Kometen

Kometen sind immer etwas Außergewöhnliches, ganz besonders dann, wenn sie auf ihrem Weg durch das Sonnensystem der Erde so nahe kommen, dass man sie mit bloßem Auge am Himmel erkennen kann, wie zuletzt den Kometen C/2020 F3 (Neowise) im Jahr 2020.

Viele interessante Details lassen sich jedoch erst mit mehr Brennweite und, wie bei astronomischen Fotos die Regel, mit mehr Belichtungszeit sichtbar machen. Das beginnt bei dem üblicherweise grünen Halo, welches den Kern umgibt. Hier wird Kohlenstoff (C2) durch die starke UV Strahlung der Sonne aufgespalten und emittiert dabei grünliches Licht. In seiner Spur hinterlässt er eine Wolke von Teilchen, welche in den äußeren Regionen unseres Sonnensystems eingesammelt wurden. Oft ist noch ein sehr feiner, meist bläulicher Schweif ionisierter Gase zu erkennen, der von der Sonne wegzeigt.

Im Januar 2023 flog mit C/2022 E3 (ZTF) wieder einmal ein Komet auf dem Weg zur Sonne relativ nah an der Erde vorbei, warum also nicht einfach das Teleskop auf den Kometen richten und ein paar Stunden belichten. Was soll da schon schief gehen?

Das Problem bei solch einem Projekt ist, dass Kometen gegenüber dem Sternenhintergrund relativ schnell ihre Position verändern. Diese Aufnahme zeigt dies über einen Zeitraum von zwei Stunden, Details des Kometen sind darauf gar nicht zu erkennen.

Nun gibt es bei den verschiedenen Stacking-Tools Möglichkeiten, die Aufnahmen nicht auf die Sterne, sondern auf bewegte Objekte zu stacken, wie beispielsweise einen Kometen. Dabei werden dann auch die feineren Details erkennbar, allerdings werden dann natürlich die Sterne als Strichspuren abgebildet.

Schaut man ganz genau hin, entstehen nicht einmal Spuren, sondern eher bunte Punkte. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass diese Aufnahme mit der Mono Kamera aufgenommen und somit die einzelnen Farbkanäle separat belichtet wurden. Da zwischendurch immer wieder Wolken durch das Bild zogen, musste ich auch einige Subs aussortieren.

Bei dieser speziellen Aufnahme vom 10. Februar 2023 haben wir allerdings noch ein zweites Objekt im Bild, welches sich wiederum in einer anderen Richtung bewegt, nämlich den Mars. Entsprechend erscheinen die Spikes einigermaßen unscharf. Registriert man die Bilder auf den Planeten, ergibt sich dies:

Daraus ergibt sich letztendlich eine Erkenntnis: Die drei unterschiedlichen Bewegungen müssen separat bearbeitet und am Ende wieder zusammengefügt werden. Allerdings habe ich mir für den Moment ein wenig Arbeit erspart und für den Sternenhintergrund einfach weniger Subs verwendet, sodass die Bewegung vom Mars, und damit auch die Unschärfe der Spikes, auf einem akzeptablen Niveau bleiben. Von den im Bild enthaltenen Dunkelnebeln ist dann natürlich nichts mehr zu sehen.

Ziel der Bearbeitung ist folglich, eine Aufnahme vom Sternenhintergrund möglichst ohne den Kometen zu erzeugen, und eine mit dem Kometen, jedoch ohne Sternenhintergrund.

Hintergrund

Freigestellter Komet

Auf Details der Bearbeitung möchte ich hier bewusst nicht eingehen, da gibt es reichlich sehr gute Tutorials z.B. auf YouTube. Stattdessen stelle ich meinen persönlichen Workflow vor, der recht zuverlässig sowohl für farbige als auch monochrome Aufnahmen funktioniert, und das weitgehend automatisiert.

• Im ersten Schritt werden alle guten Subs auf die Sterne registriert und als neuer Satz gespeichert. Aus Gewohnheit mache ich das im Astro Pixel Processor, aber das geht sicher auch genauso gut in anderen Tools wie PixInsight.
• Für das Hintergrundbild werden diese Subs einfach wie gewohnt gestackt, bei monochromen Aufnahmen erfolgt das natürlich pro Kanal. Solange die Subs von einheitlicher Qualität sind, funktioniert das gut über die Durchschnittsbildung, dann verschwindet der Komet in der Regel schon ganz gut. Je mehr Subs hierbei verwendet werden, desto dünner, aber auch breiter, wird der Kometenschatten später erscheinen.

Für den Kometen sind ein paar mehr Schritte notwendig, die sich mit PixInsight aber einigermaßen elegant erledigen lassen.

• In PixInsight werden zunächst mit dem Prozess CometAlign alle Subs auf den Kometen registriert und als drittes Set gespeichert. Da CometAlign den Zeitstempel für die Kometenberechnung verwendet, funktioniert dies auch, wenn die Subs Lücken aufweisen. Und da die Subs auf die Sterne registriert sind, sind Guiding-Fehler bereits korrigiert und die Subs dürften sogar mit Dithering aufgenommen werden.
• Die auf den Kometen registrierten Subs werden nun von den Sternen befreit. Vermutlich lässt sich das auch mit StarNet++ erreichen, ich verwende dafür StarXTerminator. Das funktioniert recht sauber und die integrierte Batch-Verarbeitung erleichtert diesen Schritt. Dieser Vorgang dauert eine ganze Weile.
• Nun werden die sternbefreiten Kometen-Subs ganz regulär integriert. Auch hier ist eine Mittelung der richtige Weg (bei monochromen Subs natürlich wieder pro Kanal).

Wurden monochrome Subs aufgenommen, wäre jetzt der Zeitpunkt, diese mit dem Werkzeug der Wahl in eine RGB Aufnahme zu kombinieren. Anschließend darf der Sternhintergrund gerne noch farbkalibriert werden.

Vermutlich wird der freigestellte Komet noch nicht so sauber erscheinen, wie im Beispiel oben. Bei dieser Aufnahme war insbesondere das rote Halo vom Mars in der Hälfte des Bildes gut sichtbar, dies habe ich in Photoshop wegretuschiert. Die leichten Spuren der entfernten Sterne konnten dann leicht über eine Gradationskurve entfernt und gleichzeitig der feine Schweif herausgearbeitet werden.

Apropos feiner Schweif. Da der feine Schweif von der Sonne weg gerichtet ist, verändert er im Laufe der Zeit ebenfalls seine Richtung. Wer hier, insbesondere mit längeren Brennweiten, zu lange belichtet, verliert tatsächlich Details und Kontrast. Abhängig von der Bahnposition und Brennweite, kann selbst eine halbe Stunde Belichtungszeit schon zu viel sein. Für diese Aufnahme kam eine verhältnismäßig kurze Brennweite von 360mm zum Einsatz, und vom feinen Schweif ist auch nur ein kleiner Teil im Bild, sodass sich dieser Effekt in Grenzen hält. Eine sehr lichtstarke Optik, welche in kurzer Zeit möglichst viel Licht sammeln kann, ist hier vorteilhaft.