Hallo Sternfreunde,
da das Wetter derzeit nicht fototauglich ist, beschäftige ich mich mit der Frage, wie die Himmelshelligkeit [mag/arcsec²] aus einem Rohbild für meinen Standort abgeleitet werden könnte.
Dazu werden einige Daten benötigt:
Teleskopdaten RC8"
Teleskopöffnung: 203mm
Obstruktion: 85mm
Reflexion Spiegel /Transmission Linsen:
Hauptspiegel 0,99
Sekundärspiegel 0,99
Transmission der Linsen des eingesetzten Reducers: 0,98 (geschätzt)
Anzahl Linsen des Reducers: 2
Transmission des verwendeten Filters (IDAS-LPS P2): 0,9 als Durchschnittswert (wellenlängenabhängig)
Damit kann eine effektive Teleskopöffnung (Fläche) berechnet werden: Aeff= (203² - 85²) * 3,141 *0,99*0,99*0,98*2*0,9/400 = 245,7 cm²
Kameradaten ASI1600MM Pro:
aus Tabelleblatt für Gain 76 : 2,1e-/ADU
Quanteneffizienz QE: 0,5 geschätzter Durchschnittswert (wellenlängenabhängig)
Rohbild:
Genommen habe ich ein Rohbild von M33, welches mit dem IDAS-LPS P2 Filter, Gain 76, Belichtungszeit 180s und dem RC8" aufgenommen wurde.
Der Himmelshintergrund dieses Rohbildes wird herangezogen (ohne Sterne, Nebelanteile,…): Mean Wert (ADU) mittels Statistics in PI auslesen (2065,3).
Diesen Wert mit dem "Gain Wert" (e-/ADU) multiplizieren (2,1 e-/ADU s.o.). Damit erhält man die Anzahl der Elektronen, die in der Belichtungszeit t aufgenommen wurden.
Den so erhaltenen Wert durch die Belichtungszeit t (hier 180s) dividieren. Es ergeben sich Elektronen/Sekunde für den Himmelshintergrund: H = 24,05 e-/s.
Den Dunkelstrom habe ich nicht berücksichtigt, da vernachlässigbar klein.
Die "Himmelshelligkeit bei 0 mag wird nun mit der Himmelshelligkeit in der Rohbildaufnahme" verglichen.
Ein Größenunterschied von 1mg bedeutet ein Helligkeitsunterschied von 2,511.
Bei 0 mag werden ca. 880.000 e-/s*cm² von einem Objekt emittiert.
Damit lässt sich m.E. folgende Formel schreiben:
2,511^ (x[mag/arcsec²]) = 880.000* QE *Aeff / H, wobei x die gesuchte Himmelshelligkeit in mag/arcsec² ist.
Die Himmelhelligkeit x in [mag/arcsec²] ergibt sich damit als Logarithmus zur Basis 2,511von (880.000 [e-/cm²*s] * Quanteneffizienz * effektive Öffnung [cm²] / Himmelshintergrund [e-/s])
Aus den Daten ergibt sich ein Wert von 16,6mag/arcsec² für meinen Standort.
Das ist einigermaßen plausibel: Die Andromedagalaxie ist visuell nicht sichtbar. Im Zenit können bei optimalen Bedingungen Sterne bis max. 4mag erkannt werden.
Ggf. steckt in dem obigen Ansatz ein Denkfehler (rein gefühlsmäßig glaube ich das) und es kommt zufällig ein plausibler Wert heraus.
Daher bin ich für Ideen, Anregungen, Verbesserungen,... dankbar.
Herzliche Grüße
Hans-Jürgen
da das Wetter derzeit nicht fototauglich ist, beschäftige ich mich mit der Frage, wie die Himmelshelligkeit [mag/arcsec²] aus einem Rohbild für meinen Standort abgeleitet werden könnte.
Dazu werden einige Daten benötigt:
Teleskopdaten RC8"
Teleskopöffnung: 203mm
Obstruktion: 85mm
Reflexion Spiegel /Transmission Linsen:
Hauptspiegel 0,99
Sekundärspiegel 0,99
Transmission der Linsen des eingesetzten Reducers: 0,98 (geschätzt)
Anzahl Linsen des Reducers: 2
Transmission des verwendeten Filters (IDAS-LPS P2): 0,9 als Durchschnittswert (wellenlängenabhängig)
Damit kann eine effektive Teleskopöffnung (Fläche) berechnet werden: Aeff= (203² - 85²) * 3,141 *0,99*0,99*0,98*2*0,9/400 = 245,7 cm²
Kameradaten ASI1600MM Pro:
aus Tabelleblatt für Gain 76 : 2,1e-/ADU
Quanteneffizienz QE: 0,5 geschätzter Durchschnittswert (wellenlängenabhängig)
Rohbild:
Genommen habe ich ein Rohbild von M33, welches mit dem IDAS-LPS P2 Filter, Gain 76, Belichtungszeit 180s und dem RC8" aufgenommen wurde.
Der Himmelshintergrund dieses Rohbildes wird herangezogen (ohne Sterne, Nebelanteile,…): Mean Wert (ADU) mittels Statistics in PI auslesen (2065,3).
Diesen Wert mit dem "Gain Wert" (e-/ADU) multiplizieren (2,1 e-/ADU s.o.). Damit erhält man die Anzahl der Elektronen, die in der Belichtungszeit t aufgenommen wurden.
Den so erhaltenen Wert durch die Belichtungszeit t (hier 180s) dividieren. Es ergeben sich Elektronen/Sekunde für den Himmelshintergrund: H = 24,05 e-/s.
Den Dunkelstrom habe ich nicht berücksichtigt, da vernachlässigbar klein.
Die "Himmelshelligkeit bei 0 mag wird nun mit der Himmelshelligkeit in der Rohbildaufnahme" verglichen.
Ein Größenunterschied von 1mg bedeutet ein Helligkeitsunterschied von 2,511.
Bei 0 mag werden ca. 880.000 e-/s*cm² von einem Objekt emittiert.
Damit lässt sich m.E. folgende Formel schreiben:
2,511^ (x[mag/arcsec²]) = 880.000* QE *Aeff / H, wobei x die gesuchte Himmelshelligkeit in mag/arcsec² ist.
Die Himmelhelligkeit x in [mag/arcsec²] ergibt sich damit als Logarithmus zur Basis 2,511von (880.000 [e-/cm²*s] * Quanteneffizienz * effektive Öffnung [cm²] / Himmelshintergrund [e-/s])
Aus den Daten ergibt sich ein Wert von 16,6mag/arcsec² für meinen Standort.
Das ist einigermaßen plausibel: Die Andromedagalaxie ist visuell nicht sichtbar. Im Zenit können bei optimalen Bedingungen Sterne bis max. 4mag erkannt werden.
Ggf. steckt in dem obigen Ansatz ein Denkfehler (rein gefühlsmäßig glaube ich das) und es kommt zufällig ein plausibler Wert heraus.
Daher bin ich für Ideen, Anregungen, Verbesserungen,... dankbar.
Herzliche Grüße
Hans-Jürgen