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Astronomie und Praxis: Astrofotografie: Kosmische Nebel: Der Kontrast entscheidet!

Mit einem einfachen Bildbearbeitungsverfahren gelingt es, leuchtende Gasnebel kontrastreich wiederzugeben, ohne dabei andere Objekte, beispielsweise Sterne, in ihrer Farbigkeit zu verfälschen. Ein erfahrener Astrofotograf schildert die einzelnen ­Schritte. Auch visuelle Beobachtern erhalten in diesem Praxisbericht wertvolle Tipps: Lesen Sie, wie Sie Emissionsnebel mit dem Auge am Teleskop bestaunen können!
Große Magellansche Wolke

Sterne, und damit auch unsere Sonne, senden bei allen Wellenlängen des sichtbaren Lichts Strahlung aus. Man bezeichnet solche Objekte auch als Kontinuumstrahler. Gänzlich anders verhält es sich bei kosmischen Gasnebeln, beispielsweise Emissionsnebeln, Planetarischen Nebeln und Supernova-Überresten: Sie senden ihr Licht nur bei bestimmten Wellenlängen aus. Zerlegt man das Licht solcher Nebel in seine einzelnen Farben, dann erhält man ein Spektrum, in dem sich helle Linien abzeichnen. Sie werden auch als Emissionslinien bezeichnet. Diese Linienstrahlung ist charakteristisch für die chemischen Elemente, die in den kosmischen Gaswolken vorkommen, sowie für den jeweiligen Anregungszustand der darin enthaltenen Gasatome. Besonders hell leuchten die Nebel im Licht der Emissionslinien H-Alpha und H-Beta des Wasserstoffs, in den beiden Linien des zweifach ionisierten Sauerstoffs (O III) und der Linie des einfach ionisierten Schwefels (S II).

Die deutlichen Unterschiede zwischen Kontinuum- und Linienstrahlern machen sich Astrofotografen, aber auch visuelle Beobachter zu Nutze, um kosmische Nebel zu fotografieren oder am Teleskop zu beobachten. Nimmt man ein Foto des Sternhimmels mit einem Filter auf, der nur das Licht einer bestimmten Emissionslinie hindurchlässt, beispielsweise das H-Alpha-Licht des Wasserstoffs, so treten die leuchtenden Nebel von Sternentstehungsregionen kontrastreich hervor, da der Filter alle anderen Wellenlängen wirkungsvoll blockiert (siehe Grafik unten).

Ein solches Bild zeigt aber nicht nur die Nebel, sondern immer auch Sterne – denn ein Schmalbandfilter ist ja nicht in der Lage, das Licht, das die Sterne in seinem engen Durchlassbereich aussenden, zu unterdrücken. Amateurastronomen weltweit wenden diese Technik der Nebelfotografie seit Langem erfolgreich an – doch es geht noch besser …

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Swing-by – Raumsonde JUICE im Billardspiel mit Mond und Erde

Die europäische Raumsonde JUICE führte ein wichtiges Swing-by-Manöver am Erde-Mond-System durch, um mittels der Schwerkraft zu beschleunigen. Dabei half erstmals auch der Mond mit. Bis 2029 folgen drei weitere Planetenvorbeiflüge, um 2031 dann Jupiter und seine Galileischen Monde zu erreichen. Wir informieren Sie über die Details der Mission. Im zweiten Teil unserer Serie über Observatorien berichten wir über das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, das in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird. Ein langjähriger ESO-Mitarbeiter beschreibt uns den Fortschritt des Großprojekts. Das ELT soll ähnliche Durchbrüche wie die Weltraumteleskope Hubble und James Webb ermöglichen. Darüber hinaus beleuchten wir die wissenschaftshistorische Bedeutung der Werke des Philosophen Immanuel Kant, der dieses Jahr 300 Jahre alt geworden wäre, und zeigen in unserem Praxisbericht, wie Sie vom Boden aus mit amateurastronomischen Mitteln Raumstationen am Himmel fotografieren können.

Sterne und Weltraum – 25 Jahre VLT – Jubiläum des Riesenteleskops

Das Very Large Telescope, das seit dem Jahr 2000 beeindruckende Aufnahmen mit seinen vier kombinierbaren 8-Meter-Spiegeln liefert, ist der Auftakt unserer dreiteiligen Serie über Observatorien in der chilenischen Atacama. Lesen Sie unseren Insiderbericht über die Arbeit und Technik des ESO-Riesenteleskops. Wir blicken mit der Raumsonde Juno in die Vulkanschlünde des Jupitermonds Io und und zeigen, wie Wissenschaftler das Phänomen von Glitches – der kurzzeitigen Rotationsbeschleunigung von Neutronensternen – simulieren. Weiter testen wir, wie sich eine innovative neue Astrokamera mit integriertem Nachführsensor im Praxiseinsatz bewährt.

Spektrum der Wissenschaft – Vorstoß zur Sonne

Viele Vorgänge im leuchtenden Plasma unserer Sonne sind noch immer rätselhaft. Neue Raumsonden sowie Beobachtungen vom Erdboden aus sollen dabei helfen, die Phänomene besser zu verstehen. Außerdem im Heft: Höhere Symmetrien tragen zur Lösung physikalischer Rätsel bei – vom Teilchenzerfall bis hin zum Verhalten komplexer Quantensysteme. Wir berichten von Untersuchungen an kopflosen Würmern und winzigen Zellklumpen, die kein Gehirn haben, aber grundlegende kognitive Fähigkeiten. Die Klimaforschung nimmt Aerosole in den Blick, um Klimasimulationen zuverlässiger zu machen. Wussten Sie, dass die statistische Methode des t-Tests in der Guinness-Brauerei erfunden wurde? Daneben berichten wir über codebasierte Kryptografie.

  • Literaturhinweise

Alard, C., Lupton, R. H.: A method for optimal image subtraction. Astrophysical Journal 503, 1997

Binnewies, S., Steinicke, W.: Supernova-Überreste im Fokus. Sterne und Weltraum 12/2015, S. 70 – 78

Bramich, D. M.: A new algorithm for difference image analysis. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 386, 2008

Jahns, H.: Im Lambda-Viertel-Takt zu besseren Bildern. Dünne optische Schichten in der Astronomie. Sterne und Weltraum 4/2007, S. 84 – 89

Oldenburg, S.: Deep-Sky-Objekte visuell: Das Teleskop. Sterne und Weltraum 11/2014, S. 78 – 87

Pöpsel, J., Binnewies, S.: Kugelrundes Versteckspiel: Der Seifenblasennebel. Sterne und Weltraum 11/2009, S. 74 – 79

Steinicke, W., Binnewies, S.: Kosmische Explosionswolken. Ein Blick in die Geschichte. Sterne und Weltraum 6/2016 S. 64 – 73

Waller, W. H.: Emission-line and continuum fluxes from narrow- and broad-band imagery. Publications of the Astronomical Society of the Pacific 102, 1990

Weisheit, B.: Lichtverschmutzung ausgetrickst. Astrofotografie mit Linienfiltern. Sterne und Weltraum 7/2007, S. 77 – 81

Wienstein, S.: Mit Nebelfiltern den Durchblick gewinnen. Sterne und Weltraum 12/2009, S.78 – 84

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