Astrofotografie :: Venus

 
Faszinierende Aufnahmen von der Venus, jeweils mit ausführlicher Beschreibung der verwendeten Aufnahmetechnik.

Venus

Venus ähnelt, was Größe und Masse betrifft, unserer Erde. Sie hat jedoch mit rund 460°C eine weitaus höhere Oberflächentemperatur und ist von einer völlig undurchsichtigen und im sichtbaren Licht strukturlosen Wolkendecke aus Schwefelsäuretröpfchen umgeben. Der atmosphärische Druck auf ihrer Oberfläche ist rund 90 × so hoch wie auf der Erde. Venus umkreist die Sonne auf einer praktisch kreisrunden Bahn in 243 Tagen in einer Entfernung von 108,21 Mio. Km. Alle 8 Jahre scheinen Venus und Sonne wieder an der selben Stelle am Himmel zu stehen. Ursache ist die sogenannte 8:13-Resonanz der Bahndaten von Venus und Erde, was bedeutet, daß Venus in 8 Jahren ziemlich genau 13 Umläufe um die Sonne macht. Die Unteren Konjunktionen verfrühen sich dabei lediglich um 2 Tage, Venus ist also minimal schneller.

 

Riesige, schmale Sichel - Venus nahe der Unteren Konjunktion

Dabei nähert sie sich der Erde während einer Unteren Konjunktion bis auf 39,87 Mio. Km an. Dann steigt ihr scheinbarer Durchmesser auf satte 63,5" an. Jedoch ist sie während dieser Zeit für uns Erdlinge nicht sichtbar, da sie von der Sonne völlig überstrahlt wird und uns außerdem noch ihre dunkle Seite zuwendet. Aber wenige Wochen davor und dahinter strahlt sie als hellstes Himmelsobjekt nach Sonne und Mond in ihrer Eigenschaft als "Morgenstern" oder "Abendstern". Schon mit einem billigen, kleinen Fernglas kann man die Venussichel kurz vor bzw. kurz nach der unteren Konjunktion gut erkennen (Foto rechts).

Klein und rund - Venus in der Oberen Konjunktion

Das andere Extrem ist die sogenannte Obere Konjunktion (Foto rechts), wenn die Venus also beihnahe hinter der Sonne steht. Sie erscheint uns in dieser Position zwar voll beleuchtet aber wegen der großen Entfernung entsprechend klein.

Die Wolken der Venus

Interessant ist die Fotografie der Venusatmosphäre im ultravioletten Licht ab ca. 400 nm und abwärts. Hier zeigen sich deutlich sichtbare, streifige Wolkentrukturen. Voraussetzung für eine erfolgreiche Fotografie im UV wäre eine langbrennweitige Spiegeloptik (ideal wäre ein Schiefspiegler), da Glas je nach Sorte UV-Licht absorbiert. Weiterhin wird ein handelsüblicher UV-Passfilter benötigt.
Bezugsquelle: Venusfilter [Teleskop-Service]

Die Nachtseite der Venus (Illustration)

wird normalerweise von den dichten Wolken der Venusatmosphäre komplett verdeckt. Es gibt aber ein paar spektrale ´Fenster´ durch die ein Blick auf die Oberfläche der Venus möglich ist. Freilich kein Blick im herkömmlichen Sinne, sondern vielmehr ein Abbild der Wärmestrukturen auf der heißen Oberfläche. Das einzige, für den Amateurastronomen nutzbare Fenster befindet sich bei 1.020 nm, eine Wellenlänge, die durchaus noch in der Reichweite gängiger CCD-Chips liegt. Das Bild rechts ist nur eine Montage, die zeigt was man mit einem solchen Filter so alles anstellen kann. Doch was leuchtet da?

Im Mittel haben wir mit rund 460°C, also 733K Oberflächentemperatur eine Infrarotstrahlung, deren Maximum bei 3.953 nm liegt. Da fällt im sichtbaren, tiefroten Licht durchaus noch ein geringer Rest an Strahlung ab, die Oberfläche der Venus dürfte also wie eine Herdplatte in dunkler Nacht tiefrot glimmen. Ganz anders sieht das im infraroten Licht aus. Bei 4 µm leuchtet die Venusoberfläche strahlend hell, und das ist keineswegs reflektiertes Sonnenlicht! Und dazwischen, etwa bei 1 µm, wird immer noch reichlich Strahlung abgegeben, die die Venusatmosphäre durch schmalbandige Fenster verlassen kann. Zum Vergleich: Die Erdoberfläche strahlt bei 15°C (288K) mit einem Maximum bei 10.062 nm...

Fotografisch ließe sich dieses Fenster durchaus nutzen, wenn man einen Schmalbandfilter mit einer Durchlasswellenlänge von eben diesen 1.020 nm hätte. Durchlassbreite ca. ±10 nm. Leider werden derartige Filter nicht hergestellt. Einige ´Extrem-Astrofotografen´ haben es mit einem Kantenfilter versucht, der ab 1.000 nm ´aufmacht´. Und tatsächlich - sie konnten die Nachtseite der Venus damit wenigstens andeutungsweise sichtbar machen.

 

Venusaufnahmen & verwendete Aufnahmetechnik:

Südtiroler Abendstern
Südtiroler Abendstern
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      36,1´´
Entfernung:       70.086.602 km
Helligkeit:       -4,00 mag
mittlere FH:      3,56 mag/"²
Phase:            30 %
Elongation:       40° 54'
Koordinaten:      05h 07m 37,0s / +27° 36' 09"
Sternbild:        Stier (Taurus [TAU])

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2012-04-27 18:34 UTC
Montierung:       EQ1
Teleskop:         TS Individual ED APO 70/420
Öffnung:            70 mm
Brennweite:       2665 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/38,1
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/100s, Gain: 3%, γ min
Stacking:         58
Vb:               276,9 ×
Bildfeld:         1,16' × 1,16'
Abbildungsmaßstab 0,43", 0,19"², 147 km/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     33° 46´
rel. Extinktion:  0,64 mag
Seeing:           Mäßig [4/10]
Temperatur:       20°C


Info:
Der strahlend helle Abend´stern´ als Urlaubsmitbringsel...
 
Venussichel mit Minimaloptik
 
 
Venussichel mit Minimaloptik
 
 
Venussichel mit Minimaloptik
Venussichel mit Minimaloptik
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      55,5´´
Entfernung:       45.612.391 km
Helligkeit:       -0,50 mag
mittlere FH:      8,00 mag/"²
Phase:            4 %
Elongation:       15° 54'
Koordinaten:      05h 21m 47,26s / +25° 34' 53"
Sternbild:        Stier (Taurus [TAU])

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2012-05-26 16:18 UTC
Montierung:       EQ1
Teleskop:         TS Individual ED APO 70/420
Öffnung:            70 mm
Brennweite:       2665 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/38,1
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K - S/W-Mod
Filter:           IR-Passfilter 685nm
Einzelbelichtung: 1/100s, Gain: 3%, γ min
Stacking:         2685 aus 5098 handverlesen
Belichtung eff:   0,5s
Rauschen:         350 ADU (auf 16 Bit bezogen)
Vb:               276,9 ×
Theor. Grenzgröße 10,6 mag
Theor. Grenz-FH   11,9 mag/"²
Bildfeld:         1,16' × 1,16'
Abbildungsmaßstab 0,43", 0,19"², 96 km/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     38° 30´
rel. Extinktion:  0,51 mag
Seeing:           Mittel-Gut [6/10]
FWHM:             3,3 Pixel ≡ 1,4"
Reale Auflösung:  316 km
Transparenz:      5.5 fst
Temperatur:       18°C


Info:
Anläßlich eines gemeinsamen Astrotreffens unserer Isartaler Sternfreunde galt der Schwerpunkt der Beobachtungen am Nachmittag der Sonne und der schmalen Venussichel. Nun nähert sich unserer Nachbarplanet langsam seiner Unteren Konjunktion, die diesmal genau genug für einen Venustransit ist. Starke Winböen bei ansonsten guten Bedingungen haben das Teleskop zeitweise ordentlich durchgeschüttelt. Trotzdem war der Anteil an brauchbaren Einzelbildern dank des recht guten Seeings im Schatten eines großen Baums erstaunlich hoch. Das wiederum nährte die winzig kleine Hoffnung, wenigstens andeutungsweise etwas von der unbeleuchteten Venusseite im Infrarot zu sehen, doch diese Hoffnung konnte nicht erfüllt werden. Ein Schmalbandfilter bei 1.020 nm könnte sowas durchaus möglich machen.

Dem 2. Bild
wurde der helle Tageshimmel künstlich hinzugefügt und zeigt Venus, durch das Okular betrachtet, sehr realistisch.

Im 3. Bild
habe ich mal illustriert, wie man die Nachtseite der Venus mit einem Schmalbandfilter sichtbar machen könnte. Bevor aber solche Filter auf den Markt kommen, wird es allerdings bei einer solchen Illustration bleiben...
 
Venustransit 2012
 
 
Venustransit 2012
 
 
Venustransit 2012
Venustransit 2012
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      58,6´´
Entfernung:       43.188.905 km
Helligkeit:       -0,50 mag
mittlere FH:      8,12 mag/"²
Koordinaten:      04h 56m 56,53s / +22° 45' 48"
Sternbild:        Stier (Taurus [TAU])

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2012-06-06 04:28 UTC
Montierung:       EQ1
Teleskop:         TS Individual ED APO 70/420
Öffnung:            70 mm
Brennweite:       1014 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/14,5
Kamera:           Canon EOS 1000 D
Einzelbelichtung: 1/40s @ ISO 100
Stacking:         3
Vb:               51,8 × (Abbildung 1/2)
Bildfeld:         34,78' × 34,78'
Abbildungsmaßstab 2,32", 5,38"², 486 km/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     9° 52´
rel. Extinktion:  1,91 mag
Seeing:           Schlecht [2-3/10]
FWHM:             5,0 Pixel ≡ 11,6"
Reale Auflösung:  2.428 km
Temperatur:       18°C


Info:
Ein äußerst seltenes Naturschauspiel stand heute auf dem Programm, der Venustransit, der allerdings bereits um Mitternacht begann, so daß für uns Mitteleuropäer nur noch der Schlußakt kurz nach Sonnenaufgang beobachtbar war. Die Morgendämmerung begann wolkenverhangen mit leichtem Regen, und eigentlich war ich nach dem ´Genuß´ der trüben Wolkendecke auch fast schon wieder im Bett, wäre da nicht ein kleiner Hoffnungsschimmer auf dem Satellitenbild zu sehen gewesen. Den schmalen Streifen westlich unserer Position hätte man als kurze Auflockerungszone deuten können, und so war es auch, wie sich aber erst nach 6 Uhr Ortszeit herausstellte. Das am Vortag vorbereitete Teleskop war dann ganz schnell aufgebaut, und kurz vor halb Sieben kämpfte sich die Sonne durch die zähe Wolkenbrühe. Das Seeing war hundsmiserabel, aber was will man bei nicht einmal 10° Horizonthöhe auch erwarten. So mußte das große Bild auf 50% verkleinert werden.

2. Bild
Nur 4 Minuten später war auch schon wieder alles vorbei, dichte Wolken schoben sich vor die Sonne und verhinderten die Darstellung des Tropfeneffekts - aber sind wir froh, daß überhaupt was zu sehen war. Was für ein Unterschied zu den Bedingungen beim Venustransit 2004!

Das 3. Bild
zeigt das Wolkenbild 9 Minuten nach der letzten Aufnahme. Bei so einer Bedeckung kann man dann getrost einpacken...
 
 
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