Orionnebel noch im Februar 2016 fotografisch erfasst!

(Bericht Dr. Burkhard Lührmann, März 2016)

Für jeden Anfänger in der Astrofotografie bietet sich der Orionnebel als erstes Zielobjekt an. Aufgrund seiner Helligkeit und Ausdehnung ist er in klaren Winternächten bereits mit bloßem Auge im Sternbild Orion unterhalb des Oriongürtels als verwaschener Fleck erkennbar.
Zu Zeiten des Neumondes waren die Wetterverhältnisse im neuen Jahr 2016 bisher leider überwiegend ungünstig. Am 27.02. bot sich für Burkhard Lührmann am Oldendorfer Berg aber die Gelegenheit für fotografische Aufnahmen in klarer kalter Nacht. Eile war geboten, weil der Orion bereits um 19:45 Uhr, gerade nach Einsetzen völliger Dunkelheit, den Zenit überschreiten und der erst 4 Tage alte Vollmond ab 22:45 Uhr die Nacht wieder erhellen würde. Das war also in diesem Winter die letzte spannende Gelegenheit für mehrstündige Fotobelichtungen des Orionnebels.

Die Astroaufnahmen erfolgen bewusst mit einfachen Mitteln, um zu demonstrieren, dass auch als Anfänger bereits gute Resultate zu erzielen sind, die vor 20 Jahren im Amateurbereich undenkbar gewesen wären.
Zum Einsatz kommen eine unmodifizierte Canon EOS 7D mit EF 70-300mm f/4.5-5.6 DO. Da die volle Brennweite ausgenutzt werden soll, wird die kleine Reisemontierung Polarie von Vixen verwendet. Durch den APS-C-Sensor ergibt sich immerhin eine effektive Brennweite von 1.6x300=480mm, welche die Sterne ohne Nachführung bereits nach einer Sekunde zu Strichen entarten lässt. Alle Bilder werden im RAW-Format aufgenommen.

In Abbildung 1 ist der resultierende Himmelsausschnitt rund um den Emissionsnebel erkennbar.

Abbildung 1: Gesamtes Bildfeld bei APS-C-Sensor; Rechteck: Im Folgenden verwendeter Bildausschnitt

Das Foto ist unbearbeitet und wurde bei f/5.6 1min mit ISO-800 belichtet. Längere Belichtungszeiten wären wünschenswert, erhöhen aber auch das Risiko für z.B. durch Windstöße verursachten Bildausschuss. Die horizontale Breite entspricht etwa einem Blickwinkel von 5.6°. Um den noch recht klein erscheinenden Nebel mehr in den Mittelpunkt des Betrachters zu rücken, wird im Folgenden nur noch der durch das Rechteck angedeutete Bildausschnitt verarbeitet. Er überspannt horizontal etwa 2.4° und ist in der folgenden Abbildung zu sehen.

Abbildung 2: Unbearbeiteter Bildausschnitt mit Orionnebel

Dank des RAW-Formats liegen in den dunklen Bereichen noch viele Helligkeits- und Farbinformationen, die z.B. mit Adobe Lightroom entwickelbar sind. Probieren geht hier über Studieren und kann viel Spaß machen, wenn immer wieder neue Strukturen sichtbar werden. Abbildung 3 zeigt das Ergebnis eines Einzelbilds ohne Rauschunterdrückung.

Abbildung 3: Mit Lightroom 6.0 bearbeiteter Bildausschnitt ohne Rauschunterdrückung

Gegenüber dem Vorbild sind weitere Nebelbereiche sichtbar geworden, leider aber auch Hotpixel in verschiedenen Farben, die in jeder DSLR bei längeren Belichtungszeiten mehr oder weniger stark auftreten. Das allgemeine Rauschen in Luminanz und Farbe ist ebenfalls sehr störend.

Um das Signal-/Rauschverhältnis (SNR: Signal to Noise Ratio) zu steigern, müssen mehr Bilder (Lightframes) mit den gleichen Belichtungseinstellungen fotografiert und kombiniert werden. Das SNR vergrößert sich dabei mit der Quadratwurzel aus der Bildanzahl. Außerdem lassen sich Dunkelbilder (Darkframes) bei verschlossenem Objektiv und Bias-Bilder (Biasframes) bei kürzester Verschlusszeit machen, mit deren Hilfe Hotpixel, Sensor-, Ausleserauschen usw. relativ gut zu beseitigen sind. Die Freeware DeepSkyStacker leistet hier wertvolle Dienste.

Um den Einfluss der Bildanzahl n zu demonstrieren, wurden für Abbildung 4 neun verschiedene Aufnahmenanzahlen mit DeepSkyStacker 3.3 verrechnet. Die Nachbearbeitung mit Lightroom erfolgte immer danach.

Abbildung 4: Mit DeepSkyStacker kombinierte Bildaufnahmen bei verschiedener Gesamtbildanzahl n

Zur Verdeutlichung der Qualitätsabhängigkeit von der Bildanzahl ist jeweils der in Abbildung 3 gekennzeichnete Ausschnitt vergrößert dargestellt. Die berücksichtigte Anzahl von Dark- und Biasframes entspricht jeweils der Bildanzahl bis n=25. Danach wurde sie nicht weiter mit erhöht (weil nicht fotografiert). Die Steigerung des SWR ist bis n=49 relativ klar erkennbar. Danach sind die Unterschiede kaum noch wahrzunehmen, d.h. der hohe zeitliche Aufwand scheint bei der vorliegenden Konfiguration dann nicht mehr lohnenswert.

Das Endergebnis ist in Abbildung 5 zu sehen. Hierfür verwendete Burkhard Lührmann 105 Lightframes (105min Gesamtbelichtungszeit bei ISO-800), 28 Darkframes und 27 Biasframes.

Abbildung 5: Orionnebel im Endergebnis aus 105 kombinierten Bildaufnahmen

Oberhalb des Orionnebels (M 42 und M 43) ist auch die schwächere Struktur des Gasnebels NGC 1973 zu erkennen, die einen dunklen Lückenbereich in Form eines Menschens aufweist. Daher besitzt dieses Gebiet auch den Namen „Running Man“.