Der Rosettennebel

Am Abend des 18. Februar 2019 habe ich in einer Wolkenlücke Testaufnahmen gemacht (ohne zu wissen wo die am Himmel genau waren). Auf den Summenbildern (60 x 2 Sekunden) mit dem Samyang f = 85 mm bei Blende 1,4 war an einem Bildrand ein Teil einer hellen Struktur zu sehen. Ich hatte unbeabsichtigt einen Teil des Rosettennebels im Bild. Das war nun in zweierlei Hinsicht überraschend. Zum ersten weil ich zufällig eine Wolkenlücke beim Rosettennebel erwischt hatte und zweitens weil der Rosettennebel hauptsächlich im Licht der H-alpha-Linie (656 nm) leuchtet. Farbkameras mit Infrarot-Sperrfilter gelten gemeinhin als wenig geeignet für H-alpha-Nebel weil sie bei dieser Wellenlänge zu unempfindlich sind.

Der Infrarot-Sperrfilter der ASI 174 MC hat bis zu einer Wellenlänge von etwa 674 nm mehr als 90% Durchlass, behindert Aufnahmen von H-alpha-Nebeln also nicht. Allerdings beträgt die Quanteneffektivität des Sensors bei 656 nm nur etwa 50%. Das reicht offenbar aber, um den Rosettennebel schon in einem Summenbild von zwei Minuten sichtbar werden zu lassen.

Nun wollte ich wissen, wie der Rosettennebel am Elmhorner Himmel bei längerer Belichtung aussieht. An den Abenden des 26. und 27. Februar machte ich insgesamt 38 Serien von 60 x 2 Sekunden, das waren 2280 Bilder mit einer Belichtungssumme von 76 Minuten. Das Summenbild sieht so aus:

Ausschnitt 3° x 3° in Originalgröße von Summenbild 960 Bilder am 26.02. und 1320 Bilder am 27.02.2019

Die einzelnen Aufnahmen wurden am 26. von 21:26 - 22:12 MEZ gemacht, da stand der Nebel 40° - 37° hoch über der Stadt Elmshorn. Am 27. wurden die Aufnahmen um die Zeit der Kulmination von 19:53 - 21:02 MEZ gemacht mit dem Nebel 41° über der Stadt. In den jeweils ersten und letzten 60 x 2 Sekunden Summenbildern habe ich die Himmelshelligkeit (an der gleichen Stelle der Milchstraße) bestimmt. Am 26. waren das 19,01 und 19,05 mag/Quadratbogensekunde, aber am 27. waren es 17,92 und 18,32 mag/Quadratbogensekunde, also deutlich schlechter. Da war also am 27. noch zuviel Licht über der Stadt. Viele Straßenlampen (jede zweite am Ostlandring) werden um 21 Uhr abgeschaltet und auch danach gehen noch viele Lichter aus.

Immerhin: H-alpha geht mit der ASI 174 MC. Der Rosettennebel mit seiner geringen Flächenhelligkeit ist wohl nicht ein ideales Testobjekt. Auch werden die Abbildungen der Sterne umso größer je größer die Belichtungssumme ist. Ein H-alpha-Filter würde die Sterne kleiner machen und das Elmshorner Stadtlicht kräftig reduzieren. Da muß ich nur noch einen passenden Filter finden.

Ein H-alpha-Filter mit 35 nm Halbwertsbreite von Baader

Welche Wellenlängen vom Filter durchgelassen werden hängt auch vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen ab. Kleine Blendenzahlen führen zu großen Einfallswinkeln und die Verschiebung des Durchlassfensters kann dann so groß werden, dass die H-alpha-Linie garnicht mehr durchgelassen wird. Für einen ersten Versuch mit dem 85 mm Objektiv bei Blende 1,4 habe ich deswegen den breitbandigen 35 nm Filter benutzt. Baaser beschreibt diesen Filter mit "for fast optical systems / f10 to f2,8". Da war nun die Frage: "Wie gut arbeitet dieser Filter bei Blende 1,4 ?" Hier ist eine Antwort:

Ausschnitt 3° x 3° in Originalgröße vom roten Summenbild 542 x 2 Sekunden (18 Minuten) am 17.03.2019
Die Belichtungssumme beträgt nur ein Viertel der 76 Minuten vom 26./27. Februar.
Der 35 nm Filter funktioniert also gut bei Blende 1,4 (jedenfalls bei einem Nebel, der nicht das ganze Gesichtsfeld von 7,6° x 4,8° ausfüllt).

Die 542 Einzelbilder entstanden in der Zeit von 20:09 bis 20:37 MEZ. Die Nautische Dämmerung war um 19:45 zuende und die Astronomische Dämmerung endete um 20:28 MEZ. Der zu 85% beleuchtete Mond stand nur 38° entfernt vom Rosettennebel. Der Nebel selbst stand 39° hoch in Richtung SSW über der Stadt Elmshorn.

Von den Einzelbildern wurde in Fitswork das passende Dark abgezogen, aus dem Ergebnis wurden Farbbilder erzeugt und in ihre drei Farbkanäle aufgeteilt. Der rote Farbkanal wurde dann in DSS gestackt. Das Ergebnis ist ein Bild mit der gleichen Größe wie das Farbbild vom 26./27. Februar. Allerdings sind jetzt nur ein Viertel der Pixel "echt", der Rest ist interpoliert.

Ein H-alpha-Filter mit 7 nm Halbwertsbreite von Baader

Auch der 7 nm Filter vwird beschrieben als "for fast optical systems / f10 to f2,8". Also auch hier die Frage: "Wie gut arbeitet dieser Filter bei Blende 1,4 ?" Hier eine Antwort:

Ausschnitt 3° x 3° in Originalgröße vom roten Summenbild 1165 x 2 Sekunden (39 Minuten) am 18.03.2019
Die Belichtungssumme beträgt nur die Hälftel der 76 Minuten vom 26./27. Februar.
Der 7 nm Filter funktioniert also gut bei Blende 1,4 (jedenfalls bei einem Nebel, der nicht das ganze Gesichtsfeld von 7,6° x 4,8° ausfüllt).

Die 1165 Einzelbilder entstanden in der Zeit von 20:09 bis 20:37 MEZ. Die Nautische Dämmerung war um 19:47 zuende und die Astronomische Dämmerung endete um 20:30 MEZ. Der zu 93% beleuchtete Mond stand 54° entfernt vom Rosettennebel. Der Nebel selbst stand zur Mitte der Belichtungszeit 38° hoch in Richtung SSW über der Stadt Elmshorn.

Da alle drei Bilder unter der Interpolation der Pixelwerte leiden, hier eine Reduktion auf 70% Kantenlänge:

Rosettennebel mit Farbkamera. Links 76 Minuten ohne Filter, Mitte 18 Minuten mit 35 nm H-alpha, rechts 39 Minuten mit 7 nm H-alpha

Den besten Kontrast liefert der 7 nm Filter. Mit der halben Belichtungszeit wie beim Farbbild tritt der Nebel viel deutlicher hervor. Aber nun fehlt die Farbe.Deshalb habe ich am 22. März in der Zeit von 20:18 bis 21:07 MEZ 1200 Bilder mit je 2 Sekunden Belichtungszeit durch ein 8,5 nm OIII Filter gemacht. In diesem Wellenlängenbereich hat der Sensor der ASI 174 MCC eine ähnliche Empfindlichkeit für Blau und Grün wie für H-alpha in Rot. Die Kombination aus R von H-alpha + G und B aus OIII sollte gute Farbbilder erzeugen.

Die Verarbeitung der Bilder erfolgte wie bei den H-alpha Aufnahmen, nur das jetzt sowohl Blau und Grün einzeln addiert vwurden. Die Summenbilder von Rot (H-alpha) und Blau (OIII) wurden auf das Summenbild von Grün (OIII) mit Fitswork ausgerichtet und dann zu einem Farbbild zusammengeführt:

Rosettennebel mit Rot von H-alpha (39 Minuten), Grün und Blau von OIII (40 Minuten)

Für den ersten Versuch hat das ja ganz gut geklappt! Bei genauerem Hinsehen sind allerdings um die hellen Sterne rote Farbsäume zu sehen. Aber das war ja nur der erste Anlauf. Wenn man z.B. den grünen Kanal ersetzt durch 50% von OIII und 50% von H-alpha, dann sieht das Ergebnis so aus:

Rosettennebel mit Rot = H-alpha, Grün = OIII + H-alpha, Blau = OIII

Der Nebel erscheint größer aber auch blasser, die Farbsäume um die hellen Sterne sind deutlich kleiner. Der Unterschied zwischen dem Farbbild ohne Filter (76 Minuten belichtet) und dem Bild aus H-alpha und OIII (insgesamt 79 Minuten belichtet) ist fast wie der Unterschied von Tag und Nacht.