Astronomisk fotografering

En bild av Orions b�lte sammansatt fr�n digitaliserade svartvita glaspl�tar fotograferade genom r�da och bl� filter, med en datorsyntetiserad gr�n kanal. Bilderna togs med Samuel Oschin Telescope mellan 1987 och 1991.

Astronomisk fotografi eller bara astrofotografi �r fotografering av astronomiska objekt, himmelska h�ndelser eller omr�den i natthimlen. Det f�rsta fotografiet av ett astronomiskt objekt (M�nen) togs 1840, men det var inte f�rr�n i slutet av 1800-talet som de tekniska framstegen gjorde det m�jligt att g�ra en detaljerad fotografering av stj�rnorna. F�rutom att kunna fotografera detaljer i objekt som m�nen, solen och planeterna, kan man med modern astrofotografi avbilda objekt som �r osynliga f�r det m�nskliga �gat som m�rka stj�rnor, nebulosor och galaxer. Detta g�rs genom l�ngtidsexponering eftersom b�de film och digitalkameror kan ackumulera och summera fotoner �ver dessa l�nga tidsperioder.

Fotografering med f�rl�ngda exponeringstider revolutionerade omr�det f�r professionell astronomisk forskning, och registrerade hundratusentals nya stj�rnor och nebulosor som �r osynliga f�r det m�nskliga �gat. Specialiserade och allt st�rre optiska teleskop konstruerades liksom st�rre kameror f�r glaspl�tar. Astrofotografi spelade en tidig roll i unders�kningar av himlen och klassificering av stj�rnor, men med tiden har mer sofistikerad utrustning och tekniker skapats f�r specifika omr�den av vetenskaplig forskning, med bildsensorer som bara blivit en av m�nga typer av sensorer.

Idag �r astrofotografi mestadels en underdisciplin inom amat�rastronomi, d�r man vanligen s�ker estetiskt tilltalande bilder snarare �n vetenskapliga data. Amat�rer anv�nder ett brett utbud av specialutrustning och tekniker.

Hur fungerar det?

M31 - Andromedagalaxen fotograferad genom ett teleobjektiv med en digital systemkamera. Exponeringstiden var 40 minuter.

Med dagens digitala systemkameror �r det f�rh�llandevis enkelt att sj�lv ta bilder av universum. Det enda som beh�vs �r ett stadigt stativ och en kamera med m�jlighet att justera slutartiden manuellt. Eftersom jorden roterar runt sin axel kommer s� kallade stj�rnsp�r att uppst� vid l�ngre exponeringar. F�r att motverka jordens rotation anv�nds ett motordrivet stativ som vrider kameran i samma takt som jorden roterar. P� s� s�tt kan l�nga exponeringar tas. Ju l�ngre exponeringar desto ljussvagare objekt kan fotograferas.

Ett foto p� Plejaderna (M45) skapat genom att ta 44 10-minutersexponeringar och kombinera dessa.

En annan metod �r att med s� kallad "stacking" kombinera m�nga korta exponeringar till en slutlig bild. Metoden skapar inte ljusstarkare bilder utan eliminerar ist�llet mycket av det bildbrus som normalt skulle dr�nka ut stj�rnor och ljussvagare fenomen. Genom bildbehandling kan p� s� s�tt mindre stj�rnor, planeter och nebulosor lyftas fram i bilden utan att brus tar �ver. I amat�rastronomikretsar �r det inte ovanligt att kombinera hundratals bilder tagna p� ett och samma objekt f�r att uppn� ett s� bra signal-brusf�rh�llande som m�jligt. Denna metod kan �ven framg�ngsrikt anv�ndas utan teleskop och kr�ver d� i stort sett bara en kamera, ett stabilt kamerastativ och en fj�rrkontroll med tidsintervall.

Reciprocitet

Reciprocitetsfel �r en viktig effekt inom filmbaserad astrofotografi. Objekt som galaxer och nebulosor �r ofta s� ljussvaga att de inte �r synliga f�r �gat utan hj�lp. F�r att g�ra saken v�rre st�mmer inte m�nga objekts spektra med filmemulsionens k�nslighetskurvor. M�nga av dessa m�l �r sm� och kr�ver l�nga br�nnvidder. Tillsammans g�r dessa parametrar dessa m�l extremt sv�ra att f�nga med film; exponeringar fr�n 30 minuter till l�ngt �ver en timme �r typiska. Som ett typiskt exempel tar det cirka 30 minuter att ta en bild av Andromedagalaxen vid f/4; f�r att f� samma densitet vid f/8 skulle det kr�vas en exponering p� cirka 200 minuter.

N�r ett teleskop sp�rar ett f�rem�l �r varje minut sv�r; d�rf�r �r reciprocitetsfel ett av de viktigaste motiven f�r astronomer att byta till digital teknik. Elektroniska sensorer har sin egen begr�nsning vid l�ng exponeringstid och l�ga belysningsniv�er, vanligtvis inte kallade reciprocitetsfel, n�mligen brus fr�n l�ckstr�m, men denna effekt kan minskas genom att kyla sensorn.