Del 04 - Foton på stjärnfall

Fotografiering av meteoriter (stjärnfall) går inte att tvinga fram. En dos tur är en viktig förutsättning.

Del 4: Fotografier av stjärnfall

"Den som ser en stjärnfall som bara sipprar över natthimlen i sekunder, borde önska något, för den här önskan går i uppfyllelse", säger man i folktron.

Självklart är detta vidskepelse, som dock skapades exakt på detta sätt av olika folkgrupper runt om i världen, oberoende av varandra. Så om någon ändå har hopp om att det är mer än en vidskepelse, borde man helt enkelt försöka nästa gång - det kan ju inte gå fel ... ;-)

När man studerar stjärnfall, den folkliga benämningen för meteoriter, på ett mer seriöst sätt, upptäcker man inte mindre spännande saker.

Meteoriter förväxlas ofta med kometer. Medan en meteorit bara lyser upp på himlen i en bråkdel av en sekund eller maximalt några sekunder, är kometer objekt som kan ses under flera dagar, veckor eller till och med månader. Kometer rör sig runt solen på sina banor - liknande planeterna - medan meteoriter är mer eller mindre små partiklar som tränger in i jordens atmosfär och hettas upp så mycket att de brinner upp.

Före inträdet i jordens atmosfär kallas dessa partiklar meteoroider. Meteoroiderna är alltså potentiella meteoriter. De flesta av dessa partiklar är mycket små, ofta med en diameter på bara några hundradelar av en millimeter, men ibland finns det också större stenar med ett antal centimeters diameter.

När en meteoroid på storleken av en tennisboll tränger in atmosfären, blir en särskilt ljus meteor synlig på himlen, som kallas "eldkula". En meteor av denna storlek hettas upp starkare på dess yta än i mitten, vilket skapar termiska spänningar som får den att brista.

De fragment som slungas uppåt, och därmed accelereras i motsatt riktning, kan nå marken med kraftigt fördröjd hastighet. Om resterna av en meteorit landar på jordytan kallas det en meteorit.



Kratern vid Flagstaff, Arizona, USA, är den bäst bevarade nedslagskratern efter en meteorit på jorden. Dess diameter är 1,2 kilometer, dess djup 170 meter. För cirka 50 000 år sedan slog ett föremål från rymden ner där, vars massa uppskattas till 300 000 ton. Meteoriten av järn anses ha varit cirka 50 meter stor.



Meteoriter tränger in i jordens atmosfär med ca 10 till 70 kilometer per sekund. De flesta brinner upp på en höjd av cirka 120 till 80 kilometer över marken på grund av friktionsvärmen, där själva ljusskenet inte kommer från partikeln själv utan från den omgivande luften som joniseras av värmen. Detta får meteoriska spår att ibland se grönaktiga ut på foton.

Endast större meteoriter tränger djupare in och förfaller senast på tio kilometers höjd. Ju närmare en meteor kommer jordytan, desto tätare blir luften och desto starkare blir bromsningen. Eldkulor märks inte bara genom sin stora ljusstyrka, som även kan nå fullmånens nivå, utan också genom en relativt långsam rörelse på himlen. Vissa exemplar kan observeras under flera sekunder, medan den lämnade lysande spåret i luften kan synas under många minuter. Ibland kan även det sprängda av en stor meteor höras.

Sporadiska meteoriter kan dyka upp när som helst, dag som natt, utan att det går att förutsäga dem. Men det finns tider på året då jorden passerar genom ett område med relativt många meteoroider under dess bana runt solen. Då ökar frekvensen av observationer av meteoriter betydligt. Dessa perioder med ökad meteoraktivitet kallas meteorströmmar. De återkommer årligen vid samma tidpunkt.

När man markerar meteorerna från ett meteorregn på en stjärnkarta, märker man att om man förlänger deras banor bakåt, verkar de alla komma från en punkt på himlen. Detta är en perspektivisk effekt, jämförbar med en bilresa i snöväder; även då ser det ut som om alla snöflingor kommer från en central punkt.



Biltur i snöfall.

Vid meteoriter är det jordens rörelse som orsakar den perspektiviska effekten. Meteorströmmen namnges efter det latinska namnet på stjärnbilden där denna centrala punkt, den så kallade Radianten, ligger. Till exempel, med Leoniderna, ligger Radianten i stjärnbilden Lejonet, latin "Leo".



Med ett fisheye-objektiv som fyller hela bilden fångades en stor himmelsyta. Under de två minuters exponeringstiden korsade tre meteoriter från Perseiderna bilder, inklusive en eldkula. En CCD-kamera användes.

Samma bild med inritade stjärnbilder. Förlängningen av flygbanorna bakåt pekar mot radianten i stjärnbilden Perseus (Per); markerat i gult. Uma=Stora vagnen/Björnen, CVn=Jakthundarna, UMi=Lilla vagnen, Dra=Draken, Cep=Kefeus, Cam=Giraffen, Cas=Cassiopeia, Lac=Ödlan, Polaris=Polstjärnan.

Tabellen nedan ger en översikt över de viktigaste meteorskurarna under ett år. Förutom skurarnas namn och radianten plats, inkluderar den även tidpunkten och max antal vid deras förekomst. I kolumnen "Betyg" står ett "+" för tydligt, vilket antingen betyder relativt många och/eller ljusa meteorer, ett "o" för en medelmåttig skur upp till cirka 15 meteorer per timme och ett "-" för svagt uttalade meteorskurar.

De viktigaste meteorskurarna under året.

Teknisk utrustning

Inga astronomiska enheter behövs för att försöka fotografera meteorer. Vidvinkel- eller till och med fiskeögonobjektiv med extremt stora synvinklar ökar chanserna att fånga en ljus meteor. På grund av de snabba rörelserna av meteorer bör man föredra ljusstarka objektiv, vars initiala bländare är på 1:2,8 eller bättre.

Nödvändigt är också:

• Stabil stativ



Skarpa, icke oskarpa bilder uppnås med en bra stativ och stativhuvud, i det avbildade exemplet en växelkoppling. Avbildat är en uppställning som passar för meteorfotografering med en fjärrutlösare och fiskeögssobjektiv.



• Fjärrutlösare/Timer

Fjärrutlösare gör det möjligt att utlösa kameran beröringsfritt för att undvika suddiga bilder. Trådlösa fjärrutlösare kan också användas.

• Motljusskydd (= bak- och sidoljusskydd, solskydd)

Hindrar sidanfallande framljus och fördröjer eventuell dagg på frontlinsen under fuktiga nätter. Det finns ett lämpligt motljusskydd för varje objektiv. Medan ett sådant i det avbildade runda fisheye-objektivet inte rekommenderas; det skulle skugga bildfältet.

Med den beskrivna utrustningen kommer stjärnorna snart att avbildas som streck (se handledning 2 i denna serie: "Streckspåra bilder av stjärnor"). En meteor visas på bilderna som en "korsning". Om du trots lång exponeringstid vill att stjärnorna ska avbildas som punkter, måste du följa stjärnornas rörelse med kameran, vilket beskrivs i handledningarna nummer 9, 10 och 11 i serien "Astro- och himmelsfotografering".

Framsteg

För att ha möjlighet till framgång vore det idealiskt med samtidig uppfyllelse av många faktorer, vilket i praktiken dock sällan inträffar:

• Fruktsam meteorskur

Till exempel förväntas det maximala av Perseidernas skur natten till den 12 augusti.

• Klart väder

Medan enskilda, mindre moln knappt stör, ska atmosfärens transparens vara god.

• Observationsplats

För observation och fotografering av meteorer bör en plats borta från jordiska ljuskällor föredras. Det lättaste sättet att hitta en lämplig plats är i landsbygdsområden och/eller på högre höjder i mellan- eller alperna.

• Månlös natt

Bäst skulle vara tiden runt nymånen, men det räcker om månen inte syns på himlen under önskad observationsperiod. Om du till exempel vill prova lyckan i den andra halvan av natten, fungerar det även med en ökande måne upp till en halvmåne, eftersom den oftast går ned i den första halvan av natten. Vid tvivel kan man söka efter exakta tidpunkter för månens upp- och nedgång (t.ex. på webbplatsen www.calsky.de. Klicka på "Månen" och sedan "Efemerider", efter att observationsplatsen valts). Naturligtvis är inte månfasetten samma varje år den 12 augusti; Ibland har man tur och de inträffar under en nymåne. Andra år kan man få en fullmånefas. Om himlen är starkt upplyst av månen kommer du bara se och kunna fotografera de ljusaste meteorna.

Det är ofta svårt att optimera alla önskade faktorer. Det bör inte hindra dig från att åtminstone försöka. Om alla förutsättningar är korrekta, men du inte har möjlighet att besöka en optimal observationsplats, kan du ändå ta bilder från balkongen, trädgården eller gården.

En faktor ligger alltid utanför all planering: du behöver tur! Även anmälda meteorskurer (se tabell) kan vara mycket missnöjda under vissa år, medan de i andra år kan erbjuda en oväntat spektakulär show.

Den bästa tiden för att se eller fota meteorer är den andra halvan av natten precis innan gryningen börjar. Det beror på att vi under den här tiden tittar i riktning mot jorden som flyger runt solen. Vi befinner oss då, så att säga, "bakom vindrutan", medan utsikten på tidig kväll motsvarar utsikten "genom bakrutan".

För de som känner till koordinatsystemet på himlen vill jag uttrycka detta på ett annat sätt: Jordens apex, alltså "flygriktningen" för jorden, ligger 90 grader väster om solen på ekliptiken (solbanan). Om solen exempelvis befinner sig i Väduren ligger jordens apex (ungefär) i Stenbocken.

Under morgontimmarna kan cirka fyrages gånger fler meteorer registreras än på kvällen.

1. Gör grundinställningar

Följande grundinställningar för kameran kan rekommenderas:

Filformat

Föredra RAW-formatet.



Inställning av bildkvalitet på en Canon EOS 40D: Här väljs RAW-formatet, samtidigt som bilderna sparas i JPG-format. JPG-filerna är användbara för att snabbt välja ut de bästa bilderna.

ISO-värde

Även ljusa meteorer färdas med relativt hög hastighet över himlen. För att fånga dem krävs endast höga och högsta ISO-värden. Så ställ in det högsta ISO-värdet där din kamera fortfarande ger acceptabla resultat.



Inställning av ISO-värdet 1600 på en Canon EOS 40D. Denna kameras brus är fortfarande acceptabelt även vid ett sådant högt värde.

Vitbalans

Det har visat sig att manuell inställning till "Dagsljus" (Symbol: "Sol") fungerar bra.



Inställning av vitbalans på en Canon EOS 40D till Dagsljus (5200 Kelvin).

Bullerdämpning

Inställningen Bullerdämpning vid långa exponeringar gör att kameran tar en mörkbild med samma "exponeringstid" efter varje längre exponering (från en sekund och uppåt). Det innebär att den efter en exponering behöver samma tid igen då den inte kan ta en annan bild. Även om att aktivera denna funktion är meningsfullt för långa exponeringar, så kommer "Murphys lag" att se till att de ljusaste och vackraste stjärnfallen inträffar när kameran inte tar bilder och istället är upptagen med en mörkbild. Därför brukar jag oftast avstå från att aktivera bullerdämpningen.

Proffstips: Du kan också manuellt skapa en eller flera mörkbilder, till exempel efter att fotograferingsserien har avslutats, och subtrahera dem från meteorfotona för att minska bruset. Proceduren förklaras i del 15 av den här tutorialserien ("Kalibrering: Ta ljusa och mörka bilder"). Med den här tekniken kan du praktiskt taget ta bild efter bild utan pauser och öka chansen att fånga en sällsynt eldboll även på bild.



Avstängning av bullerdämpning vid långa exponeringar, här som exempel på en Canon EOS 40D.

Med inställningen Hög ISO-bullerdämpning (nyare Canon EOS-modeller) har jag inte haft bra erfarenheter och väljer att hålla den avstängd.



Hög ISO-bullerdämpning förblir avstängd.

Exponeringsprogram

Välj manuell inställning (M).



Inställning av manuell exponeringsstyrning ("M") på inställningshjulet på en Canon EOS 40D.

Bländare

Använd alltid största möjliga bländaröppning (lägsta bländarvärdet). Idealiskt är ljusstarka objektiv med en börjande bländaröppning på F/2,8 eller bättre.



Displayen på Canon EOS 40D: Pilen pekar på inställningen för bländaren 1:2,0. Den "ljusstyrka" hos ett objektiv är det minsta justerbara bländarvärdet. Zoomobjektiv är oftast mindre ljusstarka än fasta objektiv.

Spegelupplåsning

Denna inställning används för att förhindra skakningar orsakade av spegelrörelsen hos kameran. Om ditt stativ inte är tillräckligt stabilt för att dämpa skakningar som orsakats av spegeln, använd den här inställningen.



Aktiverat spegelupplåsning. Den första tryckningen på avtryckaren låter bara spegeln fällas upp. Vänta därefter några sekunder för att starta exponeringen med en andra tryckning på avtryckaren (eller fjärrutlösaren).

Bildstabilisering

Det är mycket viktigt att stänga av en eventuell bildstabiliseringsmekanism! Även om elektroniken enligt tillverkarens uppgifter ska känna av när ett stativ används och automatiskt avaktivera bildstabilisatorn, fungerar det inte alltid tillförlitligt. Om bildstabilisatorn är aktiverad riskerar "skakiga" stjärnor trots stativ!



Det är bättre att stänga av bildstabilisatorn ("Image Stabilizer") när kameran är monterad på ett stativ.

"Skakiga" stjärnor orsakade av bildstabilisatorn vid användning av stativ.

3. Ta bilder

En stor utmaning är att fokusera så exakt som möjligt på "Oändligt". Autofokusen kommer att misslyckas även med ljusa stjärnor i de flesta fall, så endast manuell fokuseringsjustering är lämplig.

Tyvärr är inte heller "Oändligt"-indexet, som finns på vissa objektiv, i allmänhet tillräckligt precist.



Indexmarkeringen för "Oändligt" är inte tillräckligt exakt vid sökandet efter den bästa fokuspunkten.

Ideal för fokusering är kameramodeller med en "Live-View"-funktion, där du kan sikta in på en ljus stjärna och sedan exakt fokusera på den högupplösta skärmen på kameran.



Autofokusomkopplaren förblir på "MF" efter att fokuseringen har slutförts för manuell fokus.



Rikta nu kameran mot det önskade himmelområdet. Vid vidvinkelbilder är det helt klart rekommenderat att inkludera förgrunden i bilden, till exempel en landskap eller vackra träd. Om du siktar in dig på strålen av en stjärnfallssvärms radiantd, ökar det inte nödvändigtvis dina chanser att fånga ljusa meteorer. Ju närmare radiantd en meteor verkar desto kortare blir dess lysande spår, eftersom den i princip flyger mot dig. Därav är även himmelregioner bortom radiantdet i fråga, där särskilt långa ljusspår är synliga.

Vid val av brännvidd måste du bestämma: Om du använder ett objektiv med mycket stor bildvinkel, i extrema fall kanske till och med en cirkelfisklins med 180 graders bildvinkel, kan du avbilda hela himlen. Då missar du inte någon ljus meteor, oavsett var på himlen den kan visas. Nackdelen är att avbildningen av ljusspåret blir mycket liten. Ett annat extrem är ett teleobjektiv, med vilket du bara fångar ett relativt litet himmelområde. Då är sannolikheten att en meteor just skuttar genom ditt bildfält relativt liten. Om du dock har tur blir ljusspåret stort och visas med många detaljer. En bra kompromiss kan vara ett normalobjektiv eller ett lätt vidvinkelobjektiv.

Om du har fler än en kamera kan du också överväga att arbeta samtidigt med flera apparater och brännvidder.

När du väljer en lämplig exponeringstid beror det på om du kan acceptera en linjeformad stjärnabbildning eller inte. Om inte måste du begränsa exponeringstiden, beroende på använd brännvidd, till de värden som diskuterades i del 1 av denna handledning ("Stämningsskott i skymningen"). Om du kan leva med linjeformade stjärnor är övre gränsen för exponeringstiden satt av restljuset från nattskyn. Beroende på plats och observationsförhållande måste du under alla omständigheter förhindra att himlen överexponeras och har områden med fullständigt mättade pixlar.

Om du använder en kabel- eller trådlös fjärrutlösare, vars utlösare kan låsas, kan du konfigurera kameran till "Seriefotografering" och ställa in önskad exponeringstid, i vilket fall du inte kan använda "BULB", utan måste välja en fast inställd tid som på många kameramodeller är maximalt 30 sekunder. Tryck nu på utlösaren och lås den, sedan tar kameran automatiskt ett foto efter det andra tills batteriet är tomt eller minneskortet är fullt.

Slutresultatet beror dock på slumpen att en ljus meteor dyker upp vid den platsen på himlen som omfattas av kamerans bildvinkel under en exponering.

Bildbehandling

De nödvändiga bearbetningsstegen beror i hög grad på kvaliteten på det ursprungliga materialet. Därför ska de följande förklaringarna ses som exempel och inte som en "kokbok". Om samma steg genomförs exakt med samma värden på annat bildmaterial skulle resultatet möjligen vara katastrofalt.

Börja med att öppna RAW-filen av ditt meteorfoto i Photoshop. Modulen "Camera Raw" ska visas, där bilden "utvecklas". Redan här kan väsentliga förbättringar göras. Aktivera Överexponeringsvarning genom att klicka på den lilla svarta pilen ovanför histogrammet:



"Startskärmen" av omvandlaren "Camera Raw" från Photoshop. Genom att flytta reglaget "Reparation" (nedre pilen) åt höger kan överexponerade, ljusa stjärnor räddas från total mättnad om det behövs. Stadernas ljusemissioner orsakar ibland en upplyst himmelbakgrund som ofta har en rödton. En titt på bilden och dess histogram (övre vänstra pilen) visar detta tydligt. Den röda pilen högst upp till höger visar den lilla knappen du måste klicka på för att identifiera överexponerade områden i bilden.

I nästa steg måste färgsticken avlägsnas. Reglagen Temperatur och Färgton används för detta ändamål:



För att ta bort gulfärgen, flyttades reglaget "Temperatur" (övre röda pilen) till vänster. Reglaget "Färgton" (nedre röda pilen) justerades åt höger för att å ena sidan få en himmelbakgrund med neutral färg, å andra sidan för att få de "databerg" av de tre histogrammen för röd, grön och blå kanalen att överlappa (röd pil upptill).

I nästa steg klickar du på den tredje fliken i RAW-omvandlaren, som kallas Detaljer. Där justeras bildskärpan och brusreduceringen:



För att kontrollera effekten av de gjorda inställningarna, är det meningsfullt att visa bilden i "100%" storlek. Klicka på rutan markerad med den vänstra röda pilen och välj "100%" från listan. De högra pilarna visar de ändrade inställningarna.



En skärpning bör undvikas, därför har jag flyttat reglaget Belopp (översta pilen) helt till vänster. Anledningen är att skärpning av bilden även skulle göra bruset tydligare synligt. Vid Brukreduktion har jag å andra sidan bekämpat både Luminans- och Färgbrus genom att flytta reglagen åt höger. Beroende på kameramodell och exponeringstid samt ISO-värde bör du besluta med bild i förhandsgranskningsfönstret vilka värden som är lämpliga.

Med knappen Öppna bild avslutar du "bildutvecklingen" och gör de avslutande justeringarna i Photoshop.

Obehagligt påverkar nu framför allt den kraftigt uppljusade himlen; därför är det bäst att titta på histogrammet med Photoshop-kommandot Bild>Justeringar>Nivåer... Du ser först ett kombinerat histogram över alla tre färgkanaler:



RGB (pil) betyder kombinationen av färgkanalerna röd, grön och blå.

Eftersom en bild på natthimlen främst består av mörk himmelsdel får inte histogrammet nå sitt maxvärde förskjutet till höger, vilket är fallet här. Klipp därför nu histogrammen för alla tre färgkanaler på vänster sida (svartpunkt) så långt att den brant stigande slänten av "databergen" ligger nära skärningspunkten, men inte klipps. Välj de individuella färgkanalerna var för sig och utför denna operation i var och en av de tre kanalerna:



Efter att Röd-kanalen har valts (övre pil) sköt jag svartpunkten (lilla svarta markör under histogrammet, nedre pil) till värdet "59", alltså strax före början på den stigande slänten.

Fortsätt på samma sätt med de två återstående färgkanalerna för Grön och Blå, varvid beloppet naturligtvis väljs individuellt per färgkanal. Resultatet av att klippa histogrammen på detta sätt är en färgmässigt balanserad bild med mörk himmel och ljusa stjärnor.



Efter att ha klippt RGB-histogrammen visas himlen mörk och i neutral färg.

Eventuellt kan det behövas små korrigeringar för att uppnå det slutliga resultatet. Till exempel en lätt kontrastökning med Photoshop-kommandot Bild>Justeringar>Nivåkurvor...:



Genom att böja nivåkurvan sigmoidalt (S-formad) uppnås en kontrastökning. De röda pilarna markerar positionerna där kurvan flyttades nedåt (vänster pil) och uppåt (höger pil).

Resultatet av ansträngningarna ser ut så här:



Tack vare kontrastökningen blir meteoren ljusare.



För att framhäva färgerna i ljusspåret valde jag att även öka färgmättnaden på denna bild. I Photoshop väljer du kommandot Bild>Justeringar>Nyans/Mättnad...

Följande dialogruta visas:



En ökning av färgmättnaden med +35 tyckte jag var lämplig. Observera himlens utseende, eftersom en för stark mättnad av färgerna kan göra den fläckig och ojämn i färgen.

Den färdiga bilden, för övrigt en beskärning från originalbilden, ser då ut så här:



Den ökade färgmättnaden visar en initial grön färg på denna meteor som snart övergår till röd.

Exempelbilder

Inte en särskilt vacker bild, men jag visar den eftersom det var en lyckträff. Ursprungligen hade bilden en "sportig" bakgrund: Jag ville försöka fotografera Andromedagalaxen med ISO 3200 handhållet, lutat mot en trädstam. Exponeringen var fyra sekunder vid bländaröppning 1:1,4 med ett 35 mm-objektiv. Av en slump passerade en Perseid strax nedanför galaxen (kraftig detaljförstoring från hela bildfältet).

Sex Perseidmeteorer och en liten "sidoträffare" (sporadisk meteor) mot bakgrunden av sommar-Milky Way. Canon EOS 20Da användes i augusti 2005 med en vidvinkelszoom på 11 mm brännvidd och bländare 1:4. På grund av dåligt väder i Tyskland var jag tvungen att använda Elsass i Frankrike för denna bild.

Ett rundbildsfiskögeobjektiv med 8 mm brännvidd fångar hela himlen i en cirkulär avbildning på en fullformatskamera (Canon EOS 5D). Här syns fem Perseidmeteorer och Vintergatan. Karlavagnen är synlig i den nedre kanten av bilden.





Tyvärr var inte fotoglädjen alltid med mig när det gäller meteofotograferingar. Därför här några länkar till imponerande bilder av andra fotografer från "Astronomy Picture of the Day" (APOD) NASA-arkiv:

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap081011.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080911.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080814.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080103.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070812.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061118.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061023.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap041222.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap040813.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap031116.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020816.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap011122.html

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap991202.html



Observera:

Alla använda bildexempel är inte fotomontage utan skapades på det sätt som beskrivs i handledningen.