Astrofotografie :: Saturn

 
Faszinierende Saturnaufnahmen mit ausführlicher Beschreibung der verwendeten Aufnahmetechnik.

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:

Saturnringe fast in Kantenlage (2)
Saturnringe fast in Kantenlage (2)
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      18,7´´
Entfernung:       1.328.191.000 km
Helligkeit:       0,70 mag
mittlere FH:      6,83 mag/"²
Koordinaten:      11h 32m 19,9s / +05° 15' 33"
Sternbild:        Löwe (Leo [LEO])

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2009-01-09 02:35 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       2950 mm
Öffnungsverh.:    f/11,6
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K - S/W-Mod
Filter:           Rotfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 21%, γ mittig
Weißabgleich:     38 (Rot) / 20 (Blau)
Stacking:         81 aus 2.000 handverlesen
Belichtung eff:   1,8s
Vb:               306,5 ×
Theor. Grenzgröße 12,1 mag
Theor. Grenz-FH   14,4 mag/"²
Bildfeld:         1,04' × 1,04'
Abbildungsmaßstab 0,39", 0,15"², 2.521,3 km/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     45° 47´
rel. Extinktion:  0,36 mag
Seeing:           Mäßig [4/10]
Transparenz:      5.0 fst
Temperatur:       -11°C


Info:
Noch etwas genauer auf die Ringkante konnte ich in dieser Nacht zielen. Leider hat das eher mäßige Seeing keine höhere Brennweite zugelassen, aber trotzdem sind die Ringe als feine Linie recht gut zu erkennen. Die Farbe habe ich der Aufnahme vom 9.12.2008 entliehen.
 
Saturn 8 Tage nach Opposition
Saturn 8 Tage nach Opposition
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      19,7´´
Entfernung:       1.258.211.700 km
Helligkeit:       0,60 mag
mittlere FH:      6,84 mag/"²
Koordinaten:      11h 17m 56,7s / +06° 59' 39"
Sternbild:        Löwe (Leo [LEO])

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2009-03-16 23:18 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         Meade 10" SCT
Öffnung:           254 mm
Brennweite:       2950 mm
Öffnungsverh.:    f/11,6
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K - S/W-Mod
Filter:           IR-Passfilter 685nm
Einzelbelichtung: 1/33s, Gain: 48%, γ mittig
Stacking:         100 aus 1.213 handselektiert
Belichtung eff:   1,0s
Vb:               306,5 ×
Bildfeld:         2,09' × 2,09'
Abbildungsmaßstab 0,39", 0,15"², 2.388,5 km/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     48° 52´
rel. Extinktion:  0,31 mag
Seeing:           Mittel-Gut [6/10]
Temperatur:       2°C


Info:
Nach wochenlangem Schlechtwetter gab es endlich mal einige Stunden mit klarem Himmel für diese Aufnahme kurz nach Saturns Opposition. Das recht ordentliche Seeing sorgte für eine gute Schärfe. Die Farbaufnahmen wurden direkt im Anschluß mit einer nicht modifizierten ToUcam gemacht und der bestehenden Schwarz-Weiß-Aufnahme als LRGB hinzugefügt. Das große Bild ist nur 2-fach digital vergrößert. Dadurch, daß die Ringneigung während der Rückläufigkeit wieder zunimmt, kann man sogar ansatzweise die Cassini-Teilung wieder erahnen. Im Okular an meinem 10" SCT war sie bei 200-facher Vergrößerung allerdings nicht zu erkennen.
 
Saturn im Kleinrefraktor
Saturn im Kleinrefraktor
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      19,4´´
Entfernung:       1.275.024.000 km
Helligkeit:       0,60 mag
mittlere FH:      6,81 mag/"²
Koordinaten:      11h 12m 22,9s / +07° 34' 04"
Sternbild:        Löwe (Leo [LEO])

Aufnahmedaten:
Aufnahmezeit:     2009-04-06 20:23 UTC
Montierung:       Meade LX200GPS (G
Teleskop:         SNS 60/750 Refraktor
Öffnung:            60 mm
Brennweite:       1900 mm (Barlow)
Öffnungsverh.:    f/31,7
Kamera:           Philips ToUcam PCVC840K - S/W-Mod
Filter:           Rotfilter
Einzelbelichtung: 1/25s, Gain: 70%, γ min
Stacking:         100 aus 1.129 handselektiert
Belichtung eff:   2,0s
Vb:               197,4 ×
Bildfeld:         1,62' × 1,62'
Abbildungsmaßstab 0,61", 0,37"², 3.758,0 km/Px

Bedingungen:
Horizonthöhe:     47° 38´
rel. Extinktion:  0,33 mag
Seeing:           Mittel-Gut [6/10]
Temperatur:       11°C


Info:
Auch in einem sehr kleinen Fernrohr kann man Saturn recht ordentlich abbilden, wenn man sorgfältig fokussiert, genügend Bilder aufnimmt und diese ebenso sorgfältig selektiert. So ist der Ringschatten auf der Planetenatmosphäre kaum zu übersehen. Die gezeigte Abbildung ist für ein solch kleines Instrument allerdings bereits nahezu beugungsbegrenzt.
 
Saturn im ´Großen´
Saturn im ´Großen´
Allgemeine Objektdaten:
Objektgröße:      19,4´´
Entfernung:       1.275.054.000 km
Helligkeit:       0,60 mag
mittlere FH:      6,81 mag/"²
Koordinaten:      11h 12m 22,9s / +07° 34' 04"
Sternbild:        Löwe (Leo [LEO])

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

Bedingungen:
Horizonthöhe:     49° 34´
rel. Extinktion:  0,30 mag
Seeing:           Mittel-Gut [6/10]
FWHM:             6,0 Pixel ≡ 0,9"
Reale Auflösung:  5.712,2 km
Transparenz:      5.0 fst
Temperatur:       11°C


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.
 
 
https://astrofotografie.hohmann-edv.de/aufnahmen/sonnensystem.saturn.php?Y=2009
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