Hinweise zur Technik

Auswahl der untersuchten Sternhaufen und Informationen zur technischen Ausrüstung (Teleskop, Kamera, Filter, Bilddarstellung)

Die Sternhaufen

Vergleich der Filtercharakteristiken im Besselschen (U)BV-System mit den Transmissionsfunktionen unserer B- und V-Filterkombinationen
+Abb.4: Vergleich der Filtercharakteristiken im Besselschen (U)BV-System mit den Transmissionsfunktionen unserer B- und V-Filterkombinationen

Filterkombinationen

Für die CCD-Aufnahmen in B und V standen aus Kostengründen keine Filter zur Verfügung, deren Transmissionsfunktionen den Besselschen Festlegungen des UBV-Systems Literatur und Links optimal angepasst sind. Einem Vorschlag von Heimerl Literatur und Links folgend kamen die Schott-Filter BG12 für das B-Band und VG9 für das V-Band zum Einsatz. In Verbindung mit einem Infrarotsperrfilter KG5 (CCD-Chips sind im Allgemeinen im Infraroten sehr empfindlich!) kommen deren Transmissionscharakteristiken den Funktionen des UBV-Systems einigermaßen nahe. Die Filtergläser wurden uns von der Firma Schott in Mainz kostenlos überlassen und dann vom örtlichen Optiker in 1,25-Zoll-Schraubfassungen eingeschliffen. In Abb. 4 sind die Bessel-B- und Bessel-V-Transmissions-Funktionen (erstellt nach Literatur und Links) mit denen unserer Filterkombinationen BG12 + KG5 beziehungsweise VG9 + KG5 Literatur und Links verglichen. Eine Filterschublade im Strahlengang des C8-Teleskops ermöglichte einen problemlosen Filterwechsel. Einzig für Aufnahmen von NGC 2632 war für jeden Filterwechsel die Aufnahmeoptik zu zerlegen: Der Brennpunkt des vorhandenen 300 mm Teleobjektivs lag zu nahe am Objektivtubus, um noch eine Filterschublade zwischen Objektiv und CCD-Chip einbauen zu können.

Das Aufnahme-Instrumentarium

Für die CCD-Aufnahmen wurde die Brennweite des C8-Teleskops unserer Schulsternwarte mittels Telekompressor auf 900 mm bei Blende f/D = 4,5 reduziert. Somit konnte ein Sternfeld von etwa 25 arcmin Ausdehnung auf den 8,6 mm x 6,5 mm großen CCD-Chip der ST6-Kamera mit 375 x 242 Pixeln abgebildet werden. Für NGC 2632 mit einem Durchmesser von etwa 80 arcmin musste die CCD-Kamera an ein 300 mm Teleobjektiv angepasst werden. Die Nachführung regelte ein ST4-Autoguider an einem f = 700 mm / D = 60mm-Refraktor als Leitrohr.

CCD-Bilder in B und V

Fotografische Ergebnisse

Beispielhaft zeigt Abb. 5 neben einem RGB-Komposit-Farbbild von NGC 2281 die zugehörigen B- und V-Bilder. Die erreichte Grenzhelligkeit liegt hier geringfügig über Magnitude 14. Die Negativ-Darstellung der B- und V-Bilder erlaubt einen recht einfachen Vergleich von Sternhelligkeiten. Wie man im RGB-Komposit unschwer sieht, handelt es sich bei den mit Boden-Nummern Literatur und Links gekennzeichneten Sternen um rötliche Objekte, die im blauen CCD-Bild deutlich schwächer erscheinen als im grünen. Allein die Betrachtung unterschiedlich gefilterter CCD-Bilder lässt demnach erste - wenn auch noch recht grobe - Aussagen über den Spektraltyp mancher Sterne zu. Zur Bildqualität sei angemerkt, dass sich im Strahlengang des C8-Teleskops mit Telekompressor und Farbfiltern (mindestens) zwölf Glas-Luft-Flächen befanden, von denen die vier Filteroberflächen nicht einmal vergütet waren. Da zudem der Strahlengang im Filterbereich nicht parallel war, sind die Bilder zumindest der hellsten Sterne auf dem CCD-Chip recht ausgedehnt und manchmal überlappend. Die zur Auswertung verwendete Software WinStarFinder (siehe Konstruktion der Farben-Helligkeits-Diagramme hat diesem Umstand Rechnung zu tragen, um entsprechende Verfälschungen in den Farben-Helligkeits-Diagrammen zu vermeiden.

Belichtungszeiten und Bildkorrekturen

Von jedem Sternhaufen wurden zuerst kurz belichtete Bilder in B und V angefertigt. Die Belichtungszeiten (etwa 30 Sekunden bis zwei Minuten) wurden so gewählt, dass die von den hellsten Sternen belichteten Pixel auf dem CCD-Chip noch nicht in Sättigung gingen. Die sich anschließenden lang belichteten Aufnahmen (Belichtungszeiten zwischen fünf und zwanzig Minuten) erreichten dann Sterne bis zu einer Magnitude von etwa 15. Zusätzliche Bilder im Roten (Filterkombination: RG610 + KG5) erlaubten dann später in Kombination mit den B- und V-Aufnahmen die Erstellung von RGB-Farbbildern mit der Software CCDOPS. Selbstverständlich wurden alle Bilder bezüglich Dunkelstrom und Flatfield korrigiert.

    Fotografische Ergebnisse

    Beispielhaft zeigt Abb. 5 neben einem RGB-Komposit-Farbbild von NGC 2281 die zugehörigen B- und V-Bilder. Die erreichte Grenzhelligkeit liegt hier geringfügig über Magnitude 14. Die Negativ-Darstellung der B- und V-Bilder erlaubt einen recht einfachen Vergleich von Sternhelligkeiten. Wie man im RGB-Komposit unschwer sieht, handelt es sich bei den mit Boden-Nummern Literatur und Links gekennzeichneten Sternen um rötliche Objekte, die im blauen CCD-Bild deutlich schwächer erscheinen als im grünen. Allein die Betrachtung unterschiedlich gefilterter CCD-Bilder lässt demnach erste - wenn auch noch recht grobe - Aussagen über den Spektraltyp mancher Sterne zu. Zur Bildqualität sei angemerkt, dass sich im Strahlengang des C8-Teleskops mit Telekompressor und Farbfiltern (mindestens) zwölf Glas-Luft-Flächen befanden, von denen die vier Filteroberflächen nicht einmal vergütet waren. Da zudem der Strahlengang im Filterbereich nicht parallel war, sind die Bilder zumindest der hellsten Sterne auf dem CCD-Chip recht ausgedehnt und manchmal überlappend. Die zur Auswertung verwendete Software WinStarFinder (siehe Konstruktion der Farben-Helligkeits-Diagramme hat diesem Umstand Rechnung zu tragen, um entsprechende Verfälschungen in den Farben-Helligkeits-Diagrammen zu vermeiden.

    Darstellung der Bilder am PC

    Zur einfachen Betrachtung der CCD-Bilder eignet sich am besten die Kamera-Software CCDOPS. Für optimale Bilddarstellung und auch für die quantitative Auswertung mit der Software WinStarFinder ist es wichtig, die Bedeutung der Begriffe "Background" und "Range" zu kennen:

    • Background

      Alle Pixel mit Helligkeiten kleiner als der zu wählende "Background"-Wert werden schwarz dargestellt. Damit wird unter anderem die immer vorhandene Hintergrundhelligkeit des Himmels "herausgerechnet".
    • Range

      Im angezeigten Bild werden alle Helligkeiten größer als "Background plus Range" wie "weiß" dargestellt. Zwischen diesen beiden Grenzwerten "Background" und "Background plus Range" werden die Helligkeitswerte linear skaliert dargestellt. Man enthält so kontrastreiche Darstellungen.

    Die Aufnahmekamera ST6 der Firma SBIG ist eine zweistufig gekühlte CCD-Kamera mit 16 bit Bildtiefe. Jedes Pixel kann demnach 2 hoch 16 = 65.536 Helligkeitsstufen unterscheiden, die mit den ganzzahligen Werten von Null bis 65.535 belegt werden.

    Autor
    Avatar Peter Stinner

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