbeit für viele Nächte drin.

Sobald du aber einen Spalt (oder Schlitz) einsetzt, musst du das Objekt auf dem Spalt positionieren und über die Nachführung dort halten. Spaltkamera und Aufnahme Kamera und idealerweise noch eine Kamera am Sucher/Leitrohr. Nicht unmöglich, aber um vieles schwieriger als das Arbeiten mit dem Star Analyser ohne Spalt. Ein relativ kostengünstiger Einstieg wäre Star'Ex als Selbstbau Projekt oder Alpy 600, aber es bleibt eine lange Lernkurve. Ich hab die Teile rumliegen, aber im ersten Pensionsjahr noch nicht genügend Zeit gefunden ;).

CS
Arnold
 
Hallo Arnold,

danke für die ausführliche Antwort, ja klar, da gibts noch für viele Nächte ausreichend zu beobachten, die Angst habe ich gar nicht. Ich bin nur immer schnell am Testen der mir möglichen Grenzen bevor ich die Mittelklasse Objekte abarbeite :)
Selbstbau ist bei mir nur bedingt möglich, ich habe sehr zittrige Hände (Tremor) und bin deswegen bei solchen Basteleien immer sehr gehandicapped.
Rein vom Prinzip müsste es aber doch möglich sein, genau vor den SA-100 einen 1,25" Schlitz draufzuschrauben und dann natürlich alle damit verbundenen Aufwände wie Guiding und überhaupt erst mal finden usw in kauf zu nehmen... mir schwebt da vor:

Ein Teleskop mit einem Filterrad mit einem SA-100 mit vorgeschaltenem Schlitz"Filter". Aufsuchen des Objekts ohne dem SA-100, dann, wenn das Objekt direkt mittig ausgerichtet ist und das Guiding läuft den SA-100 einschwenken.
Guiding hab ich schon fürs Fotografieren und den SA-100 hab ich auch schon. Für erste Tests hätte ich auch ein manuelles Filterrad, allerdings wüsste ich nicht wo ich so einen 1,25" Schlitzfilter herstellen lassen könnte und natürlich hab ich keine Ahnung wie breit der Schlitz sein sollte... Aber müsste das nicht generell hinzubekommen sein und wäre das nicht dann eine wesentliche Verbesserung für die Arbeit mit den SA-100?

Liebe Grüße
Philipp
 
Hallo Philipp,

ich könnte für ein Spektrum mit nicht ganz so breiten Linien NGC 7027 empfehlen (sieh Bild unten). Allerdings wirst Du das Spektrum ausschneiden müssen, bevor Du es in RSPec verarbeitest.
Der Graph in meinem Bild unten ist durch einen schmalen Streifen, den ich durch den oberen zentralen Teil ausgeschnitten habe, entstanden.
Ich finde aber auch die flächige Farbdarstellung allein schon sehr schön, so wie Du es oben in Deinem Spektrum gemacht hast. Mit einer Farbkamera geht das direkt, mit der Schwarz-Weiß-Kamera gehe ich den Umweg über vspec und den dort erzeugten "synthetischen" Farben.

http://www.aau.telebus.de/Ver_7/use...20130805u12PNNGC682670277662graphlabeledw.jpg

Hier noch ein weiteres Beispiel mit NGC 6543:
http://www.aau.telebus.de/Ver_7/use...14August/20140829NGC6543colcamvisforumvds.jpg

Grüße
Torsten
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Torsten,

danke für deinen Input, ja ich finde grundsätzlich auch alleine schon die Darstellung ansich wunderbar und das, was ich mittlerweile astronomietechnisch erreiche hätte ich mir vor ein paar Jahren nicht vorstellen können. Man versucht halt trotzdem immer wieder neue Wege zu gehen und neue Ziele zu erreichen.

Ich habe auch schon versucht, einen schmalen Streifen zu verwenden, allerdings muss ich dafür Aufnahmen mit Darks und Flats machen... da mach dann das Rauschen viel mehr zu schaffen und die Auswertung war für mich damit nicht zufriedenstellend.

Danke auch für die Beispiel-Links.

Insgesamt bin ich eigentlich schon seelig damit, wie es jetzt funktioniert... alles weitere ist ein Plus.

Liebe Grüße
Philipp
 
Hallo Philipp,

eine Schlitzscheibe mit mehreren Schlitzbreiten (Loch 25µm, Schlitze 25µm, 50µm, 100µm, 300µm und Loch 3mm) könnte ich Dir zukommen lassen. Die ist bei mir vom Alpy 600 übrig geblieben, weil ich das Guiding Modul habe.

Dahinter käme im einfachsten Fall ein Achromat als Kollimator, dann der SA100 und am Schluss eine Kamera mit Objektiv. Für das Einstellen könntest Du einen Klappspiegel davor setzten. Aber die Bastelei ist doch recht umfangreich und ohne reflektierendem Schlitz (Guiding Modul) wird keine rechte Freude aufkommen :cry: . Ich hab selbst mal mit dem Gedanken gespielt und bau mir vielleicht so was für sehr geringe Auflösung (und damit sehr lichtschwache Objekte) auf, jedoch mit Guiding Modul. Mit dem 3D Drucker wäre es ja kein großes Problem.

Aber für den üblichen Bereich würde ich für Selbstbau eher auf Star'Ex Low-Resolution oder LOWSPEC von Paul Gerlach setzen. Bei Star'Ex könntest Du Optik-Kit und Druck Teile fertig beziehen, der Rest ist immer noch ein breiter Weg. Eine nicht unbeträchtliche Investition und im Betrieb weit aufwändiger wie ein Star Analyser! Das würde ich mir gut überlegen!

CS
Arnold
 
Hi Arnold,

vielen Dank für deine Unterstützung, ich lese mich mal näher ins Thema ein... ein Kollimator sagt mir in dem Zusammenhang nichts, da muss ich zuerst meine Hausaufgaben machen, aber mit den Ansatzpunkten von dir komm ich schon mal in die Gänge.

Liebe Grüße
Philipp
 
Mein Vorschlag wäre es eine Zylinderlinse zu verwenden, um nicht wie beim Spalt wertvolles Licht zu verlieren.

Astrogrüße,
Claus
 
Hallo Claus,

eine Zylinderlinse wird eigentlich nur visuell dazu verwendet, das Spektrum eines hellen Sternes zu einem breiteren Band auseinanderzuziehen. Mit der Kamera macht das wenig Sinn, verschlechtert nur das Signal Rausch Verhältnis. Wenn man will, kann man es später in der Bildbearbeitung machen. Für die Auswertung des Spektrums reicht das schmale Spektrum, der Rest ist ja Himmelshintergrund, der uns nur stört.

Mit dem Spalt wird dagegen vor dem Prisma oder Gitter ein Bereich aus dem Objekt herausgeschnitten und dann ausgewertet. Die Spaltbreite bestimmt zusammen mit der Dispersion das Auflösungsvermögen des Spektrographen, begrenzt aber leider auch die Empfindlichkeit. Im Gegensatz zum StarAnalyser wird das Licht des Himmelshintergundes nur im Spalt berücksichtigt, stört damit bedeutend weniger.

CS, Arnold
 
Hallo Phillip, hallo Claus,

mir ist gestern zufällig eine Seite im Web untergekommen mit einem einfachen Selbstbau Spaltspektrograph, der das Prinzip schön zeigt. Auf so etwas Ähnliches läuft ein Umbau des SA100 auf Spalt hinaus. Mit 3D Druck sicher einfacher zu lösen, es wird aber ein weiter Weg bis zum ersten Spektrum. Das Gitter A und das Prisma F im Schema könnte der StarAnalyser und das vielleicht vorhandene Prisma des SA100 sein, der Rest ist neu!

CS, Arnold
 
Zitat von Arnold3:
Hallo Claus,

eine Zylinderlinse wird eigentlich nur visuell dazu verwendet, das Spektrum eines hellen Sternes zu einem breiteren Band auseinanderzuziehen. Mit der Kamera macht das wenig Sinn, verschlechtert nur das Signal Rausch Verhältnis. Wenn man will, kann man es später in der Bildbearbeitung machen. Für die Auswertung des Spektrums reicht das schmale Spektrum, der Rest ist ja Himmelshintergrund, der uns nur stört.

Mit dem Spalt wird dagegen vor dem Prisma oder Gitter ein Bereich aus dem Objekt herausgeschnitten und dann ausgewertet. Die Spaltbreite bestimmt zusammen mit der Dispersion das Auflösungsvermögen des Spektrographen, begrenzt aber leider auch die Empfindlichkeit. Im Gegensatz zum StarAnalyser wird das Licht des Himmelshintergundes nur im Spalt berücksichtigt, stört damit bedeutend weniger.

CS, Arnold
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Oh nein,
ich meinte, das Licht eines ausgedehnten Objektes mit eine Zylinderlinse in einer Richtung zu stauchen, so dass man näherungsweise eine Linie bekommt, ohne Licht in einem Spalt zu verlieren. Diese Linie kann man dann durchs Spektrometer schicken.
Claus
 
Hallo Claus,
das funtioniert so leider nicht. Wäre auch zu schön gewesen.

Die einzige Variante wäre eine höhere Dispersion in parallelem Strahlengang, damit das Spektrum weiter auseinandergezogen wird und eine lichtstärkere Optik. Also zuerst mit einer Barlow das Strahlenbüschel fast parallel machen, dann ein Gitter mit vielleicht 600 oder 1200 l/mm und danach ein lichtstarkes, kurzbrennweitiges Kameraobjektiv. Mit dem f/5 Newton und einem f/2 Objektiv würde dann die Brennweite von 750mm auf 300mm sinken, allerding das Bildfeld nur teilweise ausgeleuchtet sein und am Rand wohl ein wenig verzerrt.

Die Freiheiten sind begrenzt, sonst schlagen die Fehler der Optik unbarmherzig zu :devilish:. Mit Gitter im konvergenten Strahlengang ist es noch viel schlimmer, da ist wohl der SA 200 mit 200 Linien pro mm die Grenze.

CS, Arnold
 
Wenn die Brennebene des Teleskops plus Zylinderlinse in der Bildebene dieser Anordnung liegt (D.h. auf einer dort eingefügten Mattscheibe als Linie erscheint), sollte das doch gehen, wenn man den Brennpunkt des Urbildes des Spektrometers genau auf dieses Bild ausrichtet. Warum sollte das nicht funktionieren?
 
Die Zylinderlinse wirkt in der einen Richtung wie ein starker Reducer, mit allen dadurch eingeführten Problemen. Aber vor allem ist in dieser Richtung das System nicht mehr f/5 sondern zum Beispiel f/2. Noch stärkere Stauchung zu einer Linie dürfte gar nicht funktionieren. Übliche Spektrographen vertragen gerade noch zwischen f/4 (Alpy) und f/10 (Dados). Bei schnelleren Teleskopen kommt es dann zu Vignettierung und zu starken Unschärfen.
 
Ich verstehe das nicht, das würde bedeuten, dass die Brennweite eines Okulares das Öffnungsverhältnis des Teleskops verändern würde? Ein Spektrograph ersetzt ja das Okular mit dem Unterschied, dass das Okular durch ein Mikroskop ersetzt wird mit Fokusebene auf dem Spalt. Im parallelen Strahlengang im Mikroskop sitzt dann noch das Gitter oder das Prisma...
 
Nicht das Okular, sehr wohl aber die Zylinderlinse oder der Reducer vor dem Brennpunkt. Wenn das Abbild des Nebels kleiner werden soll, geht das nur durch Verkleinerung der Brennweite. Dabei wird aber der Strahlenkegel stumpfer und damit für die folgende Optik giftiger. Daher werdem starke Reducer auch nur für langsame Teleskope angeboten, bei Newtons ist bei etwa 0.7x Schluss. Einen 0.5x oder 0.3x kann man natürlich auf der Achse probieren, aber der Spotdurchmesser wird schon recht groß. Und abseits der Achse ist das Resultat grauenhaft.
 
Zitat von Arnold3:
Nicht das Okular, sehr wohl aber die Zylinderlinse oder der Reducer vor dem Brennpunkt. Wenn das Abbild des Nebels kleiner werden soll, geht das nur durch Verkleinerung der Brennweite. Dabei wird aber der Strahlenkegel stumpfer und damit für die folgende Optik giftiger. Daher werdem starke Reducer auch nur für langsame Teleskope angeboten, bei Newtons ist bei etwa 0.7x Schluss. Einen 0.5x oder 0.3x kann man natürlich auf der Achse probieren, aber der Spotdurchmesser wird schon recht groß. Und abseits der Achse ist das Resultat grauenhaft.
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Ein Reducer sitzt vor dem Brennpunkt des Objektivs, ein (klassisches) Okular dahinter. Das sollte man auseinanderhalten. Warum kann man keinen Spektrometer für kurzbrennweitige Teleskope bauen? Ich sehe keinen Grund, es wäre nur etwas kompakter. Der Spot ist so kleiner als bei langen BRennweiten, nicht?
 
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