Astro Academy

Astrofoto

Astrofoto kan vara en mycket givande hobby, vare sig du vill visa upp bilderna för din familj och dina vänner eller om du vill skriva ut dem och hänga upp de som tavlor på väggen. På bild framträder oftast detaljer som inte eller knappast går att se visuellt.

Tyvärr är astrofotografering också mycket avancerat och kräver en ganska hög budget för att lyckas med, samt en hel del tålamod.

Tre olika sätt att fotografera stjärnhimlen

Inte alla som pratar om astrofotografering respektive om "att fota stjärnorna" menar samma sak:

Vissa är nöjda med att ta bilder på Månen, Jupiter, Saturnus och kanske resten av planeterna. Då är det ganska lätt och du behöver inte mycket utrustning för att lyckas.
Andra vill ta detaljerade bilder av avlägsna galaxer, nebulosor, stjärnhopar och alla andra typer av "djuprymdsobjekt". Detta kräver långa exponeringar vilket i sin tur medför mycket höga krav på teleskopet, monteringen och tillbehöret. Detta sätt att fotografera stjärnhimlen kallas "deep-sky astrofoto" och är dessvärre mycket avancerat. Fortsätt att läsa för att lära dig allt du behöver veta för att komma igång.
Men det finns ett tredje alternativ för dig som vill ta bilder av deep-sky objekt men kan tänka dig att nöja dig med vidvinkelbilder till en början. Inte alltid behöver man "zooma in" så mycket heller. Vissa objekt (som t.ex. vintergatan) blir till och med snyggast med vidvinkelobjektiv. I så fall räcker det med en något enklare uppsättning, främst baserat på en systemkamera och en Star Tracker.

Deep-Sky Foto: Konsten att ta kort på galaxer, nebulosor och andra ljussvaga objekt

Du har säkert sett en hel del fina bilder på fantastiska objekt på himlen. Tusentals galaxer visar sina spiralarmar. Nebulosor visar fina detaljer och olika färger som berättar om hur de är uppbyggda. Klotformade stjärnhopar som tydligt består av många tusentals stjärnor. Allt detta ingår under rubriken "deep sky astrofotografi". I stort sett allt som inte är månen, planeterna i vårt solsystem eller själva solen omfattas av detta.

För att börja med det glada beskedet: många av dessa bilder är tagna av entusiastiska amatörer! Det är inte bara proffsen som kan göra det! Och även om det självklart kan vara en resa på många år att lära sig alla finesser och få ut det mesta ur varje bild så kan du ändå uppnå riktigt fina resultat redan inom några nätter.

Men astrofotografering är en konst och den belönar tålamod. Har du hoppats att enkelt kunna ta några fina bilder som du kan visa för andra får vi tyvärr göra dig lite besviken. De flesta nybörjarteleskop lämpar sig inte eller bara mycket lite för deep-sky astrofoto. Istället krävs ett rätt avancerat teleskop och mycket utrustning runtomkring. För att göra saken ännu värre: ett teleskop som fungerar bra för astrofotografering fungerar inte bra för visuella observationer - eller i alla fall inte lika bra som ett teleskop i samma prisklass som inte är designat för foto.

Är du osäkert om det med astrofotografering är något du kommer att gilla rekommenderar vi att kanske nöja dig med bilder på planeterna och månen till en början. Även dessa är spännande och imponerande, men ställer väsentligt mindre krav på utrustningen. De flesta nybörjarteleskop fungerar hyfsat för planetfoto.

Känner du redan nu att du verkligen vill komma igång och ta bilder på galaxer och nebulosor berättar vi här vad som behövs (och varför det är så avancerat).

Teleskopet: för bra bilder behövs en bra optik

Teleskopet används på samma vis som vanliga objektivlinser till kameror. Du monterar din kamera på teleskopets fokuserare, ställer in skärpan, och får på så vis en skarp bild med ganska hög "förstoring". I fotografiskt sammanhang brukar man dock inte prata om förstoring utan snarare om brännvidd. Ju längre brännvidden är desto mer "zoomar" du in på objektet. Ett teleskop med lång brännvidd är därför bättre för små objekt medan teleskop med kort brännvidd fungerar bättre för stora objekt. Därför är det inte heller så att ett större teleskop nödvändigtvis är bättre, utan varje objekt fungerar olika bra med olika teleskop. I praktiken innebär detta att man i längden har lite fler än bara ett teleskop för astrofotografering.

Det är andra faktorer än de som gäller för visuell astronomi som är av vikt för astrofoto. Tyvärr går det inte att få ett teleskop som är perfekt för både visuellt och fotografiskt bruk. Ju mer du optimerar din uppsättning för astrofoto desto minde passar den till visuella observationer. Anledningen är att en del egenskaper krävs för ett teleskop för deep sky astrofotografering än för ett visuellt teleskop. Därför hamnar en del av din budget på dessa egenskaper istället för att ge dig ett större visuellt teleskop. Det skall dock inte säga att du enbart kan fotografera, bara att du spenderar mer för en jämförbar visuell upplevelse än du hade gjort för ett teleskop som endast fungerar för visuella observationer.

När du väljer ett passande teleskop:

Det är f-talet som bestämmer hur ljusstarkt teleskopet är. F-talet är förhållandet mellan teleskopets öppning och dess brännvidd. F-tal är samma sak som "bländaren" på vanlig fotografi. Den anges som "f/5", "f/6", "f/7", ..., där f/5 är ljusstarkare än f/6, f/6 är ljusstarkare än f/7 och så vidare.
De mest mångsidiga teleskop för deep-sky foto är spegelteleskop. Tänk dock på att välja ett spegelteleskop där du kan ansluta en kamera - inte alla spegelteleskop fungerar till det!
Gällande storleken på teleskopet är det viktigt att du får bra stabilitet ihop med monteringen (se nedan.) Jämfört med visuella teleskop behöver du antingen en större montering eller alternativt ett mindre teleskop med en given monteringsstorlek.
För vidvinkligt astrofoto används också ofta ett vanligt kameraobjektiv. I så fall kan du använda en Star Tracker som är ett mycket billigare sätt att ta deep-sky bilder.

Läs mer om passande teleskop för deep-sky astrofoto...

Monteringen: nyckeln till lyckad astrofotografering

För det mesta kräver deep-sky astrofoto exponeringstider på flera minuter per bild upp till några timmar. Monteringens uppgift är att hålla teleskopet stadigt utan att skaka. Under hela den tiden måste då teleskopet följa efter objektets rörelse över himlen med en sådan noggrannhet att varje stjärna stannar på samma pixel i kameran.

Som du lätt kan tänka dig ställer detta utomordentligt höga krav på monteringen och stativet. När vi pratar om monteringen menar vi oftast allt som sitter mellan teleskopet och marken, det vill säga stativet och den mekaniska anordningen som håller teleskopet och jämnar ut jordens rotation. Stativet är viktigt i den bemärkelsen att stabiliteten måste vara riktigt bra. Monteringen behöver inte bara bra stabilitet utan framförallt också en datorstyrning som möjliggör användning av en autoguider. (Mer om autoguider längre ner!) Läs mer...

Spara helst inte på monteringen. En bra montering med ett lite mindre teleskop kan ge dig mycket bra bilder som resultat! Ett teleskop i toppklass på en för dålig eller för liten montering kommer du däremot inte att lyckas med.

Kameror för astrofoto

Systemkameror

Digitala systemkameror (även spegellösa) fungerar klockrena som deep-sky kameror för astrofotografering. Särskilt om du redan äger en systemkamera skall du absolut börja med den innan du köper en mer avancerad kamera. Systemkameran ger en mycket stor synfält som du annars först får igen när du satsar på riktigt dyra CMOS eller CCD kameror.

Fördelar med systemkamera:

Prisvärda, särskilt om du även använder dem för vanlig foto.
Enkla att hantera.
Systemkameror som kan spela in film fungerar också utmärkt för månen och planeterna.

Nackdelar med systemkamera:

Du tappar en hel del av den röda färgen som många nebulosor ljuser i. I kameran finns ett filter som tyvärr tar bort mycket av just den färgen. Det går att modifiera kameran genom att montera bort filtret, men i så fall kan du inte längre använda systemkameran för vanlig foto.
Systemkameror som inte kan spela in film fungerar inte särskilt bra för månen och planeterna.
Du får värmebrus i bilden vid längre exponeringstider, vilket begränsar den längsta exponeringstiden som kameran klarar av i praktiken. Extremt ljussvaga nebulosor och galaxer framträder klart tydligare i kylda CMOS eller CCD kameror.

CMOS och CCD kameror utan kylning

När det gäller kameror som är byggda från grunden för astrofotografering är det CMOS och CCD kameror som gäller. Dessa finns med och utan kylning.

Icke-kylda CMOS och CCD kameror är främst tänkta för planeterna och månen där du kan få extremt bra bilder tack vare faktumet att kameran hinner att ta många bilder per sekund. Detta genererar fler bilder totalt som du sedan lägger ihop i din bildbehandlingsprogram.

Dessa CMOS och CCD kameror utan kylning fungerar även för deep-sky astrofoto. Du kan inte få lika långa exponeringstider som med en kyld kamera och du får inte en lika stor bild som med en systemkamera. Men kameror utan kylning har också sina meriter.

Fördelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:

Mycket prisvärda. Klart billigare än kylda kameror med samma sensorstorlek.
Perfekt för planeterna och månen.
Du tappar inte det röda ljuset som filtret i en systemkamera klipper bort.

Nackdelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:

Du får värmebrus i bilden vid längre exponeringstider, vilket begränsar den längsta exponeringstiden som kameran klarar av i praktiken. Extremt ljussvaga nebulosor och galaxer framträder mycket tydligare i kylda kameror.
Sensorn är nästan alltid klart mindre än i en systemkamera.

Kylda CMOS och CCD kameror

När det gäller kameror som är byggda från grunden för astrofotografering är det CMOS och CCD kameror som gäller. Dessa finns med och utan kylning.

Fördelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:

Mycket prisvärda. Klart billigare än kylda kameror med samma sensorstorlek.
Perfekt för planeterna och månen.
Du tappar inte det röda ljuset som filtret i en systemkamera klipper bort.

Nackdelar med CMOS och CCD kamera utan kylning:

Du får värmebrus i bilden vid längre exponeringstider, vilket begränsar den längsta exponeringstiden som kameran klarar av i praktiken. Extremt ljussvaga nebulosor och galaxer framträder mycket tydligare i kylda kameror.
Sensorn är nästan alltid klart mindre än i en systemkamera.

Skillnaden mellan CMOS och CCD kameror

CMOS respektive CCD avser teknologin som används i kamerans sensor. På pappret har CCD lite mer potential än CMOS, men i praktiken har det blivit lite annorlunda: då CMOS sensorer används i praktiskt taget alla digitala kameror har utvecklingen på dessa gått mycket fortare. Dessutom har CCD sensorer blivit allt svårare att få tag i. De flesta tillverkare av astronomiska kameror satsar nu framförallt på CMOS.

För dig som användare är inte skillnaden särskilt stor. Handhavandet är samma och bildkvaliteten är jämförbar - med några få fördelar kvar för CCD och en hel del fördelar för CMOS. Vid valet av kameran behöver du inte tänka på detta alltför mycket - välj kameran efter din budget och den önskade sensorstorleken, inte efter typen av sensor.

Nyckeln till långa exponeringstider: Autoguider

Deep-sky astrofoto innebär nästan alltid långa exponeringstider. Kameran samlar ljus under flera minuter, och som vi redan nämnde tidigare får inte stjärnorna flytta så de blir avlånga. Monteringarna följer efter objektens rörelse automatiskt, men rent praktiskt är det nästan omöjligt att få följningen så exakt som det behövs för astrofoto. Det minsta felet i uppställningen (t.ex. en miss i polinställningen) gör att stjärnan flyttar på sig sakta men säkert, även om man köper en grymt dyr montering med direktdrivning.

Men det går att lösa problemet med en så kallad autoguider. En autoguider är en liten kamera som tittar på en stjärna på himlen. Upptäcker autoguidaren att stjärnan börjar att drifta iväg ger den korrekturkommandon till monteringen som flyttar tillbaka stjärnan dit den skall vara.

Guidingkameran används oftast ihop med en (bärbar) dator som tolkar bilden och räknar ut hur monteringen kan korrigera driftfelet. Förutom dessa klassiska autoguiding-kameror finns det också stand-alone autoguiders som är utrustade med nödvändig elektronik och mjukvara, så att detta kan utföras fristående. Numera börjar det även att finnas autoguiding-lösningar som kopplas via Wifi till en mobiltelefon som sedan har en app för guidningen.

Om du tittar på de autoguiders, som finns tillgängliga på marknaden, så kommer du att notera en avsevärd prisskillnad mellan olika modeller. Den viktigaste orsaken till denna skillnad är beroende av vilket chip man använder. Billigare autoguiders tenderar till att ha mindre känsliga chip, medan en del modeller, som t.ex. Lodestar från Starlight Xpress, har extremt känsliga chip. Med högre känslighet kan autoguidern detektera mycket svagare stjärnor, vilket gör det avsevärt lättare att hitta en passande guidestjärna. Vid praktisk användning gör detta ofta stor skillnad, då sökandet efter en guidestjärna med en billigare autoguider många gånger kan vara ytterst tålamodsprövande, handlar det mera om ”point-and-shot” med en mer sofistikerad modell.

Tips: Autoguidern är fel produkt att spara pengar på. Vi garanterar att du kommer ha betydligt större utbyte av din hobby om du varje gång slipper att oroa dig över hur autoguidern kommer att fungera.

Klassiska autoguidingkameror

Den klassiska lösningen för autoguiding är en guidingkamera som kopplas till en vanlig (bärbar) dator. Datorn har mjukvaran som tolkar bilden och ger korrekturkommandon. För att förmedla korrekturkommandon till monteringen kopplas guidingkameran även till själva monteringen. Just därför behöver monteringen ha en datorstyrning då den annars i regelfallet inte skulle kunna tolka signalen som den får via kameran.

Om du tittar på de autoguiders som finns tillgängliga på marknaden kommer du att notera en avsevärd prisskillnad mellan olika modeller. Den viktigaste orsaken till denna skillnad är beroende av vilken kamerasensor man använder. Billigare autoguiders tenderar till att ha mindre känsliga chip, medan en del modeller, som t.ex. Lodestar från Starlight Xpress, har extremt känsliga chip. Med högre känslighet kan autoguidern detektera mycket svagare stjärnor vilket gör det avsevärt lättare att hitta en passande guidestjärna. Vid praktisk användning gör detta ofta stor skillnad, då sökandet efter en guidestjärna med en billigare autoguider många gånger kan vara ytterst tålamodsprövande, handlar det mera om "point-and-shoot" med en mer sofistikerad modell.

Tips: Autoguidern behöver inte alltid vara dyr. Upplösningen (antal pixlar) är inte viktig alls utan det är ljuskänsligheten som skiljer åt enklare och dyrare autoguiders. Så länge du använder ett vanligt guideteleskop kan du klara dig utan problem med enklare modeller. Men skall du använda en off axis guider måste det vara en extremt ljusstark modell som Starlight Xpress Lodestar. Vi pratar snart mer om skillnaden mellan just guideteleskop och off axis guider.

Stand-alone autoguidare

Stand-alone autoguidare gör att du inte behöver att ha med dig en dator, såvitt du inte ändå behöver en dator för din astrofotokamera. Du kan minska hur många delar du måste ha med dig och behöver sannolikt även något mindre ström. När stand-alone guidaren väl är igång fungerar den också lika bra som en klassisk autoguider.

Däremot är det just svårare att få igång den. Varje gång du sätter upp allt för att ta kort behöver du hitta rätt inställningar till autoguidaren. Balansen av teleskopet på monteringen, fel i polinställningen samt temperaturförändringar påverkar inställninarna som behövs.

Detta gäller givetvis även med klassiska autoguiders och med Wifi lösningar, men med en kritisk skillnad: stand-alone guider visar stjärnan bara som en pixel på en lågupplöst skärm. Du ser därför inte vad som händer och behöver "gissa" dig fram till rätt inställningar. Vid klassisk och Wifi autoguidning ser du bilden som kameran ser den så du får ledtrådar på vad som behöver ändras.

Autoguidning med wifi och mobiltelefon

Den nyaste autoguiding-metoden kombinerar många av fördelarna med ovanstående system: Wifi autoguidning behöver likt en stand-alone autoguider ingen dator, men det är lika lätt att göra korrekta inställningar på autoguidaren som med en klassisk autoguidare. Autoguidning med Wifi kan anses vara den bästa möjliga lösningen om du inte redan har med dig en dator.

Det behövs idag två delar för Wifi autoguidning: en kompatibel guidingkamera och en Wifi modul för att koppla kameran till din mobil eller surfplatta. Utvecklingen lär gå fort, men i skrivande stund är det framförallt ASI AIR med en passande ASI kamera som gäller.

För att autoguidaren skall göra sitt jobb måste den få en bild på en stjärna som den sedan kan följa. Autoguidaren behöver med andra ord ett teleskop som den kan titta i. Men ditt teleskop är ju redan upptaget med huvudkameran så du kan inte koppla på autoguidingkameran direkt som den är.

Här finns det två lösningar: ett guideteleskop eller en off-axis guider.

Guideteleskop

Den enklaste lösningen är att koppla autoguidaren på ett litet teleskop som monteras på huvudteleskopet. Dessa så-kallade guideteleskop behöver inte vara särskilt stora. Även mycket små guideteleskop är mycket ljusstarka - det som räknas för ljusstyrkan är f-talet, inte optikdiametern. Vi pratade om f-talet längre upp i samband med teleskopet för astrofoto. Autoguidning med modern mjukvara behöver inte mycket brännvidd för att upptäcka följningsfel i tid, därför kan guideteleskopet vara mycket litet.

Som grundregel kan spegelteleskop och refraktorer nästan alltid användas med guideteleskop. Upp till ca 1000-1200 mm i brännvidd på huvudteleskopet klarar du dig dessutom med ett litet och prisvärt 50 mm guideteleskop.

Montera guideteleskopet gör du oftast på teleskopets sökarbas. Du kan antingen plocka ner sökaren och montera guideteleskopet istället, eller du kan köpa till ett dubbelfäste som möjliggör att ha både sökaren och guideteleskopet monterade samtidigt.

Off-axis guider

En off-axis guider är ett litet optiskt tillbehör som monteras mellan din huvudkamera och ditt stora teleskop. Ett litet prisma speglar ut en liten del av synfältet 90° mot sidan där du sedan kan placera din autoguider. Jämfört med ett guideteleskop har denna metod några rejäla nackdelar. Det blir mycket trångt där framför huvudkameran. Det finns inget utrymme för en gedigen fokusmekanism till guidingkameran. Även att leta upp en lämplig guidestjärna blir mycket bökigare då du inte kan flytta autoguidaren utan att också påverka huvudkamerans position. Varför skall man då använda en off-axis guider när det är så svårt?

Användningsområde för off-axis guiding

Först och främst används en off-axis guider ihop med teleskop med en rörlig primärspegel: Edge-HD, ACF och Schmidt-Cassegrain teleskop. Problemet här är att spegeln lutar sig lite grann under sin egen vikt vilket ger en liten förskjutning av bilden. Ett guideteleskop kan inte se vad som händer i det stora teleskopet. Även om du guidar 100% perfekt så att samtliga fel i monteringen jämnas ut kan du fortfarande få avlånga stjärnor på grund av denna rörelse inne i teleskopet.

En off-axis guider som ansluts mellan teleskop och kamera använder samma bild som huvudkameran, rättare sagt en stjärna som ligger strax utanför kamerans synfält. Oavsett om felet har sitt ursprung i monteringen, i uppsättningen eller i spegelns rörelse så kan ändå autoguidaren som kopplas på en off-axis guider jämna ut samtliga fel.

Ett annat, mer sällsynt användningsområde är teleskop med för lång brännvidd. Även detta brukar vara Edge-HD, ACF eller Schmidt-Cassegrain teleskop. För att upptäcka följningsfel innan de blir synliga på bilden behöver du ett större guideteleskop som under vissa omständigheter kan vara för stort eller för tungt för monteringen.

Optiska tillbehör: komakorrektorer, fokalreducerare, field flatteners

De flesta teleskop fungerar bra för astrofoto. Däremot är teleskop vanligtvis optimerade för bästa skärpa i mitten på bildfältet. Mot kanten avtar skärpan - ju större sensorn på din kamera är desto tydligare syns det. För att motverka detta fel behövs en korrektorlins. Beroende på teleskoptyp används olika typer av korrektorlinser.

Till spegelteleskop behövs en så kallad komakorrektor. Bildfelet på spegelteleskop gör att stjärnorna mot kanten ser ut att ha svansar eller "koma". Korrektorn ser till att koman försvinner. Vissa komakorrektorer är designade för specifika f-tal på teleskopet, andra fungerar med i stort sett alla spegelteleskop.

Motsvarigheten för refraktorer är så kallade field flatteners. Refraktorns bildfel beror på att bildfältet är krökt. Eftersom sensorn är helt platt kan du inte få bästa skärpa både i mitten och på kanten. Field flattenern plattar till synfältet. I de flesta fall minskar även field flattenern teleskopets brännvidd. Därför kallas de också fokalreducerare. Genom den kortare brännvidden får du kortare exponeringstider. Skillnaden kan vara ganska rejäl då det går i kvadrat: en 0,8x fokalreducerare ger en exponeringstid på 0,8x0,8 = 0,64x av slutartiden du hade använt utan reducerare. Tar du en bild på 10 minuter är du nere på 6,4 minuter bara!

Observera att field flatteners / fokalreducerare nästan alltid är designade för en specifik refraktor respektive ett teleskop med en specifik brännvidd. Därför finns många olika modeller med flatteners till de flesta vanliga refraktorer.

Även teleskop som Schmidt-Cassegrains och Edge-HD kan utrustas med en fokalreducerare. Trots samma namn är dessa inte samma mellan refraktorer och Schmidt-Cassegrain respektive Edge-HD. Till Schmidt-Cassegrain finns några universella fokalreducerare som fungerar bra med alla olika Schmidt-Cassegrain teleskop. Till Edge-HD är det en unik fokalreducerare för varje modell.

Så kopplar du kameran och korrektorn till teleskopet

Alla korrektorlinser placeras mellan kameran och teleskopet. I spegelteleskop stoppas komakorrektorn vanligtvis direkt i teleskopets 2" okularklämma.

I refraktorer kan det vara en 2" klämma. I vissa fall går det att skruva fast fokalreduceraren direkt på fokuseraren efter man har skruvit loss okularklämman.

I Schmidt-Cassegrain och Edge-HD teleskop skruvar du fast fokalreduceraren på den stora gängan på baksidan teleskopet.

Oavsedd vilken korrektor du använder måste du alltid hålla rätt avstånd mellan kameran och korrektorn. Stämmer inte avståndet får du ingen bra skärpa. Tyvärr är det nödvändiga avståndet mycket individuellt för olika korrektorer och olika teleskop så det är inte alltid lätt att veta hur du skall ansluta allt. Dessutom vill du kanske montera något annat tillbehör som t.ex. ett filterhjul eller en off-axis guider och då blir det direkt ännu mer komplicerat. Tveka inte att be oss om personlig rådgivning så att allt garanterat blir rätt!

Nebulosafilter till deep-sky astrofoto

Ljusföroreningar är ett stort problem för astronomer. Gatuljus och annan belysning förorsakad av vår civilisation lyser i hög grad upp natthimlen och detta gäller särskilt i närheten av större städer. Också naturen har sin egen källa till ljusföroreningar: Månen.

Ljusföroreningar resulterar i en ljusare bakgrund, vilket i sin tur reducerar kontrasten mellan objektet och bakgrunden. Dessutom kan det bli så att din maximala exponeringstid begränsas för att fortfarande ha en chans att få bort en del av ljusföroreningen när du gör bildbehandlingen. Som resultat når du inte lika långt ut i rymden som annars hade varit möjligt med din kamera och ditt teleskop.

För att komma till rätta med detta problem kan du använda ett nebulosafilter. Denna filtertyp släpper endast igenom vissa våglängder och blockerar resterande del av ljuset. Då många himmelsobjekt endast avger ljus i avgränsade våglängder, så fungerar dessa filter utmärkt och ökar kontrasten markant genom att blockera den största delen av ljusföroreningen.

Smalbandfilter

Den bästa kontrastökningen får du med smalbandfilter. Dessa släpper bara en enda ljusfärg i ett så smalt område som möjligt. På gasnebulosor som just lyser i dessa specifika färger blir skillnaden som den mellan dag och natt.

Färgkameror har ett filter som sitter direkt på sensorn. Filtret är ett så-kallat RGB filter där RGB står för "rött", "grönt" och "blått". Detta filter är designat så att det sitter ett litet färgat glas över varje enskild pixel. Glaset är antingen grönt, rött eller blått, där färgerna är fördelade i ett jämnt mönster över hela sensorn i en "Bayermatris".

Det röda filtret gör att bara rött ljus kan passera. Blått eller grönt ljus blockeras av filtret. Denna pixel får alltså bara en elektrisk laddning om ljuset var rött.

Samma gäller med det gröna filtret för grönt ljus och med det blå filtret för blått ljus. Med denna information och genom att jämföra ljusstyrkan på pixlar som ligger intill varandra räknar kameran ut vilken exakt färg det har varit till en början.

De vanligaste smalbandfilter för deep-sky astrofoto är:

H-alfa / H-alpha - en mycket dominant röd spektrallinje av väte. Fungerar bra på praktiskt taget alla gasnebulosor - inte bara här "hemma" i vintergatan utan även som H-II regioner i andra galaxer. H-alfa går endast att använda fotografiskt. Observera: det finns även solfilter och solteleskop som använder sig av samma spektrallinje. Även dessa kallas H-alfa. Det är dock en helt annan teknologi som ligger bakom dessa filter och "vanliga" H-alfa filter går inte att använda för solobservation!

H-beta - en blå-grön spektrallinje av väte. Mindre dominant än H-alfa, men fungerar särskilt bra på vissa nebulosor som t.ex. hästhuvudnebulosan. Fungerar även visuellt men återigen bara på några få specifika objekt.

O-III (syre) - en blå-grön spektrallinje av syre. "III" står för "tre" i det här sammanhanget. Ett grymt mångsidigt filter då filtret även fungerar bra för visuella observationer.

S-II / Sulfur-II - en djupröd spektrallinje av svavel. "II" står för "två" i det här sammanhanget.

Tyvärr passar dessa filter inte för alla objekt utan bara på olika typer av gasnebulosor. Galaxer och stjärnhopar avger ljus i hela spektrat. Genom att filtrera bort bakgrundsljuset skulle du även i samma grad filtrera bort objektet – du förlorar ljus, men vinner heller inget i ökad kontrast. Ett visst undantag till denna regel är Hubble-paletten, se längre ner.

Det finns filter, CLS-filter, som bara blockerar en del av de våglängder som förekommer i artificiellt ljus. Detta filter har en mycket mindre effekt än nebulosafilter, men just därför fungerar de också på galaxer och stjärnhopar.

Ljusföroreningsfilter och brebandfilter

Objekt som inte lyser i specifika färger utan som avger ljus i alla färger passar alltså inte bra för smalbandfilter. Men behovet att minska ljusföroreningen uppstår givetvis ändå.

Som alternativ till smalbandfilter finns allmänna "ljusföroreningsfilter". De kan ha olika namn som "deep-sky filter", "CLS filter", "Skyglow filter" och en rad andra namn. Den exakta effekten kan vara lite olika men alla dessa filter har gemensam att majoriteten av ljuset får passera medan en del av de våglängder som är vanligast i artificiellt ljus blockeras. Du förlorar lite av objektets ljus, därför blir kontrastökningen inte lika stark som effekten av ett smalbandfilter på en gasnebulosa. Men en viss förbättring blir det ändå. Har du inte möjlighet att sätta upp teleskopet på ett särskilt mörkt ställe är dessa ljusföroreningsfilter det rimligaste alternativet för att åtminstone vinna lite kontrast.

Ljusföroreningsfilter är så pass breda att du kan använda dem nästan när som helst. Filtret fungerar även på galaxer och stjärnhopar. Många astrofotografer lämnar därför kvar filtret nästan alltid när de inte använder ett starkare filter istället.

UHC filter

Vill du uppnå en bättre kontrastökning än vad du kan göra med ljusföroreningsfilter skall du titta på UHC filter. Dessa "Ultra-High Contrast" filter är ett mellanting mellan smalband- och bredbandfilter. Främst används dessa när kameran inte är tillräckligt ljusstarkt för att fungera bra med smalbandfilter. Vid nebulosor får du en väsentlig kontrastökning utan att exponeringstiden blir lika lång som med smalbandfilter.

UHC är förresten också ett toppenfilter för visuellt bruk. Kontrastökningen är mycket stor, men en del av stjärnorna släpps genom filtren ändå så att helhetsintrycket ibland kan vara snyggare än i det starkare alternativet, O-III.

Färgfilter för deep-sky astrofoto med en monokromkamera

När du väljer en CCD eller CMOS kamera för astrofotografering i toppnivå är frågan om du skall köra med en färgkamera (dvs en kamera som direkt spottar ut bilder med färg) eller en monokromkamera (dvs en kamera som i början bara ger dig en svartvit bild.)

Man kan ju kanske undra varför man skulle göra det. Är det inte onödigt krångligt? Krångligt kanske, i alla fall i början. Men onödigt säkert inte, du får stora fördelar och en enastående flexibilitet med en monokromkamera. För att förstå detta behöver vi dyka lite djupare i hur kameror fungerar.

Sensorn - kamerans "näthinna"

Sensorn i kameran består av tusentals eller miljontals pixlar. Under en pågående exponering hamnar ljuset som teleskopet samlar in på sensorn. När en foton träffar på en av pixlarna uppstår en elektrisk laddning som kameran sparar tills exponeringen är avslutat. När exponeringen är klar läser kameran ut hur mycket elektrisk laddning som sitter i varje pixel. Varje pixel ser en liten del av himlen. Men alla pixlar gemensamma visar bilden på en större yta.

Mer laddning betyder att fler fotoner har träffat denna pixel, det vill säga att detta lilla område som pixeln "ansvarar för" var ljusare. Mindre laddning betyder alltså att det var mörkare. Ingen laddning alls betyder inget ljus, resultatet skall då vara svart. Men det finns ett problem: kameran kan bara tolka hur mycket ljus det var, inte vilken färg det var!

RGB färgfilter i kameran

Det röda filtret gör att bara rött ljus kan passera. Blått eller grönt ljus blockeras av filtret. Denna pixel får alltså bara en elektrisk laddning om ljuset var rött.

Färgfoto med en monokromkamera

En monokromkamera har inte något RGB färgfilter över sensorn. Tar du en bild kan du därför inte få ut någon information om vilken färg varje pixel borde vara, så det går bara att skapa svart-vita bilder.

Vill man skapa färgbilder med en monokromkamera görs det genom att ta flera bilder med fyra olika filters: R-filter för den röda kanalen, G-filter för den gröna kanalen, B-filter för den blå kanalen och ett L-filter (luminansfilter) för att få information om den samlade ljusstyrkan på varje pixel, oavsedd färg. Vid efterföljande bildbehandling kan du sedan kombinera dessa olika bilder till en enda färgbild: för varje pixel får du ett värde för hur mycket rött ljus det var (R-filter), hur mycket grönt ljus (G-filter), hur mycket blått ljus (B-filter) samt hur mycket ljus allt sammanlagt (L-filter). På så vis kan bildbehandlingsprogrammet generera en färgbild.

Men varför använder man en monokromkamera om det är så mycket krångligare?

Det finns flera stora fördelar som gör att du kan få de i särklass bästa bilderna med en monokromkamera. Först och främst får du mycket mer flexibilitet. Förutom RGB färgfilter kan du även välja att använda nebulosafilter för att boosta kontrasten. Du har också bättre möjligheter att bildbehandla varje kanal separat, innan de kombineras till en enda bild.

En annan stor fördel är att du använder varje pixel för varje färg. I en färgkamera var det ju så att varje pixel antingen har ett R, G eller B filter över sig. R-pixlarna kommer alltså aldrig att se det gröna eller blå ljuset, G-pixlarna ser aldrig rött eller blått och så vidare. Upplösningen i kameran är alltså i verkligheten sämre än avståndet mellan pixlarna eftersom inte varje pixel används för varje färg. I motsats till detta ser varje pixel i en monokromkamera ljuset som passerar genom färgfiltret. Snarare än en bild där bara hälften eller en kvart av pixlarna ser respektive färg får du flera bilder där verkligen alla pixlar används fullt. Resultatet blir totalt mer ljus som samlas in och fler detaljer som blir synliga.

Det går att använda nebulosafilter med en färgkamera, men det är lite problematiskt: använder du exempelvis ett O-III filter kommer bara de gröna och blå pixlar att få något ljus. De röda pixlarna får inget ljus alls. Återigen innebär det att upplösningen blir sämre och att du totalt samlar in mindre ljus.

Monokromkamerorna däremot fungerar utmärkt med alla typer av nebulosafilter. I vissa fall kan du ersätta luminansfiltret (L-filtret) med ett nebulosafilter. Lämpliga filter för detta ändamål är vanliga ljusföroreningsfilter och Baader UHC-S filter. Jämfört med det vanliga L-filtret får du mindre ljusförorening och därför bättre kontrast. Smalbandfilter kan du antingen använda utöver vanliga L-filters för att öka kontrasten i en av färgkanalerna, eller du kan kombinera flera olika smalbandfilter till den så kallade Hubble-paletten.

Intressant variant av LRGB: Hubble-paletten

I stället för R, G och B kan du använda smalbandsfiltren H-alfa, H-beta, O-III och S-II, som ersättning för de ordinarie färgkanalerna. Var och ett av dessa filter ger en avsevärt förbättrad kontrast, vilket ger en slutbild ovanligt rik på detaljer och kontrast. Bildbehandlingen skiljer sig en del från vanligt LRGB-foto och bilderna framträder heller inte i sina naturliga färger, men effekten är häpnadsväckande.

Grundläggande kan du använda Hubble-paletten även med färgkameror, men för att få ut det mesta är det klart bättre om du använder en monokromkamera.

Filterhjul och filterkassetter

Vilket framgår av ovanstående, så används filter ofta inom astrofoto. För varje färdigt astrofoto måste du skifta filter ett flertal gånger. Naturligtvis är det inte praktiskt att ta bort kameran, ta bort filtret, installera ett nytt filter och montera tillbaka kameran på sin plats, varje gång du vill byta filter. I stället används ett filterhjul eller en filterkassett. Dessa tillbehör möjliggör filterbyten utan att behöva avlägsna någon utrustning.

Fördelar med filterhjul:

Samtliga filter är monterade inne i filterhjul och väl skyddade från smuts och dagg.
Med ett motoriserat filterhjul kan du kontrollera allt från din dator. Du kan även förprogrammera en hel fotosession, d.v.s. datorn styr både kamera och filterhjul och tar automatiskt en serie bilder med förvald exponeringstid för varje filter.

Fördelar med filterkassetter:

Mycket lätt och kompakt.
Behöver lite mindre optisk längd vilket gör att du ibland får plats med en filterkassett mellan kamera och korrektor där du inte hade fått plats med ett filterhjul.
Ingen begränsning i vilka och hur många filter du kan använda. De flesta filterhjul är begränsade till 5 x 2" eller 7-9 x 1,25" filter. I filterkassetter kan du använda en blandning av olika storlekar om du önskar, och du kan använda ett obegränsat antal olika filters.

Få bästa skärpan: Fokuseringshjälpmedel

Även med en perfekt utrustning - teleskop, kamera, montering, autoguiding - finns det fortfarande en stor tröskel för att få perfekta astrobilder: fokuseringen. På dagtid är det förhållandevis lätt att se när du har bästa skärpa. Du justerar bara tills det ser skarpt ut och oftast är det också det. Eller du förlitar dig på en autofokus som också fungerar mycket bra på dagtid.

På nattetid är det tyvärr mycket svårare att göra det hela. En klassisk autofokuslösning finns inte, du måste alltså ställa in skärpan manuellt. När du kollar i kamerans sökare är det bara få stjärnor som du kan se. Men även om du kollar bilden på din dator är det inte lätt att bedöma när du verkligen har nått den perfekta skärpan. Seeing (värmedallret i luften) gör att det inte är självklart om du har fokuserat rätt. Ihop med den långa brännvidden som ställer särskilt höga krav på att fokusen verkligen blir helt rätt är det nästintill omöjligt att verkligen veta när du är i mål.

Att hitta perfekt fokus är därför ofta frågan om ”trial and error” där du tar en serie exponeringar med några sekunders mellanrum och sedan kontrollerar dem i full upplösning på din dataskärm. Mellan bilderna gör du mycket små justeringar på fokusen och när du jämför bilderna kan du se om skärpan har blivit bättre eller sämre. Proceduren upprepas tills du är nöjd med resultatet.

Denna metod är både tidskrävande och tålamodsprövande. Vi rekommenderar ändå att du tar den tid som behövs. Skillnaden på den slutgiltiga bilden kan vara häpnadsväckande. För att underlätta proceduren finns några hjälpmedel:

Mjukvara för fokusering snabbar upp processen avsevärt och ger mycket stor noggrannhet. Din dator analyserar bilden och berättar hur bra skärpan är. När du får det bästa värdet för skärpan vet du att du har hamnat rätt. Har du dessutom en datorstyrd motorfokuserare kan du till och med få tillgång till autofokus och slipper på så vis att utföra de mycket små rörelserna i fokuseraren som behövs.

Fokusmasker placeras framför teleskopets öppning. Du fotograferar en stjärna och kommer att se ett så kallat diffraktionsmönster som du kan se på dina exponeringar. Formen på mönstret ändras i takt med att du ändrar fokus. På Bahtinovmasker ser du fyra diffraktionsspikar i form av ett X. Utöver X:et ser du en till linje som rör sig när du ändrar på skärpan. När denna linje går rakt genom mitten på X:et är du i fokus.

Så ansluter du din kamera: Adaptrar för astrofoto

Inom astrofotografering har du möjlighet att använda en uppsjö med olika teleskop, kameror, filters, korrektorlinser med mera. Tack och lov använder nästan alla tillverkare ett fåtal standarder. Det är inte som med vanliga kameror där varje märke har sina egna anslutningar som inte är kompabila med andra tillverkares kameror eller objektiv.

Men av tekniska själ finns ändå flera olika storlekar. De vanligaste är:

2" och 1,25" klämfästen där den ena delen har en klämma och den andra delen har en instickshylsa som passar till klämman.
T2 gänga - denna gänga har länge varit standarden och används fortfarande flitigt. Det är en metrisk gänga med 42 mm diameter, den tekniska specifikationen heter M42x0,75. Man försöker att gå via T2 när det går. Anledningen att avvika från T2 som standard kan vara om kamerans sensor är för stort så att adaptern skulle bli en flaskhals som vinjetterar bilden.
2" filtergänga - det större alternativet när inte T2 räcker till. Tekniskt heter den M48x0,75. Innerdiametern är 6 mm större än på T2 så du kan få ett större belyst synfält.
SC gänga - även denna heter egentligen 2" gänga (närmare bestämd UNC 2"-24), men vi undviker denna namn för att undvika att det förväxlas med 2" filtergängan. Denna gänga förekommer på Schmidt-Cassegrain och Edge-HD teleskop samt korrektorlinser och adapters som är designade för dessa.

Förutom anslutningsmåttet är det oftast även avståndet som måste stämma, särskilt om du skall använda en komakorrektor, fokalreducerare eller dylikt. Även fast det bara är några få standarder blir det på så vis nästintill oändliga möjligheter att kombinera allt och det kan vara grymt svårt att veta vad man skall ha. Tveka därför inte att kontakta oss om du behöver hjälp hitta de adaptrar som passar just din utrustning!

Läs mer om adaptrar, hur du kan tolka de olika måttangivelser och vilka fallgropar som finns.

Det vi beskrivit hittills har handlat om utrustning och hur du tar dina bilder. Då exponeringarna är klara har du fortfarande halva jobbet framför dig: Bildbehandlingen. Detta omfattar allt från att ändra kontrast, skärpa och färg, samt kombinera LRGB-bilderna till en enda färgbild. För att få ut ett maximum av detaljer från din bild finns en massa olika trix att ta till och du kan spendera allt från några minuter till dagar för att få det hela perfekt.

Det finns många websidor och mycket litteratur som rör bildbehandling. Ett utav de bästa sätten att lära sig bildbehandlingens svåra konst är att lära från andra erfarna astrofotografer. Hör gärna med din närmaste astronomiförening om det finns någon aktiv fotograf som är villig att dela sin kunskap med dig.

Bildbehandling

Det finns åtskilliga utmärkta bildbehandlingsprogram du kan använda, t.ex. Photoshop, Maxim DL och Astroart, bara för att nämna några. Vilken du väljer har med din egen ”personliga smak” att göra och vad du kanske redan är bekant med. För ytterligare tips om bildbehandling, lämpliga mjukvara, samt andra aspekter på astrofoto, kolla till exempel boken Introduction to Digital Astrophotography.