Andromeda – Unsere Nachbargalaxie Fotografieren

Die Andromeda-Galaxie. Wir werden das Licht von Sternen einer ganzen Galaxie auf Film bannen, welches 2,5 Millionen Jahre unterwegs war, bis es den Sensor unserer Kamera erreicht.

Die direkte Nachbarschaft unserer Milchstraße

Die größte Nachbargalaxie unserer Milchstraße ist die Andromeda-Galaxie. Sie wird im Messier Katalog unter der Nummer M 31 oder im New General Cataloque unter NGC 224 geführt. Sie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt und das größte Mitglied der Lokalen Gruppe. So wird unser lokales Galaxien-System mit einem Durchmesser von etwa 7 Millionen Lichtjahren bezeichnet, welches aufgrund der Gravitations-Wechselwirkung miteinander verbunden ist. Unsere Milchstraße ist neben der Andromeda-Galaxie die zweite große Galaxie und lediglich etwas kleiner als Andromeda. Weiterhin zählen mehrere Zwerggalaxien im Andromeda-System (z.B. M 110 und M 32, die auf Fotos sehr deutlich neben Andromeda erkennbar sind), Zwerggalaxien im System unserer Milchstraße (z.B. die Magellanschen Wolken) und weitere Zwerggalaxien zur lokalen Gruppe.

Die Andromeda-Galaxie M 31 am Nachthimmel finden

Ein sehr großer, aber lichtschwacher Nebelfleck

Die Andromeda-Galaxie ist aufgrund ihrer Größe am Nachthimmel ein lohnenswertes Objekt, welches schon mit mittleren Tele-Objektiven (z.B. 200mm) sehr gut abgelichtet werden kann. Sie hat eine scheinbare Größe von etwa 3°10′ am Nachthimmel. Im Vergleich dazu hat der Vollmond eine Größe von nur etwa 30′. Die Andromeda-Galaxie erscheint am Himmel also mehr als sechsmal so groß wie der Vollmond.

Sicherlich werden sich nun einige fragen, warum ihnen eine solch große Galaxie am Nachthimmel bisher nicht aufgefallen ist. Das hat damit zu tun, dass die Andromeda-Galaxie am Nachthimmel selbst bei absoluter Dunkelheit und äußerst geringer Luftverschmutzung zwar deutlich, aber dennoch lediglich als dunkler und diffuser Nebelfleck erkennbar ist. Wenn man weiß, wo sie sich befindet, kann man diesen schwachen Nebenfleck auch bei Halbmond und geringer Lichtverschmutzung recht gut am Nachthimmel auffinden. Zwar kann man seine Existenz dann eher erahnen statt deutlich erkennen, dies reicht trotzdem meist bereits aus, um die Kamera auszurichten und beim Fotografieren auch zu treffen.

Zurechtfinden am Nachthimmel

Wer eine analoge drehbare Sternkarte sein Eigen nennt, kann diese wunderbar nutzen, um Andromeda am Nachthimmel aufzufinden. Wie das funktioniert, möchte ich hier nicht erklären, da dieser Beitrag kein Tutorial über drehbare Sternkarten werden soll. Drehbare Sternkarten haben den Vorteil, dass sie sehr schnell auf unterschiedliche Zeiten und Daten einzustellen sind und einen super Überblick über den Nachthimmel geben. Auch das Ende der verschiedenen Dämmerungen kann wesentlich schneller abgelesen werden, als mit jedem komplexen Programm. So kann man den Zeitpunkt der Fotosession innerhalb kürzester Zeit auf die sichtbaren Objekte am Himmel anpassen. Der Umgang mit einer Sternkarte ist schnell erlernt und sehr einfach, obwohl einen die vielen Skalen zu Beginn abschrecken können. Weiterhin ist man, bis auf die obligatorische Taschenlampe, nicht von einem Handy- oder Tablet-Akku abhängig. Der Nachteil ist, dass diese Karten lediglich für einen bestimmten Breitengrad stimmen. Befindet man sich weit weg von diesem Breitengrad oder sogar auf der Südhalbkugel der Erde, zeigt die Karte völlig falsche Himmelsausschnitte an.

Eine sehr gute Alternativ bieten Programme für den PC oder das Windows-Tablet. Ich nutze z.B. das kostenlose und quelloffene Stellarium, welches auch von Planetarien genutzt wird. Wer es noch komfortabler möchte, kann sich eine App für das Smartphone herunterladen, welches dann die Sterne und Sternbilder live direkt am Nachthimmel anzeigt. Diese kosten oft etwas, sind jedoch meist ein guter Begleiter während der Sternenbeobachtung.

Auffinden der Andromeda-Galaxie

Ich werde nachfolgend nur die Sternenpositionen im Spätsommer, also August und September, am frühen Abend beschreiben. Die Positionen zu anderen Tages- und Jahreszeiten könnt ihr an eurer Sternkarte oder durch die Programme erfahren.

Die Andromeda-Galaxie befindet sich zwischen den Sternbildern Andromeda, Pegasus und Kassiopeia. Pegasus und Kassiopeia lassen sich am Himmel sehr gut erkennen. Kassiopeia besteht aus hellen Sternen, die selbst bei widrigsten Bedingungen ein sehr gut erkennbares W am Nachthimmel bilden. Hierfür müsst ihr den Blick nach Nordosten richten und etwa 45° nach oben blicken, schon solltet ihr Kassiopeia erkennen. Pegasus befindet sich fast genau im Osten und ist am einfachsten durch vier helle Sterne zu erkennen, die ein annäherndes Quadrat bilden. Dieses Quadrat ist recht groß und es kann vorkommen, dass die untersten Sterne noch durch Bäume oder Hügel verdeckt werden oder sogar noch unter dem Horizont liegen. Es wird auch Herbstviereck genannt, da es im Herbst bereits am frühen Abend sehr schön zu sehen ist.

Der nördlichste Stern vom Quadrat von Pegasus (Sirrah oder Alpheratz) gehört eigentlich bereits zum Sternbild Andromeda. Von diesem Stern ausgehend liegen nun weitere drei Sterne auf fast einer Linie Richtung Norden. Der erste ist etwas dunkler, dann folgen zwei sehr helle Sterne. Oberhalb vom dritten dieser vier Sterne befinden sich weitere zwei schwächere Sterne, deren gedachte Linie fast senkrecht auf der Grundlinie der vier Sterne steht und in Richtung Kassiopeia zeigt. Diese beiden fast senkrechten Linien bilden das Sternbild Andromeda. Die Andromeda Galaxie befindet sich etwas rechts oberhalb des letzten Sterns, welcher die zweite, senkrechte Linie bildet, und ist mit bloßem Auge bei guten Bedingungen als schwacher aber ausgedehnter Nebelfleck zu erkennen.

Nachfolgend ein Screenshot aus dem Programm Stellarium, welcher die genannten Sterne und Sternbilder, sowie die Position der Andromeda-Galaxie zeigt:

Auffinden der Andromeda-Galaxie über die Sternbilder Kassiopeia und Andromeda oder Pegasus.

Auffinden der Andromeda-Galaxie über die Sternbilder Kassiopeia und Andromeda oder Pegasus.

Deep-Sky-Aufnahme der Andromeda-Galaxie

Aufnehmen der Fotos

An dem Abend, an dem wir die Fotos aufgenommen haben, war der Mond bereits im zunehmenden Viertel und hat einen Großteil der Sterne überstrahlt. So war Andromeda mit bloßem Auge nicht mehr wirklich zu erkennen. Aber selbst wenn man die Galaxie sehen kann, wird das Ausrichten der Kamera durch den Sucher fast nicht möglich sein, da sie durch den Sucher vermutlich nicht mehr erkennbar ist. Also ist es wichtig, die ungefähre Position am Himmel zu kennen und die Kamera grob darauf auszurichten. Dann schnell ein Foto schießen und mit etwas Glück erkennt man bereits einen Nebelfleck auf dem Bild. Das ist die Andromeda-Galaxie. Nun nur noch den Bildausschnitt nachjustieren, sodass sie sich etwa mittig befindet und schon kann es losgehen.

Ich habe mit folgenden Einstellungen fotografiert:

  • Nikon D5100 mit Infrarot-Fernauslöser auf billigem wackeligem Stativ
  • Lichtschwaches Nikon AF-S DX Zoom-Nikkor 55-200mm bei 200mm Brennweite
  • Blende offen (bei 200mm f/5,6)
  • Belichtungszeit 5s
  • ISO Hi2 (entspricht ISO 25600)

Das Stativ ist so wackelig, dass trotz Spiegelvorauslösung und Fernauslöser an den Sternen deutliche Vibrationsspuren bei 200mm zu erkennen waren. Also wurden die Beine komplett zusammengeschoben, sodass der Fotoapparat fast im Gras stand, dies brachte nun die benötigte Stabilität. Die Belichtungszeit konnte ebenfalls nicht länger gewählt werden, da bei dieser Brennweite bereits bei 5s erste Sternspuren durch die Erddrehung sichtbar wurden. Dies ist auf den fertigen Bilder auch deutlich erkennbar. Der ISO-Wert musste also auf den höchst-möglichen Wert eingestellt werden, um überhaupt gerade noch ausreichend helle Bilder zu erhalten. Dadurch sind die Bilder nun allerdings sehr stark verrauscht und dennoch recht dunkel, sodass die Andromeda-Galaxie mit ihren beiden größeren Begleiter-Galaxien (M 110 und M 32) nur sehr schwach zu erkennen sind. Dies wird auf dem folgenden Bild deutlich, welches eine unbearbeitete Rohaufnahme zeigt:

Unbearbeitete Rohaufnahme der Andromeda-Galaxie M 31. Aufgenommen mit einem 200mm Objektiv bei f/5,6 5s mit ISO 25600.

Unbearbeitete Rohaufnahme der Andromeda-Galaxie M 31. Aufgenommen mit einem 200mm Objektiv bei f/5,6 5s mit ISO 25600.

Bearbeiten der Bilder

Von diesen sehr verrauschten Bildern müssen nun eine Vielzahl aufgenommen werden, damit sich das Rauschen später beim Stacking egalisiert. In meinem Fall habe ich 100 Bilder (Lightframes) aufgenommen. Während der Aufnahmen ist darauf zu achten, dass das Motiv nicht aus dem Aufnahmebereich der Kamera wandert. Daher muss das Bild immer wieder kontrolliert und die Kamera bei Bedarf nachgestellt werden. Zusätzlich zu den Lightframes habe ich 20 Darkframes, 20 Flatframes, 20 Dark-Flatframes sowie 20 Biasframes aufgenommen. Die unterschiedlichen Typen und der Grund, warum diese aufgenommen werden müssen, ist im Beitrag Die Milchstraße – Deep-Sky-Fotografie mit einfachen Mitteln ausführlich erklärt.

All diese Bilder werden nun, wie im Beitrag Die Milchstraße – Deep-Sky-Fotografie mit einfachen Mitteln erklärt, mit dem Freeware-Tool Deep-Sky-Stacker verarbeitet. Das Endresultat zeigt erneut im unteren linken Bereich mehrfach dargestellte Sterne, von denen ich mir nicht erklären kann, warum diese bei mir auftauchen. Allerdings habe ich diesem Bereich beim Zuschneiden sowieso abgeschnitten.

Nach dem Zuschneiden und Anpassen von Belichtung, Kontrast und Weißabgleich in Lightroom, sowie leichter Rauschreduzierung, zeigt das fertige Bild eine schöne Ansicht von der Andromeda-Galaxie mit ihren beiden Begleitern, M 110 und M 32. Wenn man sich die raw-Aufnahmen anschaut, hätte man diese Qualität kaum erwartet. Leider sind deutliche Sternspuren zu erkennen, da schon 5s Belichtungszeit bei 200mm Brennweite zu lang sind. Dies vermindert natürlich auch die Schärfe der Galaxie, sodass diese verwaschener aussieht. Eine Verbesserung bringt hier z.B. eine lichtstärkere Optik bzw. Kamera oder eine parallaktische Montierung mit Nachführung, um die Erddrehung auszugleichen. Mit weiteren Lightframes hätte man das Rauschen noch weiter reduzieren können.

Hier das Bild ohne Korrektur der Sternspuren:

Andromeda-Galaxie mit Nachbargalaxien. Deutlich zu sehen sind die Sternspuren.

Andromeda-Galaxie mit Nachbargalaxien. Deutlich zu sehen sind die Sternspuren.

Das fertige Bild

Und nun das Bild mit rudimentärer Sternspur-Korrektur per Photoshop:

Deep Space Aufnahme unserer Nachbargalaxie Andromeda M 31 mit Ihren beiden kleineren Begleitern M 110 und M 32.

Deep Space Aufnahme unserer Nachbargalaxie Andromeda M 31 mit Ihren beiden kleineren Begleitern M 110 und M 32.

Zum Vergleich ein Screenshot aus dem Programm Stellarium:

Nahansicht der Andromeda-Galaxie M 31 mit ihren Begleitern M 110 und M 32 in Stellarium.

Nahansicht der Andromeda-Galaxie M 31 mit ihren Begleitern M 110 und M 32 in Stellarium.

Fazit

Man merkt nun bereits bei diesen Aufnahmen deutlich, dass mein Equipment an seinen Grenzen angelangt ist, während Weitwinkelaufnahmen der Milchstraße absolut kein Problem darstellen. Um Deep-Sky-Aufnahmen von Objekten geringerer Ausdehnung (z.B. Nebel oder Sternhaufen) zu erstellen, wird eine deutlich bessere Ausstattung benötigt. Im Anschluss an diese Fotosession habe ich mir ein stabileres Stativ zugelegt. Bisher hatte ich nur ein kleines, sehr wackeliges, leichtes und günstiges Reisestativ. Um längere Belichtungszeiten ohne Sternspuren realisieren zu können, habe ich mir ebenfalls nach diesen Aufnahmen eine kleine Montierung mit automatischer Nachführung für meine Kamera zugelegt. Einen Überblick über die verschiedenen Montierungen zur Kameranachführung bietet der Artikel Astrofotografie – das Problem mit der Erddrehung und Lösungsmöglichkeiten.


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