Spiralgalaksen
Spiralgalaksen M33 i Trianglen. Optaget i Danmark med et teleskop og et dedikeret astrokamera.
Spiralgalaksen
Licens: CC BY NC SA 3.0

Astrofotografi er fotografering af stjerner. Generelt forstås det dog bredere – som fotografering af astronomiske objekter uden for Jordens atmosfære, fx planeter, stjerner, stjernehobe, gaståger og galakser.

Faktaboks

Etymologi

af græsk astro- ’stjerne’ + fotografi

Til astrofotografering anvendes typisk et digitalt kamera med enten et almindeligt objektiv eller påmonteret et teleskop. Korte brændvidder er velegnede til ’widefield’ astrofotos, hvor store dele af himlen kommer med på fotoet, mens længere brændvidder giver mulighed for at tage detaljerede billeder af fx gaståger og galakser. Til widefield-astrofotos kan et kamera med fx et 18 mm objektiv anvendes.

Fotografering af måner og planeter

Månen
Månen optaget fra Danmark - i RGB med et amatørteleskop og et dedikeret astrokamera.
Månen
Licens: CC BY NC SA 3.0

Ved fotografering af klare objekter, som Månen eller planeterne, kan man nøjes med korte eksponeringer på brøkdele af sekunder. Ved fotografering fra Jordens overflade bevirker lysets passage igennem de forskellige luftlag i atmosfæren, at billederne bliver udtværet. Derfor tager man typisk flere tusinde billeder, i nogle tilfælde som video.

Stacking af astrofotos

Nogle af de mange tusinde billeder vil blive taget, mens luftlagene kortvarigt er i ro, og de vil derfor være mindre udtværede end gennemsnittet. Ved at få en computer til at udvælge de skarpeste billeder, kan man ’stacke’ de bedste af dem og dermed opnå bedst mulig skarphed.

Efter stackingen vil det stackede foto så typisk blive behandlet med billedbehandlingssoftware, hvor man kan anvende forskellige teknikker til at fremhæve farver, forbedre kontrast, skarphed mm.

Galakser og andre Deep Sky-objekter

Haletudsetågen
Haletudsetågen, IC410, optaget med dedikeret astrokamera og smalbåndsfiltre. Vist i SHO-palette.
Haletudsetågen
Licens: CC BY NC SA 3.0

Ved fotografering af lyssvage objekter, som fx galakser og gaståger, er det nødvendigt at tage lange eksponeringer, typisk 1 minut eller mere, for at få tilstrækkeligt signal på fotoet. For at undgå, at himlens rotation skal indvirke på billedet og give aflange stjerner, må man her anvende et motoriseret stativ, som følger himlens rotation.

Kommercielt tilgængelige kameraer

Kommercielt tilgængelige kameraer med standardobjektiv kan monteres på letvægtsstativer af typen ’Star trackere’, som har motor på den ene akse og dermed passivt roterer kameraet for at følge med himlens rotation.

Større teleskoper

Til større teleskoper anvendes oftest specialiserede ækvatoriale monteringer med motorer på begge akser, hvor den ene af stativets to akser peger mod himlens pol, og den anden er vinkelret herpå. Her anvendes aktiv guiding for at sikre så præcis tracking som muligt. De enkelte billeder ’stackes’ for at opnå forbedret signal/støjforhold.

Darks og flats

Der anvendes endvidere kalibreringsbilleder som ’darks’ og ’flats’. ’Darks’ korrigerer for forskelle i pixelfølsomhed, pixelfejl og effekter fra kameraets indbyggede elektronik, mens ’Flats’ korrigerer for urenheder og effekter fra optikken som fx vignettering.

Kameraer til astrofotografi

Til astrofotografering anvendes enten spejlreflekskameraer eller specialiserede astrokameraer. I begge tilfælde er den lysfølsomme chip af typen CMOS, i modsætning til CCD-typen, som anvendtes tidligere.

Spejlreflekskameraer til astrofotografering

Spejlreflekskameraer er i udgangspunktet udviklet efter almindelige forbrugeres behov, og de er derfor optimeret til brug i dagslys, men kan også anvendes til fotografering af nattehimlen.

Hvis kameraet skal bruges til astrofotografering, bør det være udstyret med aftageligt objektiv; i dette tilfælde kan det med en simpel adapter monteres i primærfokus på et teleskop.

Specialiserede astrokameraer

Specialiserede astrokameraer er særligt optimeret til astronomisk brug, bl.a. for at kunne optage lys i det røde område, hvor bl.a. ioniseret brint lyser kraftigt. Ligeledes er mange astrokameraer udstyret med aktiv køling af chippen. Dette er en fordel, da køling af chippen giver mindre støj i det enkelte billede. Endelig er dedikerede astrokameraer udstyres med særdeles lysfølsomme chips, i visse tilfælde med en kvanteeffektivitet over 90%, hvilket betyder, at over 90% af de indkomne fotoner bliver detekteret som en elektrisk ladning på chippen.

Specialiserede astrokameraer har ingen indbygget skærm eller betjeningsknapper (dvs. ingen indbygget brugergrænseflade), hvilket betyder, at de skal betjenes via en app eller et kabel fra en PC med særligt programmel til at vælge antal eksponeringer, eksponeringstid, køling samt gain (som svarer til ISO på et almindeligt spejlreflekskamera).

Specialiserede astrokameraer er enten farvekameraer, kaldet OSC (’One Shot Colour’), som har en Bayer Matrix foran pixels på chippen, eller mono-kameraer, som er uden Bayer Matrix. Ved optagelser med OSC fås et farvebillede direkte fra kameraet, mens et mono-kamera blot registrerer alt det indkommende lys uden at skelne til farve. For at tage farvebilleder med et mono-kamera, skal billederne derfor optages gennem specielle filtre og bagefter samles i et billedbehandlingsprogram.

Filtre

Der kan anvendes filtre til både OSC og mono-kameraer. Filtrene har den funktion, at de lader nogle bølgelængder af lys at trænge igennem, mens andre reflekteres af filteret og dermed ikke kommer igennem til chippen. Ved brug med OSC kan man dels bruge ”lysforureningsfiltre”, som blokerer for en stor del af det kunstige lys fra byer, veje og biler, dels smalbåndsfiltre, som blokerer for langt det meste lys og kun lader lys fra nogle ganske få spektrallinjer slippe igennem.

Smalbåndsfiltre

Helix-tågen er en planetarisk tåge, som befinder sig 650 lysår fra os. Den er her vist i HOO-palette.
Helix-tågen er en planetarisk tåge, som befinder sig 650 lysår fra os. Den er her vist i HOO-palette.
Licens: CC BY NC SA 3.0

Med smalbåndsfiltre kan man opnå en mørk himmelbaggrund samtidig med, at man får langt det meste af lyset fra fx en gaståge med på billedet. Dette muliggør optagelser af emissionståger fra ganske lysforurenede områder. Man vil her typisk anvende filtre, som tillader flere spektrallinjer at passere, oftest fra dobbelt ioniseret brint (kaldet H-alfa) samt spektrallinjer fra ilt og svovl.

Det er også muligt at anvende OSC kameraer helt uden filtre; dette fungerer dog bedst med en mørk himmel, langt fra byens lys.

Farvefiltre

Med et mono-kamera er man nødt til at anvende filtre, idet man ellers ikke kan fremstille et farvebillede. Filtrene er enten smalbåndsfiltre som omtalt ovenfor, eller filtre, som tillader en farve at passere, fx rød. Sidstnævnte filtre tillader en enkelt farve at passere, men er samtidig ikke så smalle som smalbåndfiltrene. Farvefiltrene kaldes blot for R, G og B.

Ved at sammensætte et billede optaget i spektrallinjerne fra svovl, hydrogen og oxygen og oversætte disse til farverne R, G og B, kan man tage billeder i samme stil som Hubble-teleskopet. Disse kaldes for ”falske farver”, idet lyset fra ioniseret svovl ganske rigtigt er rødt, lyset fra ioniseret ilt er grøn-blå, mens lyset fra hydrogen, som i virkeligheden er rødt, anvendes til farven grøn i billedet.

SHO-paletten og HOO-paletten

Ovenstående sammensætning af farver kaldes "SHO-paletten", idet R, G og B oversættes til farverne taget i Svovl, Hydrogen (brint) og Oxygen (ilt).

En anden populær måde at fremstille farvebilleder taget med smalbåndsfiltre er HOO-paletten, hvor Hydrogen (brint) anvendes til den røde kanal, mens Oxygen (ilt) bruges til både den blå og grønne kanal. HOO-paletten er ofte mere naturtro end billeder vist i SHO-paletten, da HOO-farverne ret præcist afspejler de farver, som de reelt er taget i.

Valg af filtre

Anvendelse af smalbåndsfiltre er primært relevant, hvis man optager objekter som domineres af spektrallinjer fra ioniseret gas, som fx emissionståger. Objekter, som domineres af lys fra stjerner, som fx galakser og stjernehobe, har lys som udsendes over hele det visuelle spektrum, og som derfor bør optages i de brede filtre R, G og B, eller med OSC, evt. kombineret med et passende lysforureningsfilter.

Læs mere i Den Store Danske

Eksterne links

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig