Astronomie

Astro-Notizen

Astronomie: Bahnelemente

dkracht

Gehört zu: Himmelsmechanik
Siehe auch: Sonnensystem

Benutzt: Fotos von Astrodictum Simplex

Stand: 11.06.2024

Was sind Bahnelemente?

Bahnelemente sind Werte, die die Bahn eines Körpers im Sonnensystem (Planet, Komet, Asteroid,…) beschreiben sollen.

Statt “im Sonnensystem” kann man auch analog andere himmelsmechanische Systeme betrachten z.B. den Jupiter mit seinen Monden, die Sterne, die um das Galaktische Zentrum kreisen etc.

Im Sonnensystem nimmt man gern die Bahn der Erde (Ekliptik) um die Sonne als Referenzobjekt. Dabei werden folgende Begriffe verwendet:

  • Knotenlinie: Schnittline der Bahnebene zur Ekliptikebene (Erdbahnebene)
  • Perihel bzw. Aphel: Sonnennächster bzw. sonnenfernster  Punkt der Bahn
  • Apsidenlinie: Verbindungslinie Perihel-Aphel

Als Bahnelemente bezeichnet man dann:

  • Lage der Bahn im Raum
    • Inklination: Neigung der Bahnebene gegen die Ekliptikebene
    • Länge des aufsteigenden Knotens: Heliozentrischer Winkel zwischen aufsteigendem Knoten und dem Frühlingspunkt (gemessen in der Ekliptikebene)
    • Perihellänge (auch: Argument des Perihels): Heliozentrischer Winkel zwischen Perihel und aufsteigendem Knoten (gemessen in der Bahnebene)
  • Gestalt der Bahn
    • Länge der großen Halbachse der Ellipsenbahn
    • Exzentrizität der Ellipsenbahn
  • Zeitpunkt eines Periheldurchgangs

Zur Bestimmung der Bahn benötigt man sechs Bahnelemente. Carl Friedrich Gauß (1777-1855) hat gezeigt, wie aus drei vollständigen Positionsbestimmungen diese sechs Bahnelemente gefunden werden können.

Zur Verdeutlichung, was “Lage im Raum” bedeutet, finden wir bei Astrodictum Simplex  folgende schöne Diagramme:

Copyright: http://www.astrodicticum-simplex.de/wordpress/2008/02/04/basics-bahnelemente/

Abbildung 1: Inklination (Astrodictum Simplex)

Abbildung 2: Länge des Aufsteigenden Knotens (Astrodictum Simplex)

Abbildung 3: Perihel (Astrodictum Simplex)

Astronomie: Dunkle Materie

dkracht

Gehört zu: Kosmologie
Siehe auch: Standardmodell der Kosmologie

Stand: 06.06.2024

Die Idee: Dunkle Materie

Der Begriff “Dunkle Materie” wird benutzt um Materie zu bezeichnen, die Gravitation verursacht, aber nicht sichtbar ist; also nicht durch elektromagnetische Wechselwirkungen (z.B. Licht) bemerkbar ist.

Gravitation

Große Massen irgendwo im Kosmos beeinflussen die Bewegung anderer Massen durch ihre Gravitation.

Dazu haben wir die Keplerschen Gesetze und das Newtonsche Gravitationsgesetz.

Nach dem Dritten Keplerschen Gesetz gilt für die Umlaufszeiten Ti und die großen Halbachsen ai:

\( \Large \frac{T_1^2}{T_0^2} = \frac{a_1^3}{a_0^3} \\\)

Für unser Sonnensystem können wir die Erdbahn mit a = 1 AE und T = 1 Jahr nehmen und bekämen:

\( \Large T = a^{1.5} \\ \)

Die Bahngeschwindigkeit in einer Kreisbahn wäre:

\(  \Large v = \frac{2 \pi a}{T} = 2 \pi a^{-0.5}\\ \)

Abblidung 1: Kreisbahngeschwindigkeit (GitHub: Kepler.svg)

Der Coma Galaxienhaufen

Fritz Zwicky (1898-1974): Coma-Haufen

  • Schon 1930 hat Fritz Zwicky bei der Untersuchung des Coma Galaxienhaufens festgestellt, dass sich dort die Galaxien viel schneller bewegen als es nach der Abschätzung der Gesamtmasse des Galaxienhaufens sein sollte.
  • Zwicky postulierte deshalb die Anwesenheit von unsichtbarer Materie im Coma-Haufen.
  • Der Begriff „Dunkle Materie“ wurde geprägt.

Rotationskurven in Spiralgalaxien

Vera Rubin (1928-2016): Rotationskurve M31

Dieses berühmte Diagramm stammt aus der Arbeit Rotation of the Andromeda Nebula from a Spectroscopic Survey of Emission Regions, die Rubin im Jahr 1970 veröffentlichte.
Die x-Achse zeigt den Abstand zum Zentrum der Galaxie; die Einheiten sind oben in Kiloparsec angegeben und unten in Bogenminuten. Und man erkennt deutlich, dass die Kurve im rechten Bereich des Diagramms nicht – wie zu erwarten wäre – nach unten abfällt, sondern im Wesentlichen gerade verläuft.

Abbildung 2: Rubins Rotationskurve M31 (scr3.golem.de/screenshots/1701/verarubin/thumb620/rubin_1.jpg)

)

Credit: V. Rubin and K. Ford, Astrophysical Journal, vol. 159, p.379 (February 1970).

Astronomie: Observatorien

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Topic: Astronomische Observatorien
Gehört zu: Astronomie

Stand: 17.02.2024

Astronomische Observatorien

Professionelle Observatorien – Amateur Observatorien – Observatorien zur Miete (Feriensternwarten, Remote Teleskope) – Volkssternwarten

Ergebundene Observatorien – Weltraum-Teleskope

Weltraum-Telesope

Kepler (außer Betrieb 2018)

Spitzer (außer Betrieb 2020)

Hubble Space Telecope “HST”

James Web Space Telescope “JWST”

Euclid

Erdgebundende Observatorien in Chile

Cerro Parenal:

ALMA: Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array

ELT: Extremly Large Telescope (in Bau, First Light geplannt für 2028)

  • Ort: Cerro Armazones ist ein Berg in der Atacama Wüste, some 130 kilometres south of the town of Antofagasta and about 20 kilometres from Cerro Paranal, home of ESO’s Very Large Telescope (VLT).  Google Maps
  • Teleskope: 39 m Durchmesser
  • Betreiber: ESO European Southern Observatory
  • URL: https://elt.eso.org/

La Silla: Das erste Observatorium der ESO

Gemini Süd

Erdgebundene Observatorien sonstwo

Hawaii, Kanarische Inseln, Südafrika, Australien, Mount Palomar, Mount Wilson, Effelsberg, Paris, Uranienborg, Altona, Bergedorf

Hawaii: Keck, Mouna Kea

Hawaii: Gemini North, Mouna Kea

Amateur Observatorien

Mein privates Observatorium

 

Astronomie: Annotations mit N.I.N.A.

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Gehört zu: N.I.N.A.
Siehe auch: Fotografieren mit N.I.N.A., Platesolving mit N.I.N.A.
Benutzt:Fotos von Google Drive

Stand: 12.02.2024

Annotations – was ist das?

In einem Astro-Foto sind meist viele Sterne und manchmal auch Nebel, DSOs etc. zu sehen.

Annotationen sind einfach Beschriftungen im Astro-Foto.

Beispielsweise könnte ich DSO-Objekte mit ihrer Katalog-Nummer (Messier, NGC etc.) beschriften. Das macht in einem gewissen Umfang die Platesolving-Funktion.

Annotiations mit N.I.N.A. (ohne Hocus Focus)

N.I.N.A. kann diverse Beschriftungen zu einem Foto hinzufügen (und auch wieder ausblenden); beispielsweise:

  • HFR (Half Flux Radius) von Sternen
  • Star Detection

Im N.I.N.A.-Tab “Imaging” kann man die Annotationen an- und ab-schalten mit einem Klick auf das Stern-Symbol. Dann wird jedes neu aufgenommene Foto von N.I.N.A. untersucht; d.h. Star Detection (mit Kringel) und HFR (mit kleiner Zahl).

Abbildung 1:  Star Detection in N.I.N.A. (Google Drive: 20240212_NINA_Annotations_01.jpg)

Voraussetzung ist aber, dass zunächst die “Annotations” generell eingeschaltet sind.  Das machen wir im N.I.N.A.-Tab “Options – Imaging”. Dort schalten wir im Abschnitt “Image Options” den Schalter “Annotate image” auf “ON”.

Auch in der Kachel “Statistics” sieht man einiges: 152 Sterne wurden im (ganzen) Foto entdeckt mit einem durchnittlichen HFR von 3,46 Pixels wobei die Helligkeiten im Foto von minimal 1842 ADUs (2 Pixel) bis maximal 65532 ADUs (1361 Pixel) gingen.

Mehr Annotations mit Hocus Focus

Wenn ich in N.I.N.A. das Plugin “Hocus Focus” installiere, gibt bei den Annotations zusätzliche Möglichkeiten.

Nach der Installation des Plug-Ins “Hocus Focus” gehen wir zunächst auf den  N.I.N.A.-Tab “Options – Imaging” in stellen dort im Abschnitt “Images Options” ein: “Star Detector: Hocus Focus” und “Star Annotator: Hocus Focus”.

Dann gehen wie auf den N.I.N.A.-Tab “Imaging”. Aber bevor wir ein neues Foto aufnehmen, machen wir noch in dem durch das Hocus Focos neu entstandene Symbol “Stern mit Bleistift” (dicker Kringel) die für Hocus Focus gewünschten Einstellungen: Ich möchte blaue Quadrate um ausgebrannte Sterne haben. Also “Show saturated”. Dann nehmen wir ein neues Foto auf, denn nur neu aufgenommene Fotos werden von N.I.N.A. gemäß den von uns gesetzten Angaben analysiert.

Abbildung 2: N.I.N.A.-Annotations mit Hocus Focus (Google Drive: 20240212_NINA_Annotations_02.jpg)

Im Bildausschnitt sehen wir vier ausgebrannte Sterne in blau markiert.

Astronomie: Filterschublade für die ASI294MC Pro

dkracht

Gehört zu: Astronomie, Astrofotografie
Siehe auch: Liste meiner Astro-Geräte, Backfokus

Stand: 12.02.2024

Am 5.11.2021 habe ich bei Teleskop-Service eine ZWO Filterschublade für 2″ Filter – Länge 21 mm gekauft (ZWO-FD-M42 – “FD” steht für “Filter Drawer”, nicht für Canon).

  • Anschluss Teleskopseite: M48x0,75 Innengewinde – kann auf T2 Gewinde reduziert werden
  • Anschluss Kameraseite: T2 Außengewinde – kann auf M48x0,75 Gewinde erweitert werden

Die ist speziell für meine Kamera ZWO ASI294MC Pro gedacht.

Mit einer optischen Länge von 21mm passt das Teil perfekt mit meiner Astro-Kamera ZWO ASI294MC Pro zusammen. Allerdings ist es ein rein mechanischer Adapter, der also keine Elektronik enthält mit der man z.B. fokusieren könnte (im Gegensatz zum AstroMechanics-Teil).

Mit einem zusätzlichen Adapter passen auch andere Optiken  (z.B. Foto-Objektive, Teleskope) an diese Filterschublade:

  • mit einem kurzen Adapter OM-EOS mein Foto-Objektiv Olympus 135mm
  • mit einem Adapter T2-Canon mein “großes” Teleskop ED80/600,

Ich habe dann zwar keine Elektronik aber einen mechanischen Anschluss und den Vorteil der Flexibilität einer Filterschublade.

Link: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p11885_ZWO-Filter-Drawer-for-2–filters—M48-and-T2-connection—length-21-mm.html

Backfokus

Diese Filterschublade passt ja exakt mit ihren 21mm Länge zu meiner Kamera ASI294MC Pro wo sie zusammen mit den mit der Kamera mitgelieferten Teilen genau den für den Flattener/Reducer erforderlichen Backfokus von 55mm herstellt.

Allerdings gilt das nur dann, wenn ich in die Filterschublade keine Filter schiebe. Jeder dort eingeschobene Fikter würde den Backfokus ein klein wenig verändern.

Da ich ohnehin maximal mit einem Filter arbeiten will (entweder der UV-IR-Cut oder mein Tri Narrowband), kann ich diesen einen Filter auch vorne in den Stuzen schrauben. Die Filterschublade baue ich also wieder aus und benutze anstelle das 21mm Stück von ZWO.

 

Astronomie: Der Rotationswinkel bei N.I.N.A.

dkracht

https://drive.google.com/file/d/1yxKsLbxKEMoKsrHq6O7BXbbbhp5tAWxK/export/pngTopic: Rotationswinkel bei N.I.N.A.
Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: N.I.N.A., Polar Alignment mit N.I.N.A., N.I.N.A. Advanced Sequencer, Platesolving mit N.I.N.A.
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 28.01.2024

Der Rotationswinkel bei N.I.N.A.

Ich möchte meine Astrofotos nach den äquatorialen Koordinatenlinien ausrichten, meistens so, dass Norden oben ist.

Da ich das bei meiner Astro-Kamera ASI294MC Pro nicht so genau sehen kann, bemühe ich das N.I.N.A. Platesolving dafür.

Bei jedem Platesolving werden ja nicht nur die Koordinaten des Bildmittelpunkts bestimmt, sondern auch der Rotationswinkel des Bildes gegen die Nordrichtung – das ist ja quasi ein “Abfallprodukt”.

Ich kann meinen Okularauszug (OAZ) dann manuell so rotieren, dass der gewünsche Winkel (hier Null Grad) erreicht wird.

Einstellen des Rotationswinkels bei N.I.N.A.

Der Rotationswinkel bei N.I.N.A. kann auf einen bestimmen gewünschten Wert eingestellt werden. Das geht auch ohne motorischen Rotator und ist dann eine recht mühsame, meist iterative, Prozedur.

Als einmalige Aktion versuche ich nun den Rotationswinkel meiner Kamera auf Null Grad (Norden oben) manuell einzustellen.

Abbildung 1: Plate Solving shows Rotation (Orientation)  (Google Drive: NINA-Rotation-02.jpg)

Auf obigen Bild sieht man die Schritte:

  • Iterativ erfolgte Platesolving und manuelle Rotation des OAZ
  • So konnte der Rotationswinkel von 22.29° über die Schritte 7.60°, 4,72°, 0.64° schließlich auf 0.18° gestellt werden.

SEO Blah Blah

Der Suchmaschinen-Optimierer möchte mehr Text haben. Also schreiben wir hier noch ein bisschen Blah-Blah.
Ein fest eingestellter Rotationswinkel ist eigentlich nicht schlecht; denn nach jeder Veränderung des Rotationswinkels müsste ich neu Flatframes machen.
Flatframes sind ja ganz wichtig bei der Astrofotografie und sollten keinesfalls vergessen werden.

Es soll aber immer noch mehr Text in diesem Artikel stehen, also labern wir weiter. Norden oben ist bei einer zylinderförmigen Astrokamera wie meiner, nicht ganz trivial einzustellen. Ich müsste eine Markierung an der Kamera anbringen. Das mache ich mal mit meinem weißen Edding-Stift. Wichtig ist einzig und allein die Markierung auf der Kamera selbst; ein Strich auf den Hülsen des Okluarauszugs wird letztlich nicht gebraucht.

Astronomie: Discord Server

dkracht

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Foren, Youtube
Benutzt: ./.

Stand: 17.01.2024

Discord Server für Astronomie

Zu astronomischen Themen kann man schon seit langer Zeit im Internet Hilfe finden (“traditionell”).

Seit einigen Jahren (verbreitet so ab 2023) gibt es etwas Neues: Discord Server für Astronomie.

Traditionelle Astronomie im Internet

Zur Kommunikation über astronomische Themen gibt es im Internet schon lange Foren; z.B.

Astronomie-Foren

Es gibt auch spezielle Astronomie-Seiten, wie z.B.

Natürlich findet man auch bei Youtube einiges zur Astronomie:

Astronomie mit Discord Servern

Neueren Datums sind die sog. Discord Server, die es zu allen möglichen Themenbereichen gibt.

Discord Server muss man erst einmal suchen; z.B. bei: https://disboard.org/de/servers/tag/astronomie

Wenn man einen Discord Server gefunden hat, gibt es dann auf dem einen Server meistens mehrere Discord Channel.

Auf so einem Discord-Channel wird meistens sehr konzentriert zu bestimmeten einzelnen Themen gesprochen – im Gegensatz zu Foren, wo es sehr sehr allgemein zugeht.

Ich habe beispielsweise folgende Discord Channels gefunden:

In einem Discord Channel kann es mehrere “Unter-Channel” geben und jeder Channel kann dan “Räume” haben.

 

 

 

Astronomie: Flat Frames mit N.I.N.A.

dkracht

Gehört zu: N.I.N.A.
Siehe auch: Flat Frames
Benutzt: ./.

Stand: 10.01.2024

N.I.N.A. Versionen

Diese Erfahrungen wurden mit der NINA Version 2.3 HF2 gemacht.

Mit der neuen Version 3.0 BETA soll der Flat Wizard etwas anders funktionieren.

Flat Frames mit N.I.N.A.

N.I.N.A. hat einen sog. Flat Wizard. Diesen Flat Wizard rufen wir auf.

Generell stellt man da einen Zielwert in ADU für seine Flat Frames ein. Gerne nimmt man dafür einen bestimmten Prozentsatz vom maximalen ADU der Kamera. Vorgeschlagen werden 50%; andere empfehlen 35%.

Zunächst wird dieser Zielwert eingstellt durch zwei Angaben: “Histogram Mean Target ADU” und “Tolerance”.

Der Flat Wizard hat nun drei verschiedenen Vorgehensweisen (Methoden), um Belichtungszeit und Helligkeit mit der benutzen Lichtquelle so zu ermitteln, das der Zielwert in ADU erreicht wird (innerhalb der Toleranz):

  • Dynamic Exposure
  • Dynamic Brigthness
  • Sky Flats

Bei “Dynamic Exposure” bleibt die Lichtquelle konstant und der Wizard versucht, eine geeignete Belichtungszeit zu finden.
Dazu muss man angeben Minimale und Maximale Belichtungszeit sowie eine Stepsize.
Der Wizard macht dann drei Aufnahmen mit verschiedenen Belichtungszeiten und bestimmt bei jeder Aufnahme den ADU-Wert. Dann extrapoliert der Wizard daraus diejenige Belichtungszeit für die Flats, bei denen der gewünschte ADU-Wert erreicht werden müsste.

Für die Methode “Dynamic Exposure” muss die Kamera verbunden sein, die Flat Field Box muss nicht mit N.I.N.A. verbunden sein, sondern nur auf höchster Stufe leuchten. Wenn N.I.N.A. das Teleskop in die Senkrechte fahren will (muss es wohl), muss die Montierung mit N.I.N.A. verbunden sein.

Bei “Dynamic Brightness” wird die gewünschte Belichtungszeit fest eingestellt und der Wizard versucht durch Steuerung der Helligkeit des Flat-Panels die gewünschte ADU für die Flats zu erreichen.
Dazu muss man angeben Maximale und Minimale Helligkeitseinstellung sowie eine Schrittweite.
Der Wizard macht dann drei Probeaufnahmen und extrapoliert daraus die “richtige” Helligkeitseinstellung für das Flat-Panel.

Bei “Sky Flats” läuft das wie bei “Dynamic Exposure”, nur dass nicht eine Belichtungszeit für alle Flats ermittelt wird, sondern für jedes Flat Fame wird erneut eine Kalkulation durchgeführt, da sich die Himmeshelligkeit (Sky Flats) ja zwischenzeitlich etwas geändert haben könnte.

Wenn der Wizard so zufriedenstellende Einstellungen gefunden hat, wird ohne weiteres Fragen die gewünschte Anzahl Flat Frames geschossen.

Als kleine Komfort-Funktion kann der Wizard das Teleskop in die Senkrechte fahren und das Tracking abstellen.

Astronomie: Unsere Sonne

dkracht

Gehört zu: Sonnensystem
Siehe auch: Sternentstehung
Benutzt: ???

Stand: 10.01.2023

Unsere Sonne ist der Zentralkörper in unserem Sonnensystem.

Die Sonne ist ein schönes astronomisches Beobachtungsobjekt, für das man sich nicht die Nächte um die Ohren schlagen muss.
Bezüglich der Sonne habe ich schon vieles aufgeschrieben: