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:

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| 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 |
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Saturnaufnahmen & verwendete Aufnahmetechnik:

	Saturn mit 8 Monden Allgemeine Objektdaten: Objektgröße: 20,2´´ Entfernung: 1.227.690.000 km Helligkeit: 0,50 mag mittlere FH: 6,79 mag/"² Koordinaten: 09h 35m 26,46s / +15° 43' 47" Sternbild: Löwe (Leo [LEO]) Aufnahmedaten: Aufnahmezeit: 2007-02-16 22:42 UTC Montierung: Celestron Gabel Teleskop: Celestron C14 Öffnung: 356 mm Brennweite: 1612 mm (Reducer) Öffnungsverh.: f/4,5 Kamera: Philips ToUcam PCVC840K Filter: IR-Sperrfilter Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 100%, γ max Weißabgleich: 38 (Rot) / 19 (Blau) Stacking: 752 aus 844, automatisch Belichtung eff: 5,5s Vb: 167,5 × Bildfeld: 7,64' × 5,73' Abbildungsmaßstab 0,72", 0,51"², 4.264,9 km/Px Mitwirkende: F. X. Kohlhauf Bedingungen: Horizonthöhe: 57° 39´ rel. Extinktion: 0,18 mag Seeing: Mäßig [4/10] Temperatur: -1°C Info: Es kommt ja nicht oft vor, daß die 8 hellsten Monde des Saturn so eng beieinander stehen, daß man sie mit noch halbwegs angemessener Brennweite auf den winzigen Chip der ToUcam bringen kann. Noch seltener ist ein klarer Himmel dazu. Nachdem ich monatelang die Stellungen dieser 8 Monde verfolgt habe und jedesmal feststellen mußte "Saturnmonde passen, Wetter nicht", hat es heute endlich mal geklappt! Zur Aufnahme: Der große Helligkeitsunterschied zwischen Saturn und den etwas weniger hellen Monden machte zwei Ablichtungen nötig. Einmal für die Monde optimiert mit 1/25s Belichtungszeit bei geringer Brennweite, hohem Gain und Gamma, was den Saturn natürlich hoffnungslos überbelichtet hat. Um die beiden sehr eng bei Saturn stehenden Möndchen Enceladus und Mimas noch sauber vom hellen Strahlensaum des Saturn trennen zu können, habe ich eine Technik eingesetzt, ähnlich wie auf der Seite Gauß glätten ausführlich beschrieben. Der "Rest" des Saturn, sowie das Hintergrundrauschen wurde aus der Aufnahme entfernt. Die zweite Ablichtung des Saturn mit knapp 8 m Brennweite wurde im FitsWork bezüglich Größe, Lage und Ausrichtung an das "Mondbild" angepaßt und anschließend mit der Originalaufnahme kombiniert. Eine kommentierte Version dazu gibt es natürlich auch, denn so viele Monde können einen schon etwas verwirren...
	Saturn mit sehr gutem Seeing Allgemeine Objektdaten: Objektgröße: 19,9´´ Entfernung: 1.247.617.000 km Helligkeit: 0,60 mag mittlere FH: 6,86 mag/"² Koordinaten: 09h 28m 35,4s / +16° 17' 54" Sternbild: Löwe (Leo [LEO]) 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 Bedingungen: Horizonthöhe: 49° 13´ rel. Extinktion: 0,30 mag Seeing: Sehr Gut [8/10] Temperatur: 10°C 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.
	Saturnbedeckung am 22.5.2007 Allgemeine Objektdaten: Objektgröße: 17,7´´ Entfernung: 1.402.077.000 km Helligkeit: 0,80 mag mittlere FH: 6,81 mag/"² Koordinaten: 09h 27m 22,1s / +16° 20' 31" Sternbild: Löwe (Leo [LEO]) Aufnahmedaten: Aufnahmezeit: 2007-05-22 19:22 UTC Montierung: Celestron Gabel Teleskop: Celestron C5 Öffnung: 127 mm Brennweite: 2500 mm (Barlow) Öffnungsverh.: f/19,7 Kamera: Philips ToUcam PCVC840K Filter: IR-Sperrfilter Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 30%, γ max Weißabgleich: 32 (Rot) / 22 (Blau) Stacking: 1.024 aus 1.200, automatisch Belichtung eff: 6,4s Vb: 259,7 × Bildfeld: 1,23' × 1,23' Abbildungsmaßstab 0,46", 0,21"², 3.140,7 km/Px Mitwirkende: F. X. Kohlhauf Bedingungen: Horizonthöhe: 33° 24´ rel. Extinktion: 0,65 mag Seeing: Mäßig [4/10] Temperatur: 18°C Info: Dichte Wolken - so dicht, daß niemand von uns ernsthaft gehofft hat, daß es mit der Beobachtung, geschweige denn der Fotografie der heutigen Saturnbedeckung durch den Mond klappen würde. So waren wir nur eher halbherzig auf dieses Ereignis vorbereitet, was sich - im nachhinein gesehen - bitter rächen sollte, denn kurz vor dem Austritt des Saturn am hell beleuchteten Westrand des Halbmondes schickte uns Petrus eine größere Wolkenlücke, durch die die dritte Aufnahme gelang. Den Austritt selber haben wir leider verpaßt ... Beim Eintritt (Animation im 1. Bild) fehlte es vorn und hinten an Licht, denn das Licht vom Ringplaneten mußte sich durch dichtes Schleiergewölk hindurchquälen. Erschwerend kam hinzu, daß es noch ziemlich hell war, was den Kontrast noch zusätzlich erheblich beeinträchtigte. Mit freiem Auge war der Mond noch so eben zu erkennen. So war auch eine sehr starke Nachbearbeitung der Einzelbilder für die Animation unvermeidbar, die in einem zeitlichen Abstand von exakt 4s aufgenommen wurden. Das 2. Bild soll die lausigen Bedingungen demonstrieren, unter denen die Aufnahmen gemacht wurden. Es zeigt eine der besten der Einzelaufnahmen (unbehandelt) vom Eintritt durch dichtes Schleiergewölk hindurchfotografiert. Gain und Gamma der Kamera mußten bis fast zum Anschlag aufgedreht werden, was sich dann durch starkes Rauschen bemerkbar macht. Gut eine Stunde später erfolgte der Austritt unter deutlich besseren Bedingungen, dessen genauen Ort wir "Experten" nicht richtig eingeschätzt haben (3. Bild). Die Lehre daraus: Sowas immer vorbereiten, auch wenn es wetterbedingt nicht erfolgsversprechend ist. Und als 4. Bild nochmal das unbehandelte Einzelbild dazu.

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