Verständnisfrage: Deep Field - Bilder stacking Astrofotografie
 

Hallo Zusammen

ich habe mal eine Verständnisfrage, da ich es einfach nicht wirklich verstehe.. So wie es aussieht...

Ich interessiere mich sehr für Astromonie und hab wohl schon dutzende Dokunentationen bezüglich Universum, Galxien etc. geschaut. Ein grosses Thema dabei natürlich immer das Hubble-Teleskop.

In der letzten Doku welche ich schaute kam das Deep Field Projekt wieder einmal zur Sprache. Dabei hat das Hubble Teleskop sehr viele bilder vom selben dunklen Fleck des Universums gemacht welche dan durch Stacking eine fülle von Galaxien präsentierte. (unter google bilder einfach mal Deep Field Hubble eingeben)
Bei der Astofotografie mit den DSLR's macht man das ja auch so um mehr Details zu erhalten von einem Sternenhimmel.

Meine Frage: Wie zum Teufel geht das? Mir ist schon klar, daas ein kleines Licht 100 mal aufgenommen gestackt ein helleres Licht gibt. Aber wie kann aus einem Bild mit der Information "schwarz" durch stacking auf einmal die Information "überall Galaxien" entstehen? Wenn man ein Bild macht bei dem nichts zu sehen ist und mann davon 2000 Bilder macht sollte das Ergebnis doch nachwievor nichts sein?

So wie ich das verstanden habe ist dem aber nicht so. Oder bin ich da komplett auf dem Holzweg?

Wäre toll wenn mir hier jemand "Licht ins Dunkle" bringen könnte ;o)

Grüsse Claudio

Hallo Claudio,

es ist eben nicht so, dass diese fernen Galaxien NICHTS auf dem Bildsensor von Hubble hinterlassen, aber das wenige empfangene licht geht im rauschen unter (und wird dann von der Rauschreduzierung glatt gebügelt, so das du nichts mehr siehst). Mit den vielen aufnahmen machen die quasi Multiframe noise Reduction und können dabei evtl. auch noch eine höhere ISO realisieren. Durch die vielen Bilderkann das statistisch normalverteilte Rauschen entfernt werden und die Galaxien bleiben übrig.

Viele Grüße,
Martin

Nachdem Licht - zumindest im sog. Teilchenbild - aus einzelnen Photonen besteht, die rein statistisch verteilt aus den Tiefen des Universums kommen, kann man durch Addition vieler Aufnahmen ein wesentlich besseres Signal-Rausch-Verhältnis erhalten.

Nehmen wir eine sehr schwache Galaxie, die uns im Mittel(!) ein Photon pro Minute schickt. Wenn du jetzt mehrere Aufnahmen mit beispielsweise einer Minute Belichtungszeit machst, wird diese Galaxie auf manchen Aufnahmen gar nicht belichtet, auf manchen wird ein Photon etwas ausrichten und auf einigen wenigen Aufnahmen werden sogar zwei oder drei Photonen "arbeiten". Beim Himmelshintergrund sieht es ähnlich aus, nur dass der in Summe(!) noch weniger Beitrag liefert, zB. alle zwei Minuten ein Photon an gerade dieser Stelle, wo sich die Galaxie befindet. Mit nur einer Aufnahme könnte die Galaxie zufälligerweise ein Photon mehr liefern als der Hintergrund, viel wahrscheinlicher aber ist an dieser Stelle gar nichts oder sogar ein Photon des Hintergrundes mehr als von der Galaxie. Durch Addition vieler Aufnahmen (zB. 100 x 1Minute) bekommt man an der Stelle der Galaxie ein Signal-Rausch-Verhältnis von 2: 100 Photonen von der Galaxie und 50 Photonen vom Hintergrund! Und siehe da, man hat ein deutliches Bild der Galaxie!

Alles klar?

Was mir aber nicht klar ist, warum das bei einer Langzeitaufnhame nicht geht. Eigentlich müsste sich dort ja die statistisch verteilten Photonen genauso gleich massig verteilen und die Nutzdaten auch davon abheben. Oder wird das anders verrechnet? Langzeit wäre ja auch nur eine Addition der Einzelbilder.

Wieviel ISO hat denn Hubble so?

Nein, warum belichtet man nicht einfach 1*100 min und spart sich dabei 100 mal das Ausleserauschen?

Hi,

es gibt keinen "Idealen Sensor" ohne jedes rauschen, macht man aber mehrere Aufnahmen, so lässt sich dieses statistisch rausrechnen, da das Rauschen im Gegensatz zum Nutzsignal eher zufällig verteilt ist.

http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble_Ultra_Deep_Field hier steht was von 800 Aufnahmen / 11,3 Tage, also ca. 20min pro Bild

Gruß André

Tja, die Fragen sind berechtigt, aber wenn man sich mit der Statistik des Rauschens beschäftigt, sollte es klarer werden:

http://www.astro.uni-bonn.de/~mischa...ion/noise.html

Es hat natürlich auch praktische Gründe, warum man nicht allzu lange belichten will bzw. kann: bei den Amateuren sind es die Lichtverschmutzung und die mechanischen Unzulänglichkeiten. Da ist es viel einfacher mehrere Belichtungen zu machen und die zu addieren. Beim Hubble ist es die Umlaufbahn um die Erde, die sehr lange Belichtungszeiten verhindert.

Aber 100 mal Auslesen ist 100 mal Rauschen. 100 mal länger Belichten und einmal Auslesen wäre einmal Ausleserauschen und 100 mal mehr Signal, oder?

Warum? Die Region für die Deep Field Aufnahmen wurde doch gerade so ausgewählt, dass sie ohne Unterbrechung von Hubble aus zu sehen ist (continuous viewing zones, CVZs).