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Sternstrichspuren

Inhalt
1. Einleitung
2. Astronomische Grundlagen
3. Fotografie
4. Brennweiten
5. Fokussierung
6. Digitalkameras

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen, Digitalkameras, Fokussierung

Sternstrichspuren entstehen, wenn eine ruhende Kamera mit langer Belichtungszeit in den Nachthimmel gerichtet wird. Hierbei ergeben sich ungewöhnliche und atemberaubende Aufnahmen. Kann man einen attraktiven Vordergrund in das Bild mit einbeziehen, entstehen äusserst wirkungsvolle Astrofotos, die in ihrer Ästhetik nachgeführten Aufnahmen in nichts nachstehen.

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Astronomische Grundlagen

In 24 Stunden dreht sich die Erde einmal um ihre eigene Achse. Diese Drehung erfolgt in West-Ost-Richtung, also von einem Betrachter, der die Erde von oben aud dem Weltall betrachten könnte, entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Erdrotation spiegelt sich in einer scheinbaren Bewegung der Sterne in entgegengesetzter Richtung, also von Ost nach West, wieder. Das ist die scheinbare Bewegung der Sterne, wie wir sie wahrnehmen.

Infolge der Erdrotation bewegen sich die Sterne in der Nähe des Himmelsäquators in zwei Minuten um einen scheinbaren Vollmonddurchmesser weiter, bei direkter Betrachtung des Nachthimmels ist diese Bewegung jedoch unmerklich. Alle Sterne drehen sich scheinbar um den Himmelspol, die gedankliche Verlängerung der Erdachse. Der Himmelsnordpol wird in guter Näherung durch den Polarstern markiert. Er befindet sich 0,8 Grad vom exakten Himmelspol entfernt. (Zum Vergleich: Der Vollmond hat einen scheinbaren Durchmesser von 0,5 Grad.)

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Fotografie

Richtet man eine ruhende Kamera auf den Nachthimmel, so wandern die Sterne durch das Bildfeld und erzeugen Strichspuren. Ihre Länge hängt von der Brennweite der Optik, der Distanz vom Himmelspol und der Belichtungszeit ab. Je weiter man sich vom Himmelspol in Richtung Himmelsäquator entfernt, umso länger sind die Strichspuren bei gleicher Brennweite und Belichtungszeit.

Mit zunehmender Brennweite erscheinen die Strichspuren bei konstanter Belichtungszeit länger, da längere Brennweiten einen kleineren Himmelsausschnitt stärker vergößert auf dem Film bzw. Sensor abbilden.

In Äquatornähe sind die Strichspuren nahezu geradlinig, je näher man dem Himmelspol kommt, desto stärker ist ihre Krümmung.

Belichtet man nicht länger als einige Minuten, sind die Sternbilder noch erkennbar. Bei längerer Belichtung durchmischen sich auf dem Film bzw. Bildsensor die Sternstrichspuren verschiedener Sternbilder, und sie sind nur noch schwer zu identifizieren. Diese Überlagerungen haben bei Strichspuraufnahmen der Polregion einen atemberaubenden Tunneleffekt zur Folge. Hierbei erkennt man auch deutlich, dass auch der Polarstern eine deutliche Strichspur bildet und nicht exakt am Himmelspol liegt.

Bei langen Belichtungszeiten benötigt man einen absolut dunklen Himmel ohne jedes Mondlicht. Selbst der Halbmond erscheint noch zu hell. Ansonsten wird die Aufnahme überbelichtet, viele schwache Sterne werden überstrahlt und sind nicht mehr erkennbar. Durch Überbelichtung können auch Farbstiche entstehen.

Bei der Verwendung von Weitwinkelobjektiven ist es oft reizvoll, einen attraktiven Vordergrung in das Bild einzubeziehen, der sich dann schattenhaft vor den Strichspuren abzeichnet. Durch die hohe Schärfentiefe solcher Objektive erscheinen Vordergrund und Sternenhimmel gleichzeitig scharf.

Strichspuren haben einen weiteren reizvollen Effekt: Da die Filmkörner bzw. Pixel jeweils nur kurz durch einen Stern belichtet werden, sind die Eigenfarben der Sterne deutlich erkennbar. Bei nachgeführten Langzeitbelichtungen sind Sterne häufig überbelichtet und erscheinen gleichmässig weiss. In diesem Punkt sind nicht zu lange belichtete Strichspuraufnahmen sogar anschaulicher als langbelichtete, nachgeführte Astrofotos.

Das folgende Foto zeigt ein exzellentes Beispiel einer Strichspuraufnahme. Belichtet wurde ca. 120 Minuten mit einem 28 Millimeter-Objektiv und Blende 5,6. Als Film wurde Kodak Elitechrome 200 verwendet. Man beachte die unterschiedlichen Farben der Sterne, insbesondere links oben im Bild. Die große Version zeigt auch deutlich, dass der Polarstern bereits eine Strichspur um den exakten Himmelspol beschreibt. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Andreas Rörig; www.andreasroerig.de)

Strichspuraufnahme

Copyright der Aufnahme: Andreas Rörig

Es empfielt sich, das Objektiv um ein bis zwei Blendenstufen abzublenden, da sich hierdurch die Bildschärfe, insbesondere an den Bildrändern, verbessert.

Als Empfindlichkeit ist ISO 100 bis 400 empfehlenswert.

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Brennweiten

Für Panorama- und Polspuraufnahmen mit Vordergrund sind Weitwinkel- bis Superweitwinkelobjektive empfehlenswert.

Sollen einzelne Sternbilder als Strichspuren fotografiert werden, ist je nach Motiv ein Normalobjektiv bis mittleres Teleobjektiv sinnvoll. Hiermit sollte nicht länger als ein paar Minuten belichtet werden.

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Fokussierung

Die Fokusssierung von Astrofotos wird hier in einem sparaten Artikel ausführlich erläutert. Mit Weitwinkelobjektiven kann ggf. auch auf den Vordergrund fokussiert werden, sofern er sich ausreichend weit von der Kamera entfernt befindet.

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Digitalkameras

Bei langen Belichtungszeiten zeigen Digitalkameras ein mehr oder weniger starkes Hintergrundrauschen, das sich in einem "schmutzigen" Hintergrund äussert. Er erscheint nicht mehr gleichmässig schwarz, sondern mit grau-braunen Pixeln durchsetzt. Das Rauschen verstärkt sich mit der Empfindlichkeit, man sollte also eine möglichst geringe ISO-Empfindlichkeit wählen.

Ein Trick, um das Rauschen zu reduzieren, besteht darin, unmittelbar hintereinander zahlreiche Aufnahmen mit einer Minute Belichtungszeit anzufertigen und diese mit einem Bildbearbeitungsprogramm zu einer Aufnahme zu überlagern. Achtung: Wartet man zwischen den Aufnahmen zu lange, zeigen sich Lücken innerhalb der Strichspuren, da die Sterne bei ruhender Kamera zwischen den Belichtungen im Bildfeld wandern. Man sollte die Belichtungten also immer sofort starten, sobald die Speicherung des vorangegangenen Fotos abgeschlossen ist.

Von der Verwendung von Digicams rate ich ab. Sie haben auch bei kürzeren Belichtungszeiten ein stärkeres Rauschen als digitale Spiegelreflexkameras. Die Bildqualität ist also in den allermeisten Fällen stark herabgesetzt. Die häufig benötigte manuelle Fokussierung ist bei Digicams ebenfalls nur selten möglich.

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