Das zugrunde liegende physikalische Problem
Die Refraktion der Erdatmosphäre ruft eine geringfügige Rotation des Bildfelds hervor. Das bedeutet, dass die wahre von der scheinbaren Nordrichtung abweicht. Die scheinbare Nordrichtung ist dabei die, welche wir z.B. im Teleskop beobachten würden. Es gilt nun durch die geschickte Wahl der Position der Stundenachse diese Rotation zu minimieren. Ist das Sternfeld nicht grösser als 1 Quadratgrad, dann ist die gute Wahl der scheinbare (refraktive) Pol.
Zwei Aspekte werden in der heutigen Literatur meist sehr stiefmütterlich behandelt: die Ausrichtung der Stundenachse und die Auswirkungen der Refraktion der Atmosphäre auf eine Himmelsfotografie.
Es ist erstaunlich, dass kaum etwas bekannt ist wie genau die Ausrichtung vorgenommen werden muss, damit die Rotation des Bildfelds effektiv minimiert wird. In der heutigen Praxis ist die Position der Stundenachse meist soweit von der Sollposition entfernt, dass die beobachtete Rotation des Bildfelds vollständig durch diese Abweichung bestimmt wird.
Das praktische Problem
Die ersten Himmelsfotografien sind meist enttäuschend, gilt es doch eine grössere Anzahl von Problemen zu bewältigen. Hat man sich für ein Teleskop und einen Detektor entschieden, sei dies eine konventionelle, CCD-, Web- oder Videokamera, dann muss man sich Schritt für Schritt in die Eigenheiten einarbeiten. Auch wenn man mit der Ausrüstung vertraut ist, sind ansprechende Himmelsfotografien keineswegs garantiert.
Abbildung
1: NGC 2683, diese fünf Teilabbildungen stellen das Zentrum
und die vier Ecken einer Kleinbildaufnahme im Primärfokus
eines Astrophysics Starfire EDF dar. Die Brennweite dieses
Tripplet-Refraktors beträgt 1260 und die Öffnung 180
Millimeter. Die Belichtung startete beim lokalen Stundenwinkel
-3h10m und dauerte 70 Minuten.
In
den Untersuchungen, welche hier vorgestellt werden, hat es sich
gezeigt, dass die Ausrichtung der Stundenachse ebenso wie die
optische Qualität des Teleskops und die mechanische der
Montierung zum Gelingen einer Fotografie beitragen, kann man doch
durch eine geschickte Wahl der Position die negativen Auswirkungen
zu einem grossen Teil kompensieren.
Ist die Stundenachse nicht innerhalb enger Grenzen auf eine bestimmte Position ausgerichtet, dann hilft ein Nachführkorrektursystem nur bedingt. Diese Systeme kompensieren zwar alle Unregelmässigkeiten des Antriebs und die Verschiebung des Leitsterns in Folge der Refraktion. Allerdings bleibt nur der Leitstern in der Fokalebene am selben Ort. Wie sich die Feldsterne relativ zu diesem Punkt bewegen, ist vorerst noch offen.
Eine kleine Vorstellung, wie die Abbildung der Feldsterne deformiert werden, ist in Abb. 1 zu sehen. Die Richtungen und die Längen der Sternspuren sind über das Feld unterschiedlich und die Auflösung der Fotografie ist durch die Länge der Spuren und nicht durch die Luftunruhe oder die Optik begrenzt. Die Sternspur in der Mitte ist in der angezeigten Richtung etwa doppelt so lang wie breit. Die feinen Details der Galaxie NGC 2683 verschwinden somit und in den äusseren Teilen fällt die detektierte Lichtmenge unter die Nachweisschwelle.
Für die präzise Ausrichtung der Stundenachse benötigt man keine zusätzliche Ausrüstung, ausser einer Stoppuhr, einem Okular mit einem Messfeld und einem programmierbaren Taschenrechner. Was allerdings benötigt wird ist die Zeit sich mit der Positionsbestimmung der Stundenachse zu beschäftigen. Hat man diesen Vorgang einmal verstanden, dann ist die Ausrichtung eines Teleskops eine Routineangelegenheit, welche mit einer Genauigkeit von ca. 30 Bogensekunden innerhalb einer Stunde durchgeführt werden kann.
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