Liebe Astrofotografen,
die stabile Wetterlage musste umgehend ausgenutzt werden.
NGC 147 ist eine elliptische Zwerggalaxie, die zur "lokalen Gruppe" gehört und als Begleiter der Andromeda Galaxie angesehen wird (P. W. Hodge, 1976). Obschon ich Beobachtungsberichte im Netz fand, dass diese Galaxie NGC 147 auch mit dem Feldstecher beobachtet werden kann, ist mir dies mit dem Fernglas meines Großvaters nicht gelungen.
Etwas heikel kommt NGC 147 nämlich aufgrund seiner extrem niedrigen Flächenhelligkeit daher. Zwar ist die Gesamthelligkeit etwa bei der 10. Magnitude angesiedelt, doch stellt die Zwerggalaxie sogar für Astrofotografen eine echte Herausforderung dar. Aufgrund ihrer ausgedehnten Fläche, die die Galaxie am Himmel einnimmt, beträgt die mittlere Flächenhelligkeit lediglich 23 mag pro Quadrat-Bogensekunde! Die Galaxie mit einer DSLR abzulichten gelingt nur knapp und bei starker Kontrastierung wird überdeutlich, dass die Flatfield Kalibration hier bereits erste Probleme zeigt. Wer genau hinsieht bemerkt, dass die Farbe des Himmelsuntergrund zum Rand des Fotos einen anderen Farbton hat, als in der Mitte. Das Flatfield kann eben doch nicht einfach durch Division herausgerechnet werden, denn wir haben verschiedene additive Streulichteinflüsse zu berücksichtigen, auch einen Gradienten der Himmelsaufhellung zu Beobachtungsbeginn, als das Objekt vier Stunden tiefer über dem hellen Bonn zu sehen war.
Um einen Eindruck von den im Bild wiedergegebenen Helligkeiten zu vermitteln, habe ich im zweiten Bild die in der Arbeit von Hodge (1976) abgebildeten Isophoten maßstabsgetreu über die Galaxie gelegt. Norden ist hierbei oben. Die Isophoten geben Helligkeiten von 21. bis hin zu 23.91 Magnitude pro Quadrat-Bogensekunde wieder, also knapp 24. Größenklasse, ein Traumwert. Persönliche Bestmarke bisher, würde ich sagen. In meinem Fall entspricht der Abstand der Pixel etwa 1,2 Bogensekunden in den Originalaufnahmen. Die hier eingestellte Abbildung wurde zudem verkleinert (was das Rauschen kaum verminderte).
Die Aufnahme stellt für mich einen neuen Rekord dar, da ich noch nie soviele Aufnahmen von ein und dem selben Objekt eingesammelt habe. Über zwei Nächte hinweg wurde eine Gesamtbelichtungszeit von knapp 10 Stunden realisiert. Die 24. Magnitude mit der DSLR ist eben kein Zuckerschlecken.
Der gewünschte Effekt, nämlich die ersten helleren Einzelsterne abzubilden gelang trotzdem nicht wirklich überzeugend. Doch wie ist das möglich, dass die Grenzhelligkeit bei V=24 liegt, die hellsten Objekte Kugelhaufen und Vordergrundsterne sind, Veränderliche der 22. Größenklasse jedoch nicht abgebildet sind? In dieser Größenordnung sollten jedoch die ersten Veränderlichen liegen, mit deren Lichtkurven man die Entfernung hätte bestimmen können, nämlich Cepheiden und RR Lyrae Sterne. Über die Perioden dieser Veränderlichen und ihrer Helligkeiten, gelingt es diese Sterne als Eichlichtquellen heranzuziehen. Aus der scheinbaren Helligkeit des jeweiligen Veränderlichen kann nun auf die absolute Helligkeit der Galaxie und somit auf die Entfernung der Galaxie geschlossen werden.
Des Rätsels Lösung: Die Helligkeit eines Sterns der 22. Magnitude verteilt sich in der Originalaufnahme und durch das Seeing auf ein Feld von wenigstens 5x5 Pixel und kann damit bereits um den Faktor 10-20 in seiner Helligkeit herabgesetzt erscheinen (je nach Seeing). Durch diese Aufweitung der Sterne geht man also bereits fast 2-3 Größenklassen verlustig. Kurioserweise unterscheiden sich nun auch die beiden Nächte des 2. und 3. Oktober 2011 in Ihrer Transparenz gewaltig. Die Nacht des 2. Oktober ergab dann auch eine Abbildung, bei der die Galaxie deutlich dunkler erschien, trotz besseren Seeings, bei dem Einzelsterne nun heller erscheinen müssten. So einen krassen Unterschied habe ich noch nie zuvor in meinen Aufnahmen bemerkt.
Fazit: mir wurde wieder einmal gezeigt, dass richtige Astronomie ein hart verdientes Brot ist. Die Effekte des Seeing auf die erzielbare Grenzgröße sollte nicht unterschätzt werden. Selbst mit 4 Stunden Gesamtbelichtungszeit gelingt es noch nicht auch nur eine Lichtkurve für einen Veränderlichen in einer der nächsten Nachbargalaxien zu bestimmen. Hinzu kommt die Himmelsaufhellung durch die Stadtbeleuchtung, welche durch additives Rauschen all meinem Treiben eine klare Grenze setzt. Moderne Großteleskope gleichen dies durch aktive Optik aus, um zu tieferen Grenzgrößen für Sterne zu kommen, aus denen man nun auch Lichtkurven messen kann.
In diesem Sinne möge auch der Letzte des Nachts nun bitte das Licht ausmachen. Energiesparlampen werden daran kaum etwas ändern.
Viele Grüße
Thilo Bauer
Aufnahmedaten:
Teleskop: VC200L, mit Fokalreduktor f/6.5
Kamera: Canon EOS 60Da mit Astronomik L-Filter
Belichtung: 480x 30 Sekunden (Objekt), 780 Dunkelstromaufnahmen (30s)
Sonstiges: Autoguider
Verarbeitung: automatisches Shift & Add
Datum: 3. Oktober 2011, ab 19:38 MEZ bis 00:36 MEZ morgens
Literatur:
Hodge, P. W., 1976. The structure of NGC 147. Astron. J., Vol. 81, p. 25 - 29, 87
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adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?1976AJ.....81...25H
7-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.10.11 18:55.
