Einführung in die CCD-Photometrie mit AutoStar und DSI Pro

I. Einleitung

Die CCD-Photometrie bietet den großen Vorteil, dass sich simultane Daten für mehrere Sterne gleichzeitig erfassen lassen. Die hohe Empfindlichkeit des CCD-Sensors ermöglicht zudem kurze Belichtungszeiten bei helleren Sternen und erlaubt die Beobachtung sehr schwacher Objekte. Ein Nachteil ist jedoch der begrenzte dynamische Bereich. Für photometrische Vergleiche müssen Programmsterne und Vergleichssterne innerhalb weniger Größenklassen voneinander liegen.

Die photometrische Bildaufnahme ähnelt stark der herkömmlichen Astrofotografie, mit dem Unterschied, dass die Aufnahmen durch spezielle photometrische Filter erfolgen. Das Erlernen der CCD-Photometrie umfasst mehrere Stufen:

1. Einarbeitung in die Ausrüstung – Teleskop, Montierung, Kamera und Software. Zwar kann grundsätzlich jedes Teleskop verwendet werden, doch Reflektoren werden bevorzugt.

Bei den Montierungen ist eine Gabelmontierung einer deutschen äquatorialen Montierung (GEM) überlegen. Der Grund dafür liegt darin, dass die besten photometrischen Ergebnisse in Meridiannähe erzielt werden, genau dort jedoch GEMs ihre Schwäche zeigen, da sie einen Meridianflip durchführen müssen, um über den Meridian hinaus weiterbeobachten zu können. Eine Gabelmontierung hat dieses Problem nicht. Eine polar bzw. äquatorial montierte Teleskopaufstellung ist einer Alt/Az-Montierung vorzuziehen, obwohl Photometrie auch mit einer Alt/Az-Montierung durchaus möglich ist.

Ein fest installierter Aufbau ist zu bevorzugen, wenn das Teleskop jede Nacht abgebaut wird. Das Aufbauen und Justieren kann nämlich jede Nacht erhebliche Zeit in Anspruch nehmen. Ein gewisser Schutz gegen Wind und Streulicht ist hilfreich.

Eine Sichtbarkeit von Horizont zu Horizont ist nicht erforderlich; ein Bereich von plus und minus 60 Grad vom Zenit entfernt reicht völlig aus. Tatsächlich funktionieren plus und minus 30 Grad die meiste Zeit hervorragend, da dies der optimale Bereich für die Photometrie ist.

2. Erlernen der Anfertigung hochwertiger Sternfeldaufnahmen, was die Erstellung von Dark- und Flatfield-Aufnahmen sowie deren Nutzung zur Kalibrierung der Bilder beinhaltet.

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3. Sobald Sie die Bildaufnahme beherrschen, sind Sie bereit für erste photometrische Übungen. Wählen Sie Sterne aus, die beim Meridiandurchgang hoch am Himmel stehen. Je näher am Zenit, desto besser. Je weiter entfernt vom Meridian die Aufnahme erfolgt, desto schlechter ist die Bildqualität und damit auch die photometrische Genauigkeit. Planen Sie Ihre Beobachtungen so, dass sich der Stern östlich des Meridians befindet und diesen während Ihrer Beobachtungssitzung passiert.

4. Fertigen Sie mehrere Serien von Aufnahmen eines Sternfeldes mit einem Programmstern und einem Vergleichsstern an. Achten Sie darauf, die Bilder im FITS-Format zu speichern. Wenn Sie die Bilder als JPG, GIF oder in einem anderen Format als FITS speichern, ist eine Photometrie dieser Bilder nicht möglich.

5. Üben Sie die Datengewinnung aus einem einzelnen Bild, bis Sie die Helligkeitswerte reproduzieren können. Bei ein und demselben Bild sollten die Werte exakt übereinstimmen.

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6. Üben Sie die Datengewinnung aus mehreren Aufnahmen desselben Sternfeldes, die annähernd zur gleichen Zeit und mit demselben Filter angefertigt wurden. Die Helligkeitsdaten für dieselben Sterne sollten zwischen den Bildern identisch sein. Höchstwahrscheinlich werden die Daten zunächst nicht übereinstimmen. Arbeiten Sie daran, herauszufinden, woran das liegt und wie sich die Abweichungen minimieren lassen.

7. Sobald Sie reproduzierbare Daten erhalten und sich sicher in Ihrer Vorgehensweise fühlen, können Sie mit ernsthafter Photometrie beginnen.

Im Folgenden wird ein empfohlenes Verfahren unter Verwendung einer monochromen Meade DSI Pro- oder DSI Pro II-Kamera sowie der AutoStar-Software beschrieben.

Erstellt am 1. Februar 2007 Geändert am 10. Februar 2007 Zurück

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