Sind die Farben bei den Bildern von Astrofotografen «echt»?
Der Käfernebel (NGC 6302) ist ein planetarischer Nebel im Sternbild Skorpion, welcher 4000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Er wurde von einem Roten Riesen gebildet, als dieser seine äussere Hülle in Form von extrem schnellen Gasströmen abgestossen hat.
Bild: NASA, ESA, Hubble, HLA; Überarbeitung und Bildrechte: Robert Eder
Bild: NASA, ESA, Hubble, HLA; Überarbeitung und Bildrechte: Robert Eder
Die meisten Astrofotografen arbeiten nicht mit einer «Farbkamera». Die Sensoren der Kamera erzeugen lediglich Graustufenbilder. Diese werden aber mit unterschiedlichen Filtern aufgenommen, zum Beispiel mit einem Filterrad wie im Bild links. Am oberen Bildrand ist der Sensor der Kamera sichtbar.
Bild links: ZWO SW Astrokamera ASI183GT gekühlt mit integriertem 5pos Filterrad
Aufnahmen mit Breitbandfiltern für die drei Farben Rot, Grün und Blau
Der Orionnebel (M 42) ist ein Emissionsnebel im Sternbild Orion.
Aufgenommen mit dem Rotfilter
Aufgenommen mit dem Grünfilter
Aufgenommen mit dem Blaufilter
Diese drei Graustufenbildern des Orionnebels werden nun in ein R-, ein G- und ein B-Bild umgewandelt.
Aus diesen drei Bildern kann nun ein Farbbild des Orionnebels erstellt werden.
Aus diesen drei Bildern kann nun ein Farbbild des Orionnebels erstellt werden.
R
G
B
Die Farben in dem so erzeugten Farbbild entsprechen dem, was ein fiktiver Astronaut sehen würde, wenn er oder sie tatsächlich zum Orionnebel reisen würde.
Bild: Chuck Ayoub; Wikimedia
Bild: Chuck Ayoub; Wikimedia
Aufnahmen mit Schmalbandfiltern
Anstelle von Breitbandfiltern werden beim Hubble Teleskop auch Schmalbandfilter eingesetzt. Diese Schmalbandfilter lassen nur einen sehr schmalen Spektralbereich passieren, zum Beispiel die H-Alpha-Linie von Wasserstoff bei 656.281 nm (Rot). Diese Wellenlänge entspricht genau derjenigen Farbe, die heisser Wasserstoff aussendet, zum Beispiel in Emissionsnebeln.
Emissionsnebel sind interstellare Gaswolken, welche aufgrund ihrer hohen Temperatur leuchten. Die von Emissionsnebeln emittierten Farben hängen von ihrer chemischen Zusammensetzung ab (Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel, Silizium, …).
Aufnahmen mit Schmalbandfiltern ermöglichen so eine farbliche Darstellung der chemischen Zusammensetzung der Wolke.
Aufnahmen mit Schmalbandfiltern ermöglichen so eine farbliche Darstellung der chemischen Zusammensetzung der Wolke.
Im Bild unten ist der leuchtende Wasserstoff rot, Sauerstoff Blau und Schwefel grün dargestellt. Solche Bilder haben einen hohen Informationsgehalt, entsprechen aber nicht mehr demjenigen Bild, das ein fiktiver Astronaut vom Objekt haben würde.
Cirrusnebel, Überrest einer Supernova, die vor 8’000 Jahren im Sternbild Schwan stattfand. Er besteht aus einer Ansammlung von Emissions- und Reflexionsnebeln. Bild: NASA, ESA, Hubble Heritage Team
Aufnahmen im Infrarot und Ultraviolettbereich des elektromagnetischen Spektrums
Die CCD Kameras des Hubble Teleskops können auch von der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung Graustufenbilder erzeugen, einer Strahlung, welche für uns unsichtbar ist.
Bild: NASA, ESA
Mit diesen Graustufenbildern der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung ist es natürlich nicht mehr möglich, ein natürliches Farbbild zu erstellen. Trotzdem kann man auch aus diesen Graustufenbildern ein Farbbild erstellen. Mit Hilfe von repräsentativen Farben können so zusätzliche Informationen über das Objekt dargestellt werden.
Das Bild im Zentrum ist aus Graustufenbildern von ultravioletter, sichtbarer (visuell) und infraroter Strahlung zusammengesetzt.
NGC 1512 ist eine Balken-Spiralgalaxie im Sternbild Pendeluhr am Südsternhimmel. Sie befindet sich in einer Entfernung von 33 Millionen Lichtjahren und hat einen Durchmesser von etwa 110’000 Lichtjahren. Das zusammengesetzte Bild im Zentrum entspricht aber nicht mehr demjenigen Bild, das ein fiktiver Astronaut vom Objekt haben würde. Bild: NASA, ESA
Durch diese Farbdarstellung lassen sich wichtige Details der Spiralgalaxie hervorheben.
Durch diese Farbdarstellung lassen sich wichtige Details der Spiralgalaxie hervorheben.
Multiwellenlängen Bilder
Für das zusammengesetzte Bild unten wurden nicht nur Aufnahmen vom Hubble-Teleskop verwendet, sondern auch solche von Radio- und Röntgen-Teleskopen.
Im Röntgenstrahlenbild (X-Ray, violett) erkennt man deutlich den eingebetteten Pulsar, einen schnell rotierenden Neutronenstern.
Im Röntgenstrahlenbild (X-Ray, violett) erkennt man deutlich den eingebetteten Pulsar, einen schnell rotierenden Neutronenstern.
Der Krebsnebel im Sternbild Stier ist der Überrest der im Jahr 1054 beobachteten Supernova, in dem sich ein Pulsarwind-Nebel gebildet hat. Seine Entfernung beträgt 6’300 Lichtjahre.
Bild: NASA, ESA
Bild: NASA, ESA
30 November 2023 © A. Stöckli