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Es gab – nach der Vorstellung des Novembersternenhimmels – wieder etwas neues am 7. Kurstag: Das grundsätzliche Hauptproblem aller Astrofotografen!

Foto-Teleskop
Möglichkeiten der Astrofotografie

Wer im Dunklen fotografiert, hat es mit einem scherwiegewichtigen Boss-Gegner zu tun: Dem Rauschen. In diesem Kurstag ging es zunächst um eine Übersicht über die verschiedenen Rauscharten, mit denen sich ein Astrofotograf herumschlagen muss. Hier eine kurze Übersicht:

Signalrauschen

Jedes astronomische Objekt, welches man bebobachtet, rauscht. Man hat darauf leider keinen Einfluss, denn jeder Stern, jede Galaxie und jeder Nebel strahlt sein Licht grundsätzlich ungleichmäßig ab. Mal fallen mehr Photonen auf unseren Fotosensor, mal weniger. Manchmal liegt es auch nicht nur am Objekt selbst, sondern auch von dem leider nicht ganz leeren kosmischen Raum, den sein Licht zu uns durchquert.

Ausleserauschen

Doch auch unsere Kamera selbst rauscht. Hierzu gehört das Ausleserauschen, welches beim Auslesen der Lichtinformationen des Sensors auftritt. Die Informationsgewinnung wird dabei von der Kamera-Elektronik nicht komplett feherlfrei bewerkstelligt, sondern ist grundsätzlich mit einer gewissen Unschärfe behaftet. Auch der Digitalisierungsprozess der Kameraelektronik verursacht ein Rauschen, das sog. Quantisierungsrauschen.

Dunkelstromrauschen

Das Dunkelstromrauschen wird ebenfalls von der Kamera verursacht. Denn auch ein komplett abgedunkelter Sensor gibt Elektronen frei, die von der Fotoelektronik erfasst werden. Diese Elektronen werden z.B. aufgrund von thermischen Effekten freigesetzt. Dabei spielt die Temperatur des Sensors und die Belichtungszeit eine große Rolle.

Rauschen des Himmelshintergrunds

Betrachtet man von der Erdoberfläche aus den Nachthimmel (was für die weitaus meisten Astronomen zutrifft), so spielt die natürliche und künstliche Aufhellung des Nachthimmels eine große Rolle. Einen absolut dunklen Nachthimmel gibt es also nirgends auf der Erde. Natürliche Aufhellungen sind z.B. der Gegenschein und das Zodiakllicht; in besiedelten Gegenden ist der dominierende Faktor die Lichtverschmutzung von Straßenbeleuchtungen, Fassaden-Illuinationen, Sport- und Kulturstättenbeleuchtungen, die Verwendung von privaten Leuchtmittel usw.

Signal & Rauschen

Zu jeden Rauschen gibt es i.a. auch ein zugehöriges Signal. Das ist bei dem Signalrauschen einleuchtend; aber auch die anderen Rauschformen sind mit Signalen behaftet: Dem Ausleserauschen steht ein Auslesesignal gegenüber und dem Dunkelstromrauschen des Sensors ein Dunkelstromsignal. Und die Quelle des Hintergrundrauschens ist dabei ein Signal des Himmelhintergrunds.

Grundsätzlich lassen sich softwaretechnisch Störsignale vom Bildsignal abziehen und damit bereinigen; auf das Rauschen trifft das aber nicht zu: Rauschen kann grundsätzlich nicht in irgendeiner Weise von Bild ‚abgezogen‘ werden.