Eine Frage der Zeit

Selbst wer sich bereits mit der Fotografie im Allgemeinen beschäftigt hat, kommt schnell zu Begriffen wie Blende, Belichtungszeit, Öffnungsverhältnis, usw. Wir wissen, (wir beschränken uns hier auf die digitale Fotografie), je länger die "Blende" geöffnet ist, desto heller wird hinterher das Bild. Die digitalen Blenden funktionieren anders als ihre analogen Vorgänger. Ist ja auch plausibel. Im Grundsatz ändert sich aber nichts, wie man an der vorherigen Aussage feststellen kann.

Heute wird beim Fotografieren zu 99% alles elektronisch geregelt. Diese Technologien haben sich in den letzten Jahren sehr stark entwickelt und sind preislich erschwinglich geworden. So ist es mittlerweile mit jedem Handy möglich perfekte Aufnahmen zu machen, wo man damals eine sündhaft teure Fotoausrüstung benötigte. Jedoch darf man nicht vergessen, dass richtige Kameras immer noch einen hohen Stellenwert bei professionellen Aufnahmen haben und diesen auch so schnell nicht abgeben werden.

Das A und O an der Kamera ist natürlich sie selbst. Ihre Eigenschaften entscheiden später darüber wie groß der Dynamikumfang oder das Bild in Pixeln selbst ist. Gleich dahinter kommt das eigentlich wichtigste Objekt - das Objektiv. Mit einem schlechten Objektiv kann die Kamera noch so gut sein, sie wird nie ihr volles Potential ausschöpfen können. 

Ähnlich verhält es sich auch bei Teleskopen.

Nun, wir wissen, je mehr Licht auf den Sensor fällt, desto heller dieser Bereich wo das Licht eingefallen ist. Wie bekommt man mehr Licht zum Sensor? - Genau, mit einer größeren Öffnung, bzw. mit einem größeren Öffnungsverhältnis.
Mein 10" Newton von SkyWatcher hat einen Durchmesser von 200mm und eine Brennweite von 1000mm. Das ergibt ein Öffnungsverhältnis von 1000/200 => 5, also eine Blende von f/5. Für Astrofotos ist das ein guter Wert und ein weit verbreiteter Standard. Das 12" MEADE LX200 SC hat einen Durchmesser von ca. 305mm und eine Brennweite von 3000mm und somit eine Blende von f/10. Im Verhältnis geht also mehr Licht durch den Newton als durch das LX200, was den Newton also besser zum Fotografieren geeignet macht. (nur mal ganz grob)

Ja gut. Was ist aber jetzt mit der Zeit?

Trotz guter Optiken, Kameras, etc. stellt sich bei allen das selbe Problem - Nachts ist es kälter als... ähm, dunkler als... egal. Wenn wir den Himmel mit bloßen Augen betrachten, sehen wir Sterne (den Mond lassen wir einfach mal weg). Einige Sterne sind hell, andere dunkler. Was man jedoch nicht sieht sind die Sterne und Objekte, welche noch dunkler sind als wir es mit dem Auge wahrnehmen können. Sie sind aber vorhanden und das zu Millionen und gar Milliarden. Nun kommt die Zeit ins Spiel. Richtet man nun seine Kamera auf den Himmel und drückt den Auslöser, wird man wahrscheinlich ein paar Sterne sehen können, aber eben nicht alle und u.U. sogar weniger als mit dem Auge. Der Grund ist, dass zu wenig Licht auf den Sensor gefallen ist um dort ein verarbeitbares Signal zu erzeugen. Verlängert man nun die Belichtungszeit immer mehr, so werden auch immer mehr und mehr Sterne sichtbar (an diesem Punkt vernachlässigen wir einmal die Erdrotation). Das beweist, wenn das ausgestrahlte Licht eines Objekts noch so gering ist, können wir es mit einer sog. Langzeitbelichtung sichtbar machen. Wie lange man belichten muss hängt vom Objekt selbst und von der oben beschriebenen Technik ab.

Am Beispiel von Galaxien (der eigentliche Grund dieses Beitrags):
In der Praxis ist es üblich Einzelbilder zwischen 30s und 5min zu erstellen. Bei Anwendung spezieller Filter kommt man jedoch schnell mal auf 15min+. Theoretisch würde ein einzelnes Foto ausreichen um eine Galaxie zu fotografieren. Allerdings macht man im Schnitt zwischen 50 und 150 Bilder. Warum das so ist, würde ich mal in einem separaten Post erklären. Wenn wir nun vom Extremfall ausgehen und 150 Bilder einer Galaxie zu je 3min Belichtungszeit machen, kommen wir auf 150*3 = 450min, oder 7,5h! In einer Bildbearbeitungssoftware werden diese 150 Einzelbilder zu einem Bild "gestackt". Das Bild enthält also jetzt die Informationen von 7,5h Belichtungszeit.
Die oben berechneten 7,5h hören sich viel an, sind sie aber nicht! Wenn man zusätzlich zu Farbaufnahmen noch Filter wie H-alpha, O-3 und S-2 einsetzt, kommen für jeden dieser Filter noch mal locker 25*15min = 375min und somit insgesamt 375*3 = 1125min oder 18,75h dazu (eigentlich noch mehr). Jetzt sind wir insgesamt schon bei 26,25h Belichtungszeit. Das ganze kann schnell ausarten und Belichtungszeiten von 50-100h sind teilweise noch normal.