De zon is allesbehalve vlekkeloos, zoals men in de oudheid en middeleeuwen verwachtte van een "goddelijke hemellichaam". In plaats daarvan verschijnen er zonnevlekken op haar oppervlak.
Deel 6: Voorzichtig bij foto's van de zon
+++ LET OP! +++ WAARSCHUWING! +++ LET OP! +++ WAARSCHUWING! +++
Zodra u een optisch apparaat op de zon richt, bestaat er in principe het gevaar dat het apparaat wordt vernietigd door de intensiteit van de straling of dat uw gezichtsvermogen onherstelbaar wordt beschadigd! Houd u daarom absoluut aan alle voorzorgsmaatregelen die in deze tutorial worden vermeld, VOORDAT u uw eigen zonnefoto's maakt. Bedankt.
+++ LET OP! +++ WAARSCHUWING! +++ LET OP! +++ WAARSCHUWING! +++
De zon
De zon speelt ook voor mensen die niet geïnteresseerd zijn in de gebeurtenissen in de ruimte en aan de hemel een grote rol, omdat ze licht en warmte schenkt die essentieel zijn voor het leven op aarde. Zelfs de gemoedstoestand van sommige tijdgenoten hangt af van of de zon op een vriendelijke, wolkenloze dag fel aan de hemel straalt of dat wolken ons het zicht op de zon belemmeren.
Beschouwen we de zon als een astronomisch object, dan moet allereerst haar bijzondere positie in het centrum van ons zonnestelsel worden genoemd. Zowel qua diameter als qua massa overtreft ze duidelijk de planeten. In tegenstelling tot de planeten straalt de zon zelf licht uit, omdat in haar gaslichaam bij een temperatuur van 15 miljoen graden de zogenaamde kernfusie plaatsvindt, waarbij waterstof wordt omgezet in helium, wat enorme hoeveelheden energie vrijmaakt. Volgens de bekende Einstein-vergelijking E=mc² (energie = massa maal lichtsnelheid in het kwadraat) wordt bij dit proces massa omgezet in energie. Hierdoor verliest onze zon elke seconde 4.000.000 ton massa! Gelukkig is dit slechts een klein deel in verhouding tot haar totale massa, want ze heeft dit energieproductieproces al bijna vijf miljard jaar volgehouden en staat pas in het midden van haar levenscyclus.
Kosmische kernfusiecentra van dit formaat zijn in het universum verre van zeldzaam: alle sterren die aan de nachtelijke hemel te zien zijn, zijn objecten die vergelijkbaar zijn met de zon. Dit betekent dat de zon op haar beurt een ster is die voor ons slechts door haar relatief geringe afstand tot de aarde een speciale rol speelt. Absoluut gezien is de zon op vele manieren een gemiddelde ster, die samen met honderd miljard andere sterren een spiraalvormig systeem vormt dat we de Melkweg noemen. Inmiddels zijn er een enorm aantal andere melkwegsystemen, ook wel sterrenstelsels genoemd, bekend.
De diameter van de zon is ongeveer 1,4 miljoen kilometer, en men zou 109 aardebollen achter elkaar moeten zetten om deze afstand af te leggen. De aarde draait gedurende een jaar om de zon op een elliptische baan. De gemiddelde afstand is ongeveer 150 miljoen kilometer - een afstand waarmee andere astronomische lengtes graag worden vergeleken en daarom ook wel "Astronomische Eenheid" wordt genoemd. Het licht heeft maar liefst 8 minuten en 20 seconden nodig om deze afstand af te leggen. De aarde bereikt haar meest nabije punt op haar baan om de zon begin januari, en haar meest verre punt begin juli. Dit betekent dat de seizoenen niet worden veroorzaakt door de variërende afstand van de aarde tot de zon. Hiervoor is de 23,5 graden gekantelde, schuin in de ruimte staande rotatieas van de aarde verantwoordelijk, waardoor de ene keer de noord- en een half jaar later de zuidelijke hemisfeer naar de zon gericht is.
De zon komt exact gezien slechts op twee dagen per jaar in het oosten op en gaat in het westen onder, namelijk bij de start van de lente en de herfst. Na het begin van de lente verplaatsen de opkomst- en ondergangspunten zich naar noordoost en noordwest met een maximum op de dag van de zomerzonnewende (begin van de zomer). Na de herfstbegin verplaatsen de zonsopgangen zich naar zuidoosten en de ondergangen naar zuidwesten, terwijl de extreme positie wordt bereikt op de dag van de winterzonnewende. In de zomer is de "dagboog", oftewel de schijnbare baan van de zon gedurende de dag boven de horizon, groter dan in de winter, wat direct van invloed is op de lengte van de dag, zoals bekend.
Wie de geografische breedte van zijn observatieplaats kent, kan met behulp van eenvoudige formules op zijn minst berekenen hoe hoog de zon maximaal staat rond het middaguur in het zuiden bij het begin van elk seizoen. Als phi de geografische breedte in graden is (bijv. 50° voor Frankfurt/M.), geldt:
Hoogste stand zon op 21.3. en 23.9. = 90° - phi (bijv. Frankfurt/M.: 40°)
Hoogste stand zon op 21.6. = 90° - phi + 23,5° (bijv. Frankfurt/M.: 63,5°)
Hoogste stand zon op 21.12. = 90° - phi - 23,5° (bijv. Frankfurt/M.: 16,5°)
Fotografie van de zon
Wie de zon wil observeren of fotograferen, moet enkele voorzorgsmaatregelen nemen en in acht nemen om schade aan zijn gezichtsvermogen en/of apparatuur te voorkomen. Als het licht en de energie van de zon door het gebruik van een optisch apparaat op één punt worden geconcentreerd, kunnen hoge temperaturen ontstaan die een verwoestend effect hebben op ogen en apparatuur. Een vluchtige blik op de zon door een klein verrekijker of telelens is al voldoende om het gezichtsvermogen onherstelbaar te beschadigen. Geen enkele foto is zo'n risico waard. Daarom geldt:
Zonwaarneming ALLEEN met geschikte zonnefilters!
"Geschikt" zijn in principe alleen filters die speciaal zijn bedoeld voor zonwaarneming en -fotografie. Over het algemeen wordt afgeraden om andere oplossingen te gebruiken, met name van het gebruik van verschillende "huismiddelen". Gebruik voor zonwaarneming nooit:
• Verduisterde ramen
• Stukjes ontwikkeld, verduisterd film
• "Gouden reddingsfolie" uit de auto-accessoirehandel
• Twee tegen elkaar gedraaide polarisatiefilters
• Zwart uitziende infrarood-pasfilters (voor infraroodfotografie)
• Oculairfilters (kleine filters die in een oculair van een telescoop worden geschroefd)
• Beschadigde zonnebeschermingsfilters
• Zonnefilterfolie met knikken, gaten of scheuren
Aanbevolen zijn alleen de volgende beschermingsfilters:
• Speciale zonnefilters VÓÓR het objectief van optische apparatuur. Hierdoor dringt de energie niet door in het apparaat en kan daardoor geen schade veroorzaken.
• Speciale, bedoeld voor zonwaarneming bestemde filterfolie. Een goede kwaliteit wordt bijvoorbeeld geboden door het product "AstroSolar", dat bij het bedrijf Baader-Planetarium (http://www.baader.planetarium.de of http://www.baader-planetarium.de/sektion/s46/s46.htm) kan worden verkregen voor slechts EUR 20 per DIN A4-blad. Uit het vel kunnen vele kleine filters voor verschillende lenzen zelf worden gemaakt. Een bouwinstructie wordt bij de folie geleverd. Kies de folie met een dampfactor van ND 5.0 voor visuele doeleinden. ND 5.0 betekent een "Neutrale Dichtheid" van 105= 100.000, wat overeenkomt met een lichtverzwakking van 16,6 diafragmastops!
• Zonnebeschermingsfilters van glas voor de opening van een telescoop. Een goed zonnefilter van dit type kan - afhankelijk van de benodigde diameter - zeer kostbaar zijn als het van hoge kwaliteit is.
Bij het monteren en gebruiken van deze filters moeten de volgende punten in acht worden genomen:
• Informeer eventueel aanwezige personen over de gevaren om te voorkomen dat iemand "voor de grap" tijdens de observatie het filter verwijdert.
• Let vooral op kinderen!
• Zonnefilters moeten stevig en veilig bevestigd zijn en mogen niet naar beneden vallen door een windvlaag of mechanische schok. Vertrouw niet op een reeds meerdere malen gebruikte strook plakband!
• Zwenk een instrument voor zonwaarneming of -fotografie na gebruik of tijdens een observatiepauze naar een ander hemelgebied.
• Denk ook aan het afdekken van zoeker telescopen, etc.
Mijn eerste zelfgebouwde zonnefilter van "AstroSolar"-folie ziet er nog niet erg professioneel uit. Maar de folie werd gladder wanneer hij op de telescoopopening werd geplaatst. Een matige vorming van plooien verslechtert het beeld overigens slechts in geringe mate, terwijl verrekking vermeden moet worden.
Ook dit filter voor een fotolens bevat "AstroSolar"-filterfolie, die echter optimaal is ingekaderd in een vaste houder.
Voor wie al enige ervaring heeft opgedaan met het waarnemen van de zon, overweeg dan mogelijk nog de volgende hulpmiddelen:
• Fotografische filterfolie (bijv. "AstroSolar") met een ND 3.8 dempingsfactor. Deze folie laat aanzienlijk meer zonlicht door dan de visuele folie met de ND-factor 5.0 (zie boven), waardoor, door het extra gebruik van geschikte grijsfilters, de belichtingstijd zelfs bij de langste opnamebrandpuntsafstanden en/of kleine diafragma's kan worden aangepast zodat de belichtingstijd toch kort genoeg is om onscherpte door luchtverstoring te voorkomen. Het extra gebruik van een infrarood-/UV-blokkeringsfilter is absoluut noodzakelijk!
• Herschelprisma, ook wel Herschelkeil genoemd. Dit optische instrument kan alleen worden gebruikt in combinatie met een lensentelescoop (refractor) en maakt zonneobservaties op een hoog niveau mogelijk. Het nadeel is dat het aan het oculaire uiteinde van de telescoop wordt bevestigd, zodat de ongefilterde energie van de zon in de buis wordt gebundeld. Het Herschelprisma leidt 95,4% van het invallende licht uit het apparaat, terwijl de overgebleven 4,6% met aanvullende grijsfilters tot de gewenste resthelderheid kunnen worden verminderd. Het Herschelprisma van Baader-Planetarium is zeer aan te bevelen (http://www.baader-planetarium.de/sektion/s37/s37.htm#herschel), dat de ongebruikte straling niet laat ontsnappen, maar dit met behulp van een ingewikkelde "lichtval" elimineert.
Bij het gebruik van beide methoden moet er rekening mee worden gehouden dat de resthelderheid van de zon zonder het gebruik van extra grijsfilters nog steeds zo hoog is dat het oog schade kan oplopen.
Een Herschelprisma in actie. De linkerpijl wijst naar de plaats waar het onnodige licht het prisma verlaat. Nieuwere constructies hebben daar een ingebouwde "lichtval". De rechterpijl wijst naar de positie van de ingeschoven Barlow-lens, die de effectieve brandpuntsafstand van de telescoop verlengt om zonnevlekken gedetailleerd weer te geven.
Bij digitale camera's is het de sensor die beschadigd kan raken wanneer deze wordt blootgesteld aan de grote, ongefilterde helderheid en hitte van de zon. Een scherp, gefocust beeld van de zon op de sensor kan al binnen een relatief korte belichtingstijd schade aanrichten als er geen beschermfilter wordt gebruikt. Vooral compact- en bridgecamera's zijn kwetsbaar, waarbij de opnamesensor wordt gebruikt om het zoekerbeeld te produceren, wat ook geldt voor digitale spiegelreflexcamera's in de "Live-View"-modus. Bij gebruik van een statief neemt het gevaar toe, omdat de zon dan gedurende een langere periode op hetzelfde punt van de sensor kan blijven schijnen.
Een "normale" belichte landschapsfoto, waarop de zon te zien is, kan worden gemaakt met een digitale spiegelreflexcamera, maar bij voorkeur zonder gebruik te maken van de "Live-View"-functie. Ook het gebruik van willekeurige camerasystemen achter een optiek met een opgezette zonnefilter is veilig.
Wat is er op de zon te zien?
Deze tutorial behandelt uitsluitend de zon als astronomisch onderwerp. Alle opnames waarbij de zon slechts als decoratieve toevoeging of als "sfeerelement" fungeert, en waarbij de weergave van details op de zon niet centraal staat, worden buiten beschouwing gelaten. Hierbij zijn bijvoorbeeld bijna alle foto's van zonsop- en zonsondergangen inbegrepen.
Wanneer men de zon bekijkt door geschikte filters die in alle spectrale gebieden een aanzienlijke verzwakking van het licht veroorzaken, zal in eerste instantie vooral de zogenaamde zonneweerspiegelingen opvallen. Ze verschijnen individueel of in groepen, waarbij hun frequentie in een cyclus van ongeveer elf jaar bijzonder hoog is en ertussen bijzonder laag. Op het moment van het verschijnen van deze tutorial (december 2008) hebben we net een zonneminimum (2008) achter de rug, terwijl het volgende zonnemaximum pas in 2013 wordt verwacht. Al vele weken, zelfs maanden zijn zonnevlekken volledig afwezig. Er wordt echter binnenkort weer een toename van de vlekkenfrequentie verwacht bij het begin van de nieuwe cyclus.
Tijdens een zonneminimum verschijnt de zon vaak zonder enige vlekken (links, 26 september 2008), in de buurt van het maximum echter bezaaid met vlekken (rechts, 27 oktober 2003).
Zonneweerspiegelingen ontstaan op plaatsen waar anomalieën van het magnetische veld van de zon optreden. Daar koelt het oppervlak van de zon, dat normaal gesproken ongeveer 5500° Celsius heet, ongeveer 1000 graden af. Geïsoleerd bekeken zou ook een zonnevlek helder zijn, maar in vergelijking met de nog helderdere omgeving lijkt hij donker. De levensduur van een zonnevlek varieert van enkele dagen tot weken, zelden langer dan twee maanden. Met behulp van zonnevlekken kan de draaiperiode van de zon goed worden bepaald, die iets meer dan 27 dagen duurt. In die tijd beweegt echter ook de aarde op haar baan rond de zon een stukje verder, vanuit een stilstaand punt zou een rotatieperiode van ongeveer 25,4 dagen worden waargenomen.
Grote zonnevlekken zijn veruit groter dan de aarde. Ze zijn gedifferentieerd in een donkere kernzone (umbra) en een helderdere zone (penumbra). Met een bril met bijbehorende beschermfilters kunnen ze zelfs zonder optische hulpmiddelen, d.w.z. zonder vergroting, worden waargenomen.
Een actuele situatie van de zonnevlekken is te vinden op de website http://www.spaceweather.com.
Naast de zonnevlekken zijn de volgende fenomenen te herkennen:
• Randverduistering
De helderheid van de zonneschijf is het grootst in het midden en neemt naar de rand toe af. De reden hiervoor is de gasachtige structuur van de zon, waarbij de stralen aan de rand een langere weg door de zonatmosfeer moeten afleggen.
• Granulatie
Net zoals op het oppervlak van kokend water bubbeltjes ontstaan, gebeurt dit ook op de zon. De resulterende structuren zijn echter vrij klein en worden granulen genoemd. Het geheel wordt granulatie genoemd en kan worden gefotografeerd met optica met een zeer hoge resolutie (een telescoop met een opening van 75 tot 100 millimeter is het minimum). Als de resolutie niet helemaal voldoende is, kan een "korrelig" resultaat een aanduiding van granulatie zijn en mag niet verkeerd worden geïnterpreteerd als beeldruis.
• Vlammen
Filamentachtige helderheden, die vooral in het gebied van de verduisterde zonnerand af en toe voorkomen, worden vlammen genoemd.
Tot nu toe beschreven fenomenen hebben betrekking op de fotosfeer van de zon, dat wil zeggen de laag die het grootste deel van het licht en de energie van de zon uitstraalt. Daarboven ligt de zogenaamde chromosfeer, die zeer verschillende structuren vertoont, zoals enorme vlammen, de protuberansen. Om de chromosfeer te kunnen observeren of fotograferen, zijn zeer dure speciale filters of telescopen nodig, die bekend staan als H-Alpha filters of H-Alpha telescopen. Het omslachtige aan deze filters is dat ze al het zonlicht behalve één golflengte moeten blokkeren. De golflengte die het filter smalbandig doorlaat, ligt op 656,3 nanometer, het rode licht van geïoniseerde waterstof. Het zicht van de rode zon door een H-Alpha-instrument is fantastisch: vooral de snelheid waarmee zichtbare veranderingen in de structuren worden waargenomen, met het vormen en ontwikkelen van protuberansen, biedt een unieke "live-ervaring" bij het observeren van de zon. Sommige protuberansen of uitbarstingen, de zogenaamde flares, veranderen hun uiterlijk al binnen enkele minuten ingrijpend.
De zon is vooral fotogeniek tijdens een zonsverduistering. Hierover wordt gerapporteerd in deel 8 van de tutorialreeks "Astro- en hemelfotografie".
Niet te vergeten zijn de talrijke verschijnselen van het zonlicht door reflectie en breking, waarbij het spectrum uiteenloopt van regenbogen, via halos en bijzonnen rond de zon, tot aan de "groene flits". Een uitstekende website die informeert over de diversiteit van dergelijke verschijnselen is http://www.meteoros.de.
De schijnbare grootte van de zon aan de hemel varieert iets als gevolg van de verschillende afstanden en bedraagt gemiddeld 32 boogminuten, dus ongeveer een halve graad (1 graad = 60 boogminuten). Hierdoor lijkt deze even groot als de volle maan. De afbeeldingsgrootte van de zon op de sensor wordt berekend met de eenvoudige formule:
Brandpuntsafstand [mm] gedeeld door 107.
Bij een objectiefbrandpuntsafstand van 400 millimeter is de zon dus slechts 3,7 millimeter groot, bij een brandpuntsafstand van 1000 millimeter zelfs 9,3 millimeter. Een opnamebrennweite van 1600 millimeter is vereist voor een korrekte vullende afbeelding in combinatie met een camera met cropfactor 1,6, dat wil zeggen een sensor van ongeveer 15 x 22 millimeter, bij een camera met een full-frame sensor zelfs 2500 millimeter!
Vergelijk van afmetingen: De zon links gefotografeerd met een brandpuntafstand van 400 mm, rechts met 1500 mm. Een spiegelreflexcamera met een sensor van 15x22 mm (1,6x opnameverhouding) werd gebruikt als camera. Beide foto's zijn niet bijgesneden:
Als een objectief met de gewenste lange brandpuntafstand niet beschikbaar is, kan een astronomische telescoop als alternatief worden gebruikt. Spiegel- en lenzentelescopen van elk type zijn geschikt wanneer een frontfilter voor de opening wordt gebruikt; bij gebruik van een Herschel-prisma is alleen een lenzentelescoop geschikt. Een spiegelreflexcamera kan hierop worden aangesloten als de telescoop een oculairhouder met een diameter van twee inch heeft. Dan heeft u alleen een zogenaamde T2-adapter en een 2-inch aansluitbus nodig. Beide onderdelen zijn puur mechanisch, bevatten geen optiek en zijn daarom ook betaalbaar.
De camera wordt aan de telescoop bevestigd in plaats van een oculair, terwijl de optiek van de telescoop dient als objectief.
Links de T2-adapter met Canon-EOS-bajonet, in het midden de 2-inch aansluitbus:
Een digitale spiegelreflexcamera met gemonteerde T2-adapter en ingeschroefde 2-inch aansluitbus. Beide onderdelen bevatten geen lenzen.
De 2-inch aansluitbus past precies in de focuser van de meeste telescopen:
Oud ontmoet nieuw: Een Unitron-refractor van 30 jaar oud zonder motorische volgfunctie met zelfgemaakte zonnefilter (voor) en aangesloten digitale spiegelreflexcamera. Een foto die met deze apparatuur is genomen, vindt u aan het einde van de tutorial onder "Voorbeeldfoto's".
Om de effectieve brandpuntafstand te verlengen, kunnen bij lenzen teleconverters worden gebruikt, en bij telescopen kunnen "Barlow-lenzen" worden ingezet.
Technische Uitrusting
Naast de digitale spiegelreflexcamera, een telelens en een veilig zonnefilter, bestaat de uitrusting uit de volgende componenten:
• Stabiel Statief
Hoe langer de gebruikte brandpuntafstand is, des te hoger zijn de eisen aan de stabiliteit van het statief om trillingen te voorkomen. Ook astronomische telescopen moeten op een stabiele montering en een stevig statief rusten. Vooral goedkope telescopen die als complete sets worden gekocht, tonen vaak hun zwakte qua stabiliteit.
• Ontspankabel / Timer
Een ontspankabel maakt het mogelijk om de camera zonder aanraking te activeren om bewegingsonscherpte te voorkomen, wat essentieel is bij het werken met lange brandpuntsafstanden. Draadloze afstandsbedieningen dienen hetzelfde doel.
Procedure
In het volgende wil ik uitleggen hoe u de zon met zijn zonnevlekken zo gedetailleerd mogelijk kunt fotograferen als u werkt met een digitale spiegelreflexcamera en een telelens met lange brandpuntafstand.
1. Basisinstellingen doorvoeren
Aanbevolen basisinstellingen van de camera zijn:
• Bestandsindeling
Het RAW-formaat biedt de beste voorwaarden voor de daaropvolgende beeldverwerking, terwijl tegelijkertijd ook JPG-bestanden moeten worden opgenomen. De JPG-bestanden vergemakkelijken het latere zoeken naar het scherpste beeld uit een reeks opnamen.
Instelling van de beeldkwaliteit bij een Canon EOS 40D: hier is het RAW-formaat gekozen, terwijl de foto's ook gelijktijdig worden opgeslagen in de best mogelijke kwaliteit van het JPG-formaat ("L" voor "Large").
• ISO-waarde
Voor de beste beeldkwaliteit met de minste elektronische beeldruis moet de laagste ISO-waarde worden ingesteld (ISO 100).
Instelling van de ISO-waarde 100 bij een Canon EOS 450D.
• Witbalans
Aanbevolen is de handmatige instelling op een vaste waarde, bijv. Daglicht (Symbool: Zon). Afhankelijk van de eigen kleur van het gebruikte zonnefilter kan echter een kleurzweem ontstaan, dat echter gemakkelijk kan worden verwijderd tijdens de latere beeldbewerking.
Instelling van de witbalans bij een Canon EOS 450D op Daglicht (5200 Kelvin).
• Belichtingsprogramma
In plaats van de handmatige instelling (M), kunt u bij voldoende grote afbeelding van de zon ook het diafragmavoorkeuze-programma (Av of A) van de camera gebruiken. Aanbevolen is dan de Spotmeting als meetmethode en een Belichtingscompensatie van +1,5 tot +2 stops:
Instelling van de diafragmavoorkeuze-modus ("Av") op het instelwiel van een Canon EOS 450D.
• Meetmethode
Met de Spotmeting (indien niet beschikbaar: Selectieve meting) als meetmethode kunt u de zonneschijf in het midden van het beeld nauwkeurig meten.
Keuze van de meetmethode "Spotmeting" op een Canon EOS 450D.
• Belichtingscorrectie
Een Belichtingscorrectie van +1,5 of +2 stops (ten opzichte van de automatische waarde) is nodig om onderbelichting te voorkomen bij Spotmeting.
Correctie van de automatische belichting met anderhalve stop (EOS 450D).
• Diafragma
Het diafragma van het objectief een of twee stops verkleinen, te beginnen bij de grootst mogelijke lensopening (dus het laagste diafragmagetal), is geen slecht idee. De reden voor licht afstoppen is het feit dat de meeste lenzen pas in deze staat hun maximale beeldkwaliteit bereiken. Bovendien neemt de scherptediepte iets toe en vergemakkelijkt een beetje de zoektocht naar de beste focus.
Het display van de Canon EOS 450D: De pijl geeft de instelling van het diafragma 1:8,0 aan. Hoewel het gebruikte objectief een "lichtsterkte" heeft (laagste instelbare diafragmawaarde) van 1:4,5, werd het stopgezet om de beeldkwaliteit te verbeteren.
• Spiegelvergrendeling
Deze instelling dient om onscherpte door de mirrorslag van de camera te voorkomen. Maak altijd gebruik van deze instelling bij het gebruik van lange brandpuntsafstanden! De eerste druk op de ontspanknop laat alleen de spiegel omhoog klappen. Wacht vervolgens een paar seconden en start met een tweede druk op de (kabel)ontspanner, nadat de trillingen zijn weggeëbd, de belichting.
Ingeschakelde spiegelvergrendeling (EOS 40D).
• Beeldstabilisator
Een eventueel ingebouwd mechanisme voor beeldstabilisatie schakelt u het beste uit wanneer u een statief gebruikt.
Uitgeschakelde beeldstabilisator.
Foto's maken
De werkwijze bij het fotograferen en de daaropvolgende beeldbewerking is in wezen identiek aan die bij maanopnamen. Tutorial nummer 5 ("De maan fotograferen") van de serie "Astro- en hemelfotografie" behandelt dit uitgebreid en zou indien nodig ook raadpleegbaar moeten zijn. Hier wil ik me beperken tot de belangrijkste punten.
Een nauwkeurige scherpstelling op "Oneindig" is een belangrijke voorwaarde voor een geslaagde zonnefoto. Bij gebruik van een foto-objectief zou de autofocus bruikbaar moeten zijn, omdat de zonnekorst of een uitgesproken groep vlekken voldoende contrast biedt. Als de autofocus niet werkt, bijvoorbeeld omdat u een telescoop gebruikt, moet u handmatig scherpstellen. Doe dit met de grootst mogelijke zorgvuldigheid.
De beste en meest betrouwbare methode om handmatig scherp te stellen is het gebruik van de "Live View" functie die sommige spiegelreflexcamera's hebben. Bij modellen zonder Live View blijft alleen een reeks probeersels met testopnamen over, die individueel op het camerascherm op hoogste vergroting kritisch beoordeeld moeten worden.
In de volgende stap draait het om de juiste belichting, dus de keuze van de juiste belichtingstijd. Hierbij geldt:
Zo royaal mogelijk, maar zonder het zoncentrum te overbelichten.
Configureer indien mogelijk uw camera zo dat overbelichte gebieden tijdens het bekijken worden benadrukt door te knipperen.
De ingeschakelde overbelichtingswaarschuwing van de EOS 40D laat volledig verzadigde beeldgedeelten bij het bekijken zwart knipperen.
Met het histogram kan de belichting worden gecontroleerd. De "gegevensberg" die de zon vertegenwoordigt, moet zo ver mogelijk naar rechts zijn gepositioneerd, zonder echter de maximale waarden van volledige verzadiging te bereiken - alle delen van het zonsoppervlak vertonen dan structuren. De piek aan de uiterst linkerkant van de histogrammen staat voor de zwarte hemel.
Neem bij scherpte en belichting een hele serie foto's. Bij een enkel beeld bestaat het risico dat u een moment met slecht "Seeing" (luchtonrust) vastlegt en de foto dus niet optimaal scherp is. Zelfs door de zoeker kunnen soms tekenen van slecht "Seeing" worden waargenomen, bijvoorbeeld wanneer de zonnekorst eruitziet alsof deze kookt. Hoe groter de gebruikte brandpuntsafstand, hoe groter het risico dat opnamen worden bedorven door slecht "Seeing". Vooral overdag zijn vaak grote luchtturbulenties waar te nemen die echter gedurende de dag schommelingen vertonen. Twee tot drie uur voor en na het middaguur zijn vaak de beste tijden voor scherpe zonnefoto's.
Beeldverwerking
Ten eerste moet de scherpste foto uit de reeks opnamen worden geselecteerd. Hiervoor gebruikt u het beste de JPG-bestanden, aangezien deze sneller kunnen worden geopend en vergeleken. Bekijk elk bestand afzonderlijk in Photoshop, waarbij u altijd de scherpte moet beoordelen in de 100%-weergave (opdracht Beeld>Ware grootte, toetscombinatie Ctrl+Alt+0).
Beperk de beoordeling van de beeldscherpte niet tot een klein deel van de afbeelding. Door atmosferische storingen (seeing) kunnen namelijk gedeeltelijke onscherpten ontstaan, vooral bij lange brandpuntsafstanden. Het doel is om die ene opname te vinden waarbij de scherpte over het hele beeldgebied het beste is.
De scherpstelling van deze twee opnamen van een zonnevlek is identiek! Links zie je een individuele afbeelding die onscherp is geworden door de atmosferische storingen. De rechter foto is genomen tijdens een moment met goede 'seeing'.
Nadat de foto's zijn geselecteerd, opent u in Photoshop het RAW-bestand van de geselecteerde zonneopname:
Het startscherm van Adobe Camera Raw: Een rode tint valt op, die ook te zien is in het RGB-histogram (pijl). De oorzaak is de eigen kleur van de gebruikte zonnefilter.
Het RAW-formaat biedt de mogelijkheid om de neutrale kleur van de zon in te stellen zonder gegevensverlies. Klik daarvoor linksboven op de Pipet (Witbalansgereedschap), en vervolgens op het oppervlak van de zon:
Door het gebruik van het Witbalansgereedschap (linker, bovenste pijl) gevolgd door een klik op een plek op het zonsoppervlak (middelste pijl), krijg je natuurlijke kleuren. Daarna tonen ook de Rood-, Groen- en Blauwcomponenten van het histogram een gebalanceerd resultaat (rechter, bovenste pijl).
De laatste stap in de RAW-converter zal het verscherpen van de afbeelding zijn. Klik daarvoor in de tabbladen van het dialoogvenster op de derde van links met de benaming Details:
Voordat je het verscherpen uitvoert door de schuifregelaars 'Bedrag' en 'Straal' te verplaatsen (rechter pijlen), zoom je eerst in op de 100% weergave (linker pijl) en verplaats je vervolgens het beeld naar een interessante regio, zoals een groep zonnevlekken.
Open vervolgens de afbeelding met de knop Afbeelding openen.
Het resultaat van de RAW-conversie kan nu al overtuigen.
Eventuele kleine cosmetische aanpassingen volgen nu, afhankelijk van de aard van het originele bestand. In mijn voorbeeld wil ik het contrast iets verhogen. Hiervoor buig ik de Tooncurve om (opdracht Beeld>Aanpassingen>Tooncurve…) op de volgende manier:
Door een bocht in de Tooncurve in de vorm van de letter 'S' te maken, wordt het contrast verhoogd: de donkere tinten worden verlaagd (linker pijl) en de hoge tonen worden licht verhoogd (rechter pijl).
Hier het resultaat van de contrastverhoging:
Door het verhoogde contrast vallen de zonnevlekken duidelijker op, en ook de randverduistering van de zon is beter zichtbaar.
Als laatste stap heb ik besloten om de nog steeds aanwezige rode tint te verwijderen, want de kleur rood past helemaal niet bij de zon. In Photoshop gebruikte ik de opdracht Beeld>Aanpassingen>Kleurtoon>Verzadiging...:
Mijn opname profiteerde van een verandering van de kleurtoon (bovenste pijl), waarbij het vinkje bij 'Inkleuren' moet staan.
Definitief resultaat, nadat de opname is bijgesneden. Deze zonnefoto is genomen op 28 maart 2008 met een Canon EOS 400D, die was aangesloten op een telescoop met een effectieve brandpuntsafstand van 1650 millimeter. De belichtingstijd bij diafragma 1:10 en ISO 100 was 1/1500 seconde. Een Herschelprisma werd gebruikt om het licht te dempen.
Bijzonder geval H-Alpha-opnamen
Een bijzondere traktatie is de observatie van de zon in H-Alpha-licht, oftewel de chromosfeer. Daarvoor biedt de gespecialiseerde astronomiewinkel speciale filters aan die op een bestaande telescoop kunnen worden geplaatst. Als alternatief zijn er ook complete H-Alpha-telescopen verkrijgbaar, die vanwege de ingebouwde filters bijzonder veilig in gebruik zijn.
Hier eerst een opname van de zon, gemaakt op 28 maart 2008, door een gewoon zonnefilter met zichtbare fotosfeer:
De fotosfeer toont naast de zonnevlekken en de randverduistering ook een hint van granulatie, die te zien is als een 'korrelige' structuur over het hele oppervlak van de zon.
Ter vergelijking, nauwkeurig uitgelijnd, een foto door een H-Alpha-filter. De afbeelding is slechts een uur later genomen:
Hoewel de grootste zonnevlekken ook op deze afbeelding zichtbaar zijn, vertoont de chromosfeer een volledig andere structuur. Terwijl de basale structuur veel grover is dan de granulatie, vallen actieve regio's, vooral in het gebied van de vlekken, op als lichte gebieden. Helaas was er die dag slechts een kleine protuberantie aan de rand van de zon (bovenaan, links, op '11 uur' wanneer je de zonneschijf als een wijzerplaat beschouwt). Rechts boven het midden van de afbeelding is een draadvormig object te zien. Dit is een grote protuberantie gezien van bovenaf, een zogenaamd filament.
De productie van H-alpha-filters is extreem arbeidsintensief, daarom hebben ze een hoge aanschafprijs. De instap wordt gevormd door kleine compacte telescopen die voor ongeveer 600 euro verkrijgbaar zijn. Aan de bovenkant van de schaal reikt het pas tot in het vijfcijferige bereik ...
Lenzentelescoop met gemonteerd H-alpha-vooraanfilter. Het filter bestaat uit twee componenten - een tweede filter wordt aan de oculaire zijde gemonteerd.
De functie van een H-alpha-filter is om selectief alleen licht van één enkele golflengte door te laten. Het resulterende beeld is dieprood en strikt monochromatisch. Dit vormt een grote uitdaging voor het belichtingsmeetsysteem en de kleursynthese van digitale spiegelreflexcamera's, want ze zijn niet voor dergelijke extreme situaties bedoeld. De belichting moet daarom handmatig worden bepaald door uit te proberen. Ook het scherpstellen in de zoeker is geen eenvoudige taak, omdat ook ons oog overbelast raakt.
Bij de beeldverwerking is het handig om eerst een zwart-witfoto te maken van de resulterende afbeelding, die vervolgens - naar smaak - opnieuw van kleur wordt voorzien. Een handleiding hiervoor heb ik gepubliceerd op mijn website onder:
http://www.astromeeting.de/halpha.htm
Voorbeeldopnamen
Om deze foto te maken, werd een 30 jaar oude refractor met slechts 75 millimeter opening maar 1200 millimeter brandpuntsafstand gebruikt. Vooraan is een zelfgemaakte zonnefilter van AstroSolar-filterfolie bevestigd, achteraan een Canon EOS 20Da. Belichtingstijd was 1/125 seconde bij ISO 100. Boven links is de silhouet van de telescoop ingevoegd, die niet beschikt over een motorische volgsysteem. Rechtsboven is een vergroot beeld te zien van de zonnevlekken met hun aanduiding:
Er werd gebruikgemaakt van een klein, modern telescoop (Skywatcher ED 80) met 80 millimeter opening en 600 millimeter brandpuntsafstand om deze opname te maken op 9 juli 2005. Een Herschelprisma diende als zonnefilter, terwijl de brandpuntsafstand werd verdubbeld met een 2x Barlow-lens. De Canon EOS 20D stond op ISO 100, met een belichtingstijd van 1/350 seconde. Naast de inmiddels bekende fenomenen zijn aan de rechterzijde duidelijke opklaringen te zien.
Dit is een uitsnede van de laatste afbeelding in vergroot formaat. De granulatie van de zon is duidelijk te zien, zelfs met zo'n klein instrument.
Voor deze detailopname van een grote groep zonnevlekken werd een grote lenzentelescoop met een opening van 155 millimeter en een brandpuntsafstand van 5 meter gebruikt. Ook werd een Herschelprisma en een Canon 20D bij ISO 100 gebruikt. De foto is gemaakt op 13 juli 2005, toen de grote zonnevlek "NOAA 786" voor het laatst zichtbaar was aan de westelijke rand van de zon voordat hij door de zonnerotatie verdween. De vlek is aanzienlijk groter dan de aarde. De donkere kern van de kleinere vlek aan de rechterkant van de afbeelding is ongeveer ter grootte van de aarde.
Het zijn niet de wolken die me fascineren op deze foto, hoewel ze de ondergaande zon bijna een gezicht geven. Het is een grote zonnevlek die bijna aan de bovenkant van de zon zichtbaar is en zelfs met het blote oog te zien was. De helderheid van de zon was door haar stand vlak bij de horizon zo sterk verminderd dat je in ieder geval voor korte tijd veilig zonder filter kon kijken. Deze foto is een uitsnede en vergroting van een opname met een telelens met een effectieve brandpuntsafstand van 600 mm.
Melding voor eigen informatie: Alle gebruikte afbeeldingen zijn gemaakt op de in de tutorial beschreven manier.
Er wordt vervolgd met Deel 7: "Het fotograferen van maansverduisteringen".
