Die Aufnahmen des Quasars 3C273 habe ich aus zwei Gründen gemacht:
zum einen ist es reizvoll, ein Objekt abzubilden,
welches über eine Milliarde Lichtjahre entfernt ist - ohne Teleskop,
nur mit einem gewöhnlichen Fotoobjektiv mit 50mm Brennweite.
Der zweite Grund war, die Theorie der CCD-Fotografie in der Praxis zu testen,
speziell hier die Frage zu klären, welche Grenzgröße unter welchen Bedingungen erreichbar ist.
Brauchbar war der Quasar deswegen, weil er praktisch weiß ist, die Grenzgröße also
nicht durch Farbeigentümlichkeiten verzerrt wird.
Normalerweise erwartet man von einem linear arbeitenden Detektor, daß einer Verdoppelung
der Belichtungszeit auch eine Verdoppelung der Reichweite entspricht (was wegen der
logarithmischen Größenklassenskala einem Gewinn von 0,75 mag entspricht). Das ist altbekannt und immer ein Pluspunkt für die CCD-Kameras gewesen. Wie erwartet macht auch meine Kamera keine Ausnahme: beim Objektiv 1,8/50 erreicht man in 10 Sekunden bei normalen
Stadtbedingungen die Grenzgröße 9,5 mag. Die Belichtungszeit 60 Sekunden ist 6 mal
länger und erreicht demzufolge 2 Größenklassen schwächere Sterne (ca 11,5).
Bei den Bedingungen am Aufnahmetag (leicht diesig) war allerdings nach 60 Sekunden
die Grenze der möglichen Belichtungszeit erreicht: nach 70 Sekunden wären alle Pixel
schon gesättigt gewesen, ein rein weißes Bild das Ergebnis gewesen.
Das heißt: ab 1 Minute Belichtungszeit dominiert der Hintergrund den weiteren Gewinn, und dann sieht die Wachstumskurve anders aus, da nun die aufzuwendende Belichtungszeit mit dem
Quadrat wächst. Für die doppelte Reichweite (+0,75 mag) muß nun viermal so lange
belichtet werden, für die vierfache Reichweite (+1,5 mag) sechzehnmal so lange.
Die zusätzliche Belichtungszeit muß man dabei durch Aufsummieren mehrerer
Aufnahmen erreichen.
Meine Bildbeispiele setzen an diesem Punkt ein. Die Einzelaufnahme ist "grenzbelichtet" und dann kontrastangepasst. Mehr ist nicht drin. Die Summation von vier Aufnahmen erbringt
einen deutlichen Gewinn von der erwarteten Größenordnung.
Einiges, was man auf der Einzelaufnahme als schwachen Stern interpretiert hätte,
stellt sich als verstärktes Rauschen heraus, umgekehrt wird aus schwachen Sternchen ein leicht nachweisbares Objekt.
Bei der Summation von 16 Aufnahmen ist nochmal eine Steigerung in dieser Größenordnung zu sehen. Die Grenzhelligkeit beträgt nun 11,5 + 1,5 = 13 mag!! Der Quasar 3C273 mit ca 12,7 mag ist leicht zu sehen. Diese Grenzgröße ist mit Filmmaterial bei dieser Brennweite auch unter optimalen Bedingungen kaum zu erreichen, geschweige denn unter einem Stadthimmel mit Grenzgröße 4 - 4,5 mit bloßem Auge.
Die Belichtungszeiten wären erheblich kürzer, wenn der Himmelshintergrund schwächer wäre und erst später die Grenzgröße bestimmen würde. Beispiel: wenn erst nach vier Minuten die Aufnahme grenzbelichtet ist und der Himmel dominiert, dann gilt bis zu diesem Zeitpunkt, daß einer vierfachen Belichtungszeit ein vierfacher Gewinn entspricht, also 1,5 mag (d.h. in vier Minuten wäre man schon bei etwa 13 mag, statt wie im anderen Fall erst nach 16 Minuten).
Mit etwas mehr Erfahrung sind also Grenzgrößen jenseits 14 mag unter Stadthimmel
möglich. Dabei geht es mir aber auch um die Möglichkeit, sehr schwache größere Nebel
nachzuweisen.
Meine Träume gehen in die Richtung
schwache äußere Plejadennebel
Ursa Minor- und Draco-System
schwächste Ausläufer von M 31 und M 33
natürlich Pluto...
... und natürlich mit 50 mm Brennweite
Die Aufnahme des Quasars 3C273 war für mich also ein sehr erfolgreiches Experiment.
... und wo ist er nun, der Quasar 3 C 273 ? Hier:
So so, Grenzgröße 13mag mit 50mm Brennweite? Beweise!!
Die Originaldateien der nächsten Aufnahme befinden sich auf einer Sicherungs-CD von 1998, so kann ich das genaue Aufnahmedatum momentan nicht ermitteln. Es war aber auf jeden Fall 1998 während der längeren Testphase, zu der auch die Aufnahmen von 3C273 gehören.
Für die Galaxie NGC 4536 in Virgo habe ich für zwei schwache nicht-gefärbte(!) Sterne eine sehr gute Photometrie. Die Aufnahme ist eine Kombination von ca 20 grenzbelichteten (d.h. 60sec belichteten) CCD-Aufnahmen mit 1,8/50mm-Foto-Objektiv, ohne Filter. Die Grenzgröße liegt nahezu bei 14mag, der Stern mit V=13,07 ist noch geradezu leicht. Der schwache Stern mit V=14,15 hebt sich zwar noch vom Grundrauschen ab, das kann man aber nicht mehr als sicher betrachten. Fazit: eine Grenzgröße von V=13,5 ist hier sicher.