Astrofotografie: Saturn

Saturn

Saturn, der zweitgrößte Gasplanet in unserem Sonnensystem, ist von einem auffälligen und fein strukturierten Ringsystem aus abermilliarden kleiner Gesteins- und Eisbrocken umgeben. Eine weitere Kuriosität ist sein größter Mond Titan, der als einziger Mond im ganzen Sonnensystem eine dichte Stickstoffatmosphäre besitzt.

Saturn umläuft die Sonne auf einer leicht exzentrischen Bahn in gut 29 Jahren. Bei einer Perihelopposition, die optimalerweise so um den 1. Weihnachtstag stattfinden sollte, nähert er sich der Erde auf rund 1,2 Milliarden Km an. Nah genug um seinen scheinbaren Durchmesser auf über 20" anwachsen zu lassen, wobei sich diese Größenangabe auf den Planeten selber bezieht, nicht auf die Ausmaße seiner Ringe.

Damit ist Saturn auch für kleinere Teleskope ein sehr interessantes Gestirn, seine Ringe sind auch in einem billigen 60mm - Kaufhaus - Teleskop zu erkennen. Wählt man ein etwas besseres Instrument, so etwa ab 200mm Öffnung, dann wird das Betrachten dieses Planeten zu einem Erlebnis, das man nicht so leicht vergißt.

Zweimal pro Saturnumlauf schauen wir von der Erde aus genau auf die Kante seiner Ringe. Am 4.9.2009 war dies zuletzt der Fall, jedoch befand sich Saturn zu dieser Zeit 13 Tage vor der Konjunktion und war nur 11,3° östlich der Sonne extrem schwer zu beobachten. Für die Astrofotografen war Ende Dezember 2008 die beste Zeit, die Saturnringe mit minimaler Ringöffnung zu fotografieren.

Die Saturnmonde:
Wenn es darum geht, möglichst viele Monde ´auf einen Streich´ abzulichten, dann ist Saturn die erste Wahl! Gleich 8 seiner Monde sind mit den Mitteln der Amateurastronomie und ein wenig Geduld gut zu erfassen. Dazu sollte jedoch der richtige Zeitpunkt gewählt werden, wenn die äußeren Monde Iapetus und Titan nicht allzuweit ´draußen´ sind und die inneren beiden, Mimas und Enceladus, weit genug vom hellen Planeten wegstehen.

Die beobachtbaren Saturnmonde im Überblick:

+-----------+-------+-------------+---------+------+
| Mond      |  Ø km | Bahnrad. km |  Umlauf |  mag |
+-----------+-------+-------------+---------+------+
| Mimas     |   397 |    185.520  | 22,56 h | 13,0 |
| Enceladus |   499 |    238.020  | 32,88 h | 11,8 |
| Tethys    | 1.060 |    294.660  | 45,36 h | 10,3 |
| Dione     | 1.126 |    377.420  | 65,76 h | 10,2 |
| Rhea      | 1.528 |    527.040  |  4,52 d |  9,8 |
| Titan     | 5.150 |  1.221.830  | 15,95 d |  8,4 |
| Hyperion  |   280 |  1.464.100  | 21,28 d | 14,3 |
| Iapetus   | 1.436 |  3.561.300  | 79,33 d | 11,2 |
+-----------+-------+-------------+---------+------+

Saturnaufnahmen & verwendete Aufnahmetechnik:

Wegen der großen Menge der Saturnaufnahmen habe ich auf eine Übersicht umgestellt, auf der nur die jeweils netteste Aufnahme gezeigt wird. Die Links führen dann jeweils zu allen Aufnahmen, die in den betreffenden Jahr gemacht wurden.

Aufnahmen von Saturn 2005

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2005-12-02 00:21 UTC
Montierung:       
Teleskop:         SNS 60/750 Refraktor
Öffnung:            60 mm
Brennweite:        750 mm
Öffnungsverh.:    f/12,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 0%, γ min
Stacking:         23 aus 256 handverlesen
Belichtung eff:   1,0s
Vb:               77,9 ×
Bildfeld:         1,31' × 1,05'
Abbildungsmaßstab 1,54", 2,37"², 9.594,7 Km/Px

Info:
Die auffällige Cassini´sche Teilung in den Ringen ist mit max. 0,75" Ausdehnung in einem Teleskop dieser Größe nicht auszumachen. Dafür sollte das Teleskop etwa über eine Öffnung von 153mm bzw. 6" verfügen. Norden ist links oben.

Aufnahmen von Saturn 2006

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2006-02-11 21:08 UTC
Montierung:       Celestron Gabel
Teleskop:         Celestron C14
Öffnung:           356 mm
Brennweite:       7820 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/22,0
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 10%, γ min
Stacking:         49 aus 1024, handverlesen
Belichtung eff:   1,4s
Vb:               812,5 ×
Bildfeld:         0,95' × 0,79'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 874,5 Km/Px

Info:
15 Tage nach der Opposition (27.1.2006) ist der Saturns Schatten auf seinem Ring nun links davon zu sehen. Die tags zuvor frisch optimierte Kamera sorgte gleich nach dem Stacken der zahlreichen Aufnahmen für eine kleine Überraschung: 4 Saturnmonde konnten sich Dank des stark erweiterten Dynamikumfangs deutlich vom schwarzen Hintergrund abheben. Sie wurden der Aufnahme als licht- und kontrastverstärkter Layer hinzugefügt.

Aufnahmen von Saturn 2007

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2007-03-12 19:16 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 30%, γ min
Weißabgleich:     32 (Rot) / 22 (Blau)
Stacking:         600 aus 5.000, handverlesen
Belichtung eff:   4,9s
Vb:               779,2 ×
Bildfeld:         1,64' × 1,23'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 931,6 km/Px

Info:
Das Frühlingshoch, das sich in diesen Tagen über den Alpen breitgemacht hat, bescherte dem sonst nicht gerade "seeingverwöhnten" Alpenrand Bedingungen, über die wir Astrofotografen uns vielleicht einmal im Jahr freuen können. Das Seeing - ich habe es mehrfach nachgemessen hatte zeitweise einen FHWM von 1,4", ein absoluter Traumwert!!! So gelang auch die links gezeigte Aufnahme, der erste Teil einer aus 15.000 (!) Aufnahmen bestehenden Aufnahmeserie, die zur Zeit noch nicht vollständig ausgewertet ist.

2. Aufnahme:
In einigen Nuancen definierter wurde diese Saturnaufnahme durch Hinzufügen von weiteren 800 handverlesenen Einzelaufnahmen. So kann der lichtschwache C-Ring (innen) wesentlich deutlicher dargestellt werden.

Das 3. Bild
zeigt die am 29.12.2009 mit AviStack neu gestackte und überarbeitete Aufnahme. Durch das deutlich präzisere Stacken konnten die Schärfungsradien kleiner gehalten werden, wodurch sich noch ein wenig mehr Detail zeigt.

Aufnahmen von Saturn 2008

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2008-02-14 00:37 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K - S/W-Mod
Filter:           Rotfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 30%, γ min
Stacking:         258 aus 1.600 handverlesen
Belichtung eff:   3,2s
Vb:               779,2 ×
Theor. Grenzgröße 12,6 mag
Theor. Grenz-FH   11,3 mag/"²
Bildfeld:         0,82' × 0,82'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 928,0 km/Px

Info:
Erwartungsgemäß kommt Saturn in diesem Jahr mit einer deutlich geringeren Ringneigung daher, was die saubere Abbildung der Cassini-Teilung weiter erschwert. Kaum eine Chance, diese umlaufend darzustellen. Die gezeigte Aufnahme ist ein Komposit aus zwei Aufnahmeserien. Für L wurde eine Schwarz/Weiß-modifizierte ToUcam mit Rotfilter verwendet. Es folgte eine weitere Aufnahmeserie "klassisch" mit einer unmodifizierten ToUcam. Beide Aufnahmen wurden zu einem L-RGB kombiniert.

Aufnahmen von Saturn 2009

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2009-04-06 21:06 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K - S/W-Mod
Filter:           Rotfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 60%, γ min
Stacking:         500 aus 5.383 handselektiert
Belichtung eff:   4,5s
Rauschen:         508 ADU (auf 16 Bit bezogen)
Vb:               779,2 ×
Theor. Grenzgröße 14,3 mag
Theor. Grenz-FH   15,2 mag/"²
Bildfeld:         0,82' × 0,82'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 952,0 km/Px

Info:
Im Vergleich dazu ´kommt´ Saturn im 10" SCT natürlich sehr viel detaillierter. Allerdings ist diese Abbildung durch das nicht ganz perfekte Seeing nicht beugungsbegrenzt. Ein 6-Zöller (153 mm) hätte bei optimalem Seeing das gleiche Auflösungsvermögen (ca. 0,75") gezeigt. Bei dem Mond westlich von Saturn unterhalb des Rings handelt es sich um Rhea, dem zweithellsten Saturnmond. Dieser wird markiert, wenn man mit das Maus über das Vorschaubild fährt. Leider steht Rhea etwas hinter Saturn, sonst hätte es einen schönen Mondschatten auf Saturn gegeben.

Aufnahmen von Saturn 2011

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2011-02-09 03:29 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 40%, γ min
Weißabgleich:     (RAW, in FW dekodiert)
Stacking:         414 aus 1950
Belichtung eff:   4,1s
Vb:               779,2 ×
Theor. Grenzgröße 11,8 mag
Theor. Grenz-FH   14,8 mag/"²
Bildfeld:         0,82' × 0,57'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 1.008,0 Km/Px

Info:
Diese Aufnahme entstand unter Bedingungen, bei denen ich normalerweise nie auf die Idee kommen würde, Saturn mit hoher Brennweite aufzunehmen. Trotz vieler Einzelaufnahmen bei anschließender starker Selektierung waren gerade einmal 2,5" FHWM ´drin´. Daß die Cassini-Teilung trotzdem noch schwach sichtbar ist, übertrifft angesichts solcher Bedingungen alle Erwartungen.

Doch diesmal sollte der seit einigen Monaten in der Nordhemisphäre tobende Sturm irgendwie sichtbar gemacht werden. Zwar sieht man etwas nördlich des dunkleren Bands nördlich des Ringschattens eine helle Struktur, diese ist jedoch zu nah an der Artefaktgrenze, als daß ein sicherer Nachweis noch erbracht werden könnte.

Hoffen wir also auf deutlich besseres Seeing in der nächsten Zeit und auf weiterhin schlechtes Wetter auf der Nordhalbkugel des Saturn.

Aufnahmen von Saturn 2012

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2012-06-05 21:37 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 80%, γ min
Weißabgleich:     (RAW, in FW dekodiert)
Stacking:         200 aus 1600 handverlesen
Belichtung eff:   2,8s
Vb:               779,2 ×
Bildfeld:         1,03' × 0,66'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 1.015 km/Px

Info:
Monatelanges schlechtes Seeing und ein Saturn, der sich immer mehr in den Südhimmel zurückzieht. So schlugen die zahlreichen Versuche fehl, Saturn einigermaßen brauchbar abzubilden. Für ziemlich lange Zeit wird Saturn für Beobachter in Europa immer schlechter zu beobachten sein, auch wenn seine Ringöffnung bis 2018 immer größer wird. Immerhin konnte die Cassini-Teilung fotografisch teilweise sichtbar gemacht werden, visuell war das keine leichte Sache. Der Mond Dione (10,2 mag) ist ganz rechts im Bild zu sehen. Eigentlich hätte auch Tethys (10,3 mag) direkt über den Ringen rechts vom Planeten sichtbar sein müssen. Anscheinend ist dieser aber im Strahlensaum des Planeten völlig untergegangen.

Aufnahmen von Saturn 2013

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2013-05-14 22:18 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 33%, γ min
Weißabgleich:     (RAW, in FW dekodiert)
Stacking:         
Belichtung eff:   0,2s
Vb:               779,2 ×
Bildfeld:         0,98' × 0,59'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 984 km/Px

Info:
Mit seiner rückläufigen Bewegung hat Saturn am heutigen Tag erstmals wieder das Sternbild der Jungfrau ´betreten´ und damit ein wenig an Deklination gewonnen, allerdings nur vorübergehend. Die fortschreitend südlichere Stellung sorgt zwar für eine immer größere Ringöffnung, aber leider auch für immer schlechtere Sichtbarkeitsbedingungen aus europäischer Sicht. So war die Cassini-Teilung im Okular schwierig und auch nur blickweise zu erkennen.

Aufnahmen von Saturn 2015

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2015-07-01 22:07 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       2950 mm
Öffnungsverh.:    f/11,6
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 35%, γ min
Weißabgleich:     (RAW, in FW dekodiert)
Stacking:         982
Belichtung eff:   6,3s
Vb:               306,5 ×
Bildfeld:         1,04' × 1,04'
Abbildungsmaßstab 0,39", 0,15"², 2.611 km/Px

Info:
Kann man bei recht gutem Seeing mit großer Öffnung vielleicht nicht doch noch ein wenig mehr aus Saturn »herauskitzeln«? Die extrem geschärfte Aufnahme links zeigt das eher ernüchternde Ergebnis - gegenüber 70 mm Öffnung ist das Ergebnis nur geringfügig besser.

Aufnahmen von Saturn 2016

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2016-06-07 22:37 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       7500 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/29,5
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K
Filter:           IR-Sperrfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 92%, γ min
Weißabgleich:     (RAW, in FW dekodiert)
Stacking:         1000
Belichtung eff:   6,3s
Vb:               779,2 ×
Bildfeld:         0,82' × 0,82'
Abbildungsmaßstab 0,15", 0,02"², 1.007 km/Px

Info:
Auch wenn uns Saturn nun mit fast maximaler Ringöffnung beglückt, so wird dieser ´Luxus´ mit einer besonders südlichen Position am Himmel erkauft. Bei nur noch gut 21° Horizontabstand darf man in Sachen Seeing keine Wunderdinge erwarten, aber immerhin ist die Cassiniteilung einigermaßen gut zu erkennen.

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