A diamond-shaped asterism / Ein diamantförmiger Asterismus

Last night, while in the process of starhopping to the galaxy NGC 5557 in Boötes, I stumbled across a nice asterism that caught my attention. Its location is R.A. 14h22m51s and Dec 36°14’42’’. At first sight, using 94x, it looked like a letter “V” made up of five stars. But looking it over, I saw a fainter sixth star at the open side of the “V” and it then quickly reminded me of a diamond, with the faint star at its tip. The whole size of this asterism is some 5’ x 3’.
When looking this asterism up in SIMBAD, I also found a faint galaxy to be located at edge of this asterism (between the “tip” star and the northern end of the “V”). However, I doubt that I can see it with my 18” Dobsonian since the way brighter galaxies NGC 5544 and NGC 5545 (well worth an inspection when being more awake) do not appear overly bright in my scope.
I do not know if this asterism is already a known one – but I certainly do not want to miss the chance of recommending this “object” for the gentle observers.

And, I also learnt something new to me: The constellation Boötes (in German we write Bootes) does not have an umlaut but an indicator (a so-called diaeresis) to show that the two “o”s in the name are pronounced seperately (meaning that I have been mispronouncing this constellation for more that 20 years...).

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Letzte Nacht stolperte ich beim Starhopping zur Galaxie NGC5557 im Bootes über einen netten Asterismus, der meine Aufmerksamkeit erhaschte. Die Position ist R.A. 14h22m51s und Dec 36°14’42’’. Auf den ersten Blick sah es bei 94x wie der Buchstabe „V“ aus, welcher aus 5 Sternen besteht. Aber bei genauerem Hinsehen sah ich einen schwächeren sechsten Stern auf der offenen Seite des „V“ und nun erinnerte es mich an einen Diamanten mit einem schwachen Stern auf seiner Spitze. Die Größe dieses Asterismus liegt bei ca. 5’ x 3’.
Als ich den Asterismus in SIMBAD nachgeschaut habe, fand ich auch eine schwache Galaxie, die sich an einer Kante dieses Asterismus befindet (zwischen der „Spitze“ und dem nördlichen Ende des „V“).
Ich bezweifle allerdings, daß ich diese mit meinem 18“ Dobson sehen kann, da die deutlich helleren Galaxien NGC 5544 und NGC 5545 (muß ich mir nochmal genau anschauen, wenn ich wacher bin) in meinem Teleskop nicht übermäßig hell erscheinen.
Ich weiß nicht, ob dieser Asterismus bereits bekannt ist – aber ich mag keinesfalls die Gelegenheit verpassen, dieses „Objekt“ für die geneigten Beobachter zu empfehlen.

Und ich habe auch etwas Neues gelernt: Das Sternbild Bootes (im Englischen schreibt es sich Boötes) wird Bo-otes ausgesprochen, beide „o“s werden also separat betont (was bedeutet, daß ich dieses Sternbild seit über 20 Jahren falsch ausspreche...).

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Pictures from top to bottom:

(1) Overview of the region, SIMBAD
(2) Closeup of the diamond asterism, north up, east to the left, SIMBAD
(3) Closeup of the diamond asterism with elucidations, rotated, SIMBAD + manual rework with GIMP
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Bilder von oben nach unten:

(1) Überblick über die Region, SIMBAD
(2) Nahaufnahme des Diamant-Asterismus, Norden oben, Osten links, SIMBAD
(3) Nahaufnahme des Diamant-Asterismus mit Verdeutlichung, rotiert, SIMBAD + manuelle Nacharbeit in GIMP

Solar eclipse part 4: Sequence / Sonnenfinsternis Teil 4: Reihenaufnahme

As mentioned in an earlier blogpost, I used a second camera to take photos of both, the ambient light and some wide-angle images of the eclipse in order to create a sequence.

Today I had enough time to compile such a sequence.

For imaging, I used the same focal length as for the ambient light images, so I have had some 34mm of focal length. Since I did not want to change the aperture between the frequent photographs, I had to use a neutral density filter for imaging the sun. Otherwise, the images would have been extremely overexposed – even at 1/4000 s. In lack of an OD 4 filter I took an OD 5 one (i.e. 1/100.000 of the light passes that filter). Therefore, I had to expose 1/250 s.

The single images nicely show the progress of the solar eclipse. Since I used a rather unsteady tripod, the sun’s disk wiggles around a little. In order not to confuse, I shifted the solar images manually. I used GIMP for overlaying all single images.

Beside the solar eclipse at different times (the separation between the single shots are 5 minutes in time), another interesting optical “feature” can be seen if one looks closely.

The images to the left have a red fringe to the left side and a blue one to the right. The opposite is the case at the sun’s images to the right of the sequence. In the center, the sun looks “normal”, without any colored fringes at all.

Well, this is an optical effect (actually it would be considered a flaw of the optics) called chromatic aberration. There are two types of chromatic aberrations: Lateral and axial chromatic aberration. In this case, we have a lateral chromatic aberration, meaning that the magnification for different wavelengths (i.e. the color) are slightly different. Therefore, each color has its own location in the image plane. Lateral chromatic aberration gets worse to the outside of an image, in its center it is zero. This is why the sun looks close to perfect (in the sense of color impression) at the image’s center.

I used a simple Fraunhofer achromatic telescope, consisting of two lenses with a small air gap between the lenses. The first lens is a positive crown glass element (“collecting light”), the second one a negative flint glass lens (“diverging light”). In this combination, no full color correction can be achieved. The “separation” of the wavelengths is due to glasses having a higher refractive index at shorter wavelengths, so blue is refracted stronger than red light.

There are good solutions to achieve close to perfect images up to the image’s edges, two of which are the apochromatic telescope and the super-apochromatic telescope. However, those instruments are awfully expensive.

When it comes to color fidelity, mirrors are best – but mirror telescopes introduce new aberrations to images…

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Wie schon in einem früheren Blogeintrag erwähnt, habe ich eine zweite Kamera verwendet, um sowohl Umgebungslichtfotos als auch Weitwinkelbilder der Sonnenfinsternis aufzunehmen, um diese zu einer Reihenaufnahme zusammenzufügen.

Für die Aufnahmen habe ich die gleiche Brennweite verwendet wie für die Umgebungslichtbilder, also etwa 34mm Brennweite. Da ich nicht gewillt war, die Blende zwischen den häufigen Aufnahmen zu ändern, musste ich einen Neutraldichtefilter verwenden, um die Sonne aufzunehmen. Anderenfalls wären die Bilder extrem überbelichtet gewesen – auch bei 1/4000 s. In Ermangelung eines OD 4-Filters nutzte ich einen OD 5 (d.h. 1/100.000 des Lichtes geht durch den Filter). Daher musste ich 1/250 s belichten.

Die einzelnen Bilder zeigen sehr schön den Fortschritt der Sonnenfinsternis. Da ich ein eher wackeliges Stativ verwendet habe, taumelt die Sonnenscheibe etwas umher. Um nicht zu verwirren, habe ich die Sonnenbilder manuell verschoben. Ich habe GIMP verwendet, um alle einzelnen Bilder übereinander zu legen.

Neben der Sonnenfinsternis zu unterschiedlichen Zeiten (der Abstand zwischen den einzelnen Aufnahmen ist 5 Zeitminuten) gibt es ein weiteres optisches „Merkmal“ zu sehen, wenn man genau hinschaut. Die Bilder auf der linken Seite haben einen roten Rand auf der linken Seite und einen blauen auf der rechten. Das Gegenteil ist der Fall bei den Sonnenbildern auf der rechten Seite der Reihenaufnahme. Im Zentrum hingegen sieht die Sonne „normal“ aus, ohne jeglichen farbigen Ring.

Nun, dies ist ein optischer Effekt (tatsächlich würde man es als einen Mangel der Abbildungsoptik bezeichnen), der als chromatische Aberration bezeichnet wird. Es gibt zwei Arten der chromatischen Aberration: Farbquer- und Farblängsfehler. Im vorliegenden Falle haben wir einen Farbquerfehler, was bedeutet, dass die Vergrößerung für verschiedene Wellenlängen (also Farben) geringfügig unterschiedlich ist. Daher hat jede Farbe ihren eigenen Platz auf der Bildebene. Der Farbquerfehler wird im Bild schlimmer nach außen hin und ist in der Bildmitte gleich null. Das ist der Grund, wieso die Sonne in der Bildmitte nahezu perfekt abgebildet wird (hinsichtlich des Farbeindruckes).

Ich habe einen einfachen Fraunhofer-Achromaten verwendet, welcher aus zwei Linsen mit einem kleinen Luftspalt dazwischen besteht. Die erste Linse ist eine sammelnde Kronglaslinse, die zweite eine Zerstreuungslinse aus Flintglas. In dieser Kombination kann keine vollkommene Farbkorrektur erzielt werden. Die „Teilung“ der Wellenlängen entsteht dadurch, dass Gläser bei kürzeren Wellenlängen eine höhere Brechzahl aufweisen, daher wird blaues Licht stärker gebrochen als rotes.

Es gibt gute Lösungen um eine nahezu perfekte Abbildung bis hin zu den Bildecken zu erzielen, zwei davon sind der Apochromat und der Super-Apochromat. Allerdings sind diese Instrumente unglaublich teuer.

Wenn es um Farbtreue geht sind Spiegel am besten – aber Spiegelteleskope bringen neue Abbildungsfehler ins Bild mit ein…

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Pictures from top to bottom:

(1) Sequence compiled of single images of the solar eclipse, 5 min time separation between the images, zoomed in

(2) Chromatic aberration, see text for details

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Bilder von oben nach unten:

(1) Reihenaufnahme, zusammengesetzt aus Einzelaufnahmen der Sonnenfinsternis, 5 Minuten Abstand zwischen den Bildern, Ausschnittsvergrößerung

(2) Chromatische Aberration, siehe Text für Details