Sonstige Filter für Planeten, Mond, Doppelsterne, Galaxien

 

Das Filterhandbuch von B+W Schneider-Kreuznach aus dem Jahr 1997 betont: „Einmal angeschaffte Spezialfilter müssen nicht unbedingt ihrem ursprünglichen Verwendungszweck allein vorbehalten bleiben.“ Dies ist ein wunderbar treffendes Motto für unsere gesamte Rubrik „Filterexperimente“. In diesem Geiste will ich hier "sonstige" Filtertypen ausprobieren und vorstellen, die ursprünglich von ihren Herstellern für fotografische Anwendungen - teils astronomisch, teils in der prädigitalen Schwarzweiß- und Farbfotografie - entwickelt wurden, jedoch eine Nützlichkeit in der visuellen Astronomie gezeigt haben oder erhoffen lassen.

 

In den Rubriken H-Beta und [OIII] geht es um die Beobachtung von galaktischen Emissionsnebeln. In der Rubrik Blaufilter geht es vor allem um Reflexionsnebel. In der vorliegenden Rubrik Sonstiges geht es vor allem um Planeten, Mond und Doppelsterne.

 

UV Filter und Luminanzfilter

Es ist sinnig den Auftakt mit dem minimal-invasiven UV Filter, genauer UV Sperrfilter, zu machen. Die Hersteller solcher Filter betonen, dass sie auf dem Kameraobjektiv als Schutzglas verbleiben können, da sie das Bild nicht verändern würden. Dies dürfte auch visuell der Fall sein sofern der Filter das UV-Licht erst bei Wellenlängen unterhalb von 380nm sperrt, also dort, wo das menschliche Auge nichts mehr wahrnimmt. Wie sieht es aber aus, wenn der Filter auch einen Teil des violetten Lichts oberhalb von 400nm sperrt, das sehr wohl einen visuellen Eindruck hinterlässt? 

 

Manche Luminanzfilter aus der CCD/CMOS-Astrofotografie sperren ebenfalls einen Teil des violetten Lichts (definiert als Licht mit Wellenlängen zwischen 400nm und 420nm). Die Luftunruhe wirkt sich besonders im Violetten aus. Könnten  solche Filter folglich in der Hochvergrößerung bei der Planetenbeobachtung eine Bildberuhigung liefern? 

 

Links sind die Transmissionskurven des Astronomik UV-IR-Blockers L-1 bis L-3 zu sehen. Diese sind Luminanzfilter für die CCD-Fotografie. Der L-3 ist von besonderem Interesse für die visuelle Nutzung, da seine Transmissionskurve bei 420nm mit sehr steiler Flanke nicht nur das UV-Licht, sondern auch das violette Licht blockt.

 

In der Mitte ist die Kurve des Baader CMOS UV/IR Cut L-Filters. Dieser hat ebenfalls ein Transmissionsfenster von 420nm bis 685nm. 

 

Rechts ist die Transmissionskurve des Zeiss T* UV Filters abgebildet, die eine sehr steile Flanke bei ca. 410 nm aufweist, womit das UV-Licht vollständig sowie – für die visuelle Beobachtung relevant – das Violette teilweise blockiert wird. Den Herstellerangaben nach hat der Filter zwischen 410nm und 700nm eine nahezu konstante Transmission von fast 100%.

Der Zeiss T* UV Filter hat den praktischen Vorteil, dass er in Schraubfassungen bis 95mm verfügbar ist. Damit können Spektive oder Ferngläser die keine okularseitige Filterung zulassen objektivseitig gefiltert werden. Auf dem Foto sind hinten links zwei Exemplare in 77mm-Fassung zu sehen.

 

Weder 48mm (2-Zoll) noch 28,5mm (1,25-Zoll) Fassungen sind erhältlich, doch mit einem Step-Down Ring von 48 auf 43mm oder von 48 auf 46mm versehen, wird ein Filter in 43mm oder 46mm Fassung auf 2 Zoll adaptiert, wie hinten rechts auf dem Foto zu sehen.

 

Im Vordergrund sind links ein Astronomik UV-IR-Blocker L-3 Filter in 1,25 Zoll und rechts ein Baader CMOS Luminanzfilter in 2 Zoll zu sehen. Die grünliche Färbung ist damit zu erklären, dass es sich um Interferenzfilter handelt, deren Wirkung auf Reflexion beruht. Im schrägen Winkel angeschaut, produzieren Interferenzfilter starke Reflexionen, die sich nicht mit der Farbwirkung beim senkrechten Durchschauen decken.

 


Am 9. Oktober 2022 erprobte ich die Wirkung des Zeiss T* UV Filters mit einem 70mm "Semi-Apo" Fernglas bei 80x (90°-Einblick und Wechselokulare) an Saturn. Die Filter in 77mm Schraubfassung wurden über den Objektiven platziert. Die Transparenz war gut, das Seeing mittelgut. Der Vollmond stand ca. 50° östlich im Sternbild Pisces. Saturn, sieben Wochen nach seiner Opposition (14. August) mit einem Scheibendurchmesser von 18 Bogensekunden, stand ca. 25° über dem Horizont.

Bild rechts: Saturn am 09.10.2022, Simulation durch Stellarium-Software. Die Monde Dione und Tethys wurden nicht gesehen. Die Punkte dicht nördlich von Saturn sowie östlich von seinen Ringen sind weitere Monde, für deren Sichtung wesentlich mehr Öffnung und Vergrößerung nötig gewesen wären.

Ungefiltert war der Schattenwurf der Ringe auf dem Planeten als hauchfeiner Strich zu erkennen. Der Schattenwurf des Planeten auf die hinteren Ringe war schwierig zu halten, die Überstrahlung durch den Planeten ein Problem. Die Bauchbinde war zu sehen. Titan (8m6 hell) war klar zu sehen, Iapetus (10m1) und Rhea (10m0) blickweise. Ohne Vollmond wären diese Saturnmonde bei 80x kein Problem, doch der aufgehellter Himmel verschluckte sie fast.

 

Mit Zeiss T* UV Filter auf beiden Objektiven des Fernglases erschien die Eigenfarbe des Planeten "satter", genauer kann ich es nicht beschreiben. Die Schattenwürfe zeigten sich ähnlich wie ungefiltert. Die Bauchbinde erschien deutlicher, mit wesentlich klarerer Abgrenzung zum dunkleren, nördlichen Bereich der Planetenscheibe. Ich stellte einen erheblichen Gewinn des Filters bei diesen feinen Schattierungen auf der Planetenoberfläche fest. Bemerkenswert war auch der Zugewinn bei den Monden Titan, Iapetus und Rhea, die alle mit Filter wesentlich klarer hervortraten als ungefiltert. 

Dies ist ein Foto von Saturn vom 21. September 2022. Es zeigt gut die erwähnten Merkmale: den Schattenwurf der Ringe auf den Planeten (vorne), den Schattenwurf des Planeten auf die Ringe (hinten links), die helle Bauchbinde, den Hell-Dunkel-Übergang am Nordrand der Bauchbinde. Für die visuelle Sichtung der Cassini-Teilung wären mehr Öffnung und beste Luftruhe nötig gewesen.

 

 

Bildautor: Nutzer "komposer" auf Astronomie.de, Bildnutzung mit freundlicher Genehmigung

In den folgenden Wochen habe ich Saturn wiederholt mit einem farbreinen 70mm Fluorit-Teleskop bei 80x mit dem selben Okular und Filter beobachtet. Mit diesem Apochromaten waren der Gewinn des Zeiss T* UV Filters bei den Schattenwürfen etwas stärker als beim "Semi-Apo" Fernglas und der Gewinn bei den Kontrasten auf der Planetenoberfläche weiterhin erheblich.


Ebenfalls am 9. Oktober 2022 richtete ich das 70mm "Semi-Apo" Fernglas bei 80x auf Jupiter, die Planetenscheibe satte 49" gross zwei Wochen nach Opposition (26. September).  

Bild rechts: Jupiter am 09.10.2022, Simulation durch Stellarium Software. An linken Rand des Bildes ist der Hintergrundstern zu sehen, der im Beobachtungsbericht erwähnt wird. Er heisst HD 473, hat eine visuelle Helligkeit von exakt 10m0 und ergänzte die Mondreihe in sehr hübscher Weise.

Ungefiltert stand ein recht deutlicher violetter Saum um den Planeten. Auch um die Monde waren Säume zu sehen, sehr schwach violett. NEB (North Equatorial Band) deutlich. SEB (South Equatorial Band) schwach, und schien am Westrand des Planeten (bzw., an unserem Himmel betrachet, am östlichen Rand) etwa 10" vor dem Scheibenrand aufzuhören.

 

Mit Zeiss T* UV Filter auf beiden Objektiven des Fernglases war der violetter Saum um Jupiter leicht reduziert, die Säume um die Monde komplett weg. NEB und SEB ein Hauch kontrastreicher. Kein GRS (Great Red Spot - Grosser Roter Fleck) gesehen. Alle vier Monde wesentlich kompakter als ungefiltert. Ein 10-Mag Hintergrundstern wurde sofort augenfällig, der  ungefiltert nicht aufgefallen war.


FL-Day Filter

Die linke Grafik zeigt die Transmissionskurven von einigen Spezialfiltern des Herstellers B+W.  In  rosa ist die Kurve des Typs 499 F-Day zu sehen. F steht für fluorescent lamp (Leuchstoffröhre), Day meint daylight (Tageslicht). Er ist ein Korrekturfilter für die Fotografie unter Leuchstoffröhren mit Tageslichtspektrum. Er senkt die Transmission im Grünen ab um dem Grünstich solcher Lampen entgegen zu wirken. Die Farbwirkung am Okular kann als Magenta bezeichnet werden. 

 

Die rechte Grafik zeigt die Kurve des Konkurrenzproduktes von Hoya, der seinen Filter "FL-DAY" nannte. Hoya hatte auch für Weisslicht-Leuchtstoffröhren einen solchen Korrekturfilter namens FL-W im Programm (W meint white). 

 

Unter Planetenbeobachtern war der FL-D als universeller Marsfilter bekannt, er scheint jedoch in Vergessenheit geraten zu sein. Mit "universell" ist gemeint, dass eine Vielzahl der beobachtbaren Details auf der Marsoberfläche, die von jeweils spezieller Filterung profitieren, durch den FL-D Filter gleichzeitig beser sichtbar werden. Dies ist der gleichzeitigen Kontrastanhebung von Blau und Rot zuzuschreiben. Auch für die Beobachtung des Jupiters und unseres Mondes wird Positives über den FL-D Filter berichtet. Ich habe daher vor, diesen Filtertyp eingehend an den Planeten erproben.

 

Hinten links: B+W FL-D (so steht es auf der Fassung, nicht, wie an der Transmissionskurve, F-Day) in 77mm Schraubfassung.

 

Hinten rechts: Hoya FL-DAY in 77mm Fassung. Eine leichte Rotlastigkeit ist zu erkennen, wie die Transmissionkurve (siehe oben) sie auch erwarten lässt.

 

Vorne links: B+W FL-D  in 46mm Fassung, in einen 48-46mm Step-down Ring geschraubt und so auf 2 Zoll adaptiert.

 

Vorne rechts: Hoya FL-W in 46mm Fassung, ebenfalls in einen 48-46mm Step-down Ring geschraubt und so auf 2 Zoll adaptiert.

 

 

 


Zunächst berichte ich über eine ungewöhnliche Anwendung - die Sonne! Wenn die Tage kälter werden ist es ist eine besondere Freude, einen kurzen Blick auf unsere Sonne im Weisslicht zu werfen und sich dabei den Pelz wärmen zu lassen. So richtete ich bei guter Himmelstransparenz am 4. Oktober 2022 um 15 Uhr ein 20x60 Fernglas auf unseren Tagesstern. IDAS Glas-Sonnenfilter in 52mm Schraubgewinde vor den Objektiven blendeten die freie Öffnung auf 47mm ab. 

Bild rechts: Ansicht der Sonne am 04.10.2022 auf spaceweather.com

 

Die Sonne bot eine beeindruckende Schau mit sieben aktiven Regionen (AR). Wer nebenstehendes Bild auf dem Monitor mit 15cm Größe anzeigen lässt und es aus 50cm Abstand betrachtet bekommt einen guten Eindruck des mit IDAS Glas-Sonnenfilter gesehenen Detailgrads bei 20x und 47mm Öffnung.

 

Dutzende von Einzelflecken waren in AR 3112/3116 am nordwestlichen Sonnenrand zu sehen. Der östlicher Teil von AR 3117 links-unterhalb der Sonnenmitte war in zwei Punkte aufgelöst. Die Randverdunkelung (nicht auf dem Bild gezeigt!) war nur mit Schwierigkeit zu erkennen.

Der IDAS Glas-Sonnenfilter erzeugte einen charakteristischen zarten Grünstich. Diese fast neutrale Bildfärbung bevorzuge ich persönlich gegenüber dem stark gelb eingefärbten Bild  von anderen Glas-Sonnenfiltern.

 

Nun schraubte ich B+W KR 1,5 Skylight Filter (für deren Transmissionskurve siehe unsere Rubrik Nomenklatur, Abschnitt "Farbkonversion") zwischen die Objektive und die IDAS Sonnenfilter. Die Randverdunkelung wurde damit deutlich, wodurch die Sonnenkugel plastischer erschien. Die Fackelgebiete (wie "Narben" auf der Sonnenoberfläche erscheinend) in und westlich von AR 3112/3116 wurden sehr gut erkennbar. Andererseits verlor das Bild mit diesem Filter-Stacking ein wenig an Schärfe. Der östlicher Teil von AR 3117 war nicht mehr aufgelöst. Farbeindruck: ein sehr zartes Eierschalengelb.

 

Als dritte Variante schraubte ich B+W FL-D Filter zwischen die Objektive und die IDAS Filter. Die Randverdunkelung und auch die Wahrnehmung der Fackelgebiete in und westlich von AR 3112/3116 waren genau so deutlich wie zuvor mit KR 1,5 + IDAS. Ein kaum wahrnehmbarer Schärfeverlust trat auf, der östlicher Teil von AR 3117 blieb ähnlich gut aufgelöst wie mit IDAS allein. Farbeindruck: praktisch neutral.

 

Trotz des minimalen Schärfeverlustes gegenüber IDAS allein empfand ich das Bild mit B+W FL-D Filter plus IDAS Glas-Weisslichtfilter gestackt ästhetischer wegen seiner räumlichen Tiefe (Randverdunkelung, zunehmende Deutlichkeit der Fackelgebiete zum Rand hin), neutralen Farbtönung (die leichte Unterdrückung des Grünen druch den FL-D hebt die Grünlastigkeit des IDAS auf) und hoher Schärfe.

 

Eine weitere Erkenntnis dieses kleinen Experiments war, dass im Laufe der Beobachtung beim wiederholten Filterwechsel immer feinere Details an der Sonne erkennbar wurden. Ich hatte den deutlichen Eindruck, dass dies nicht etwa der Dauer der Beobachtung zuzuschreiben war, sondern vielmehr daran lag, dass der wiederholter Wechsel der Helligkeit, Schärfe und Färbung des Bildes meinen Wahrnehmungsapparat anregte. 

Die drei Filtertypen, die an dem Stacking-Experiment an der Sonne beteiligt waren.

 

Links: B+W KR 1,5 Skylight in 77mm Schraubfassung.

 

Mitte: B+W 499 FL-D in 77mm Schraubfassung.

 

Rechts: Der IDAS Sonnenfilter in 52mm Schraubfassung wird mittels Step-Down Ring an 77mm adaptiert.

 

 


Am 9. Oktober 2022 richtete ich ein 70mm "Semi-Apo" Fernglas bei 80x auf Jupiter, die Planetenscheibe satte 49" gross zwei Wochen nach Opposition (26. September).  

Bild rechts: Jupiter am 09.10.2022, Simulation durch Stellarium Software. An linken Rand des Bildes ist der Hintergrundstern zu sehen, der im Beobachtungsbericht erwähnt wird. Er heisst HD 473, hat eine visuelle Helligkeit von exakt 10m0 und ergänzte die Mondreihe in sehr hübscher Weise.

Ungefiltert stand ein recht deutlicher violetter Saum um den Planeten. Auch um die Monde waren Säume zu sehen, sehr schwach violett. NEB (North Equatorial Band) deutlich. SEB (South Equatorial Band) schwach, und schien am Westrand des Planeten (bzw., an unserem Himmel betrachet, am östlichen Rand) etwa 10" vor dem Scheibenrand aufzuhören.

 

Mit B+W FL-D Filter auf beiden Objektiven des Fernglases war der violetter Saum um Jupiter komplett weg. NEB und SEB wesentlich kontrastreicher als ungefiltert. Der GRS (Great Red Spot - Grosser Roter Fleck) trat ein wenig abgesetzt vom SEB in Erscheinung. Die Helligkeiten der vier Monde waren derart fein differenziert (im Gegensatz zur etwas aufgeblähten  Darstellung der Monde ohne Filter), dass ich sie leicht an ihren relativen Helligkeiten identifizieren konnte. Der 10-Mag Hintergrundstern, der ungefiltert unscheinbar aber sichtbar war, war mit dem Filter weg.

Insgesamt lieferte der B+W FL-D Filter auf der Planetenoberfläche einen bedeutenden Gewinn, insbesondere die Sichtung des Grossen Roten Flecks, der ungefiltert nicht auszumachen war. Auch die kompaktere Darstellung der Monde war ein Gewinn, der wohl vor allem der Eliminierung des violetten Saums zuzuschreiben ist. Als Verlust ist die Reduzierung der Grenzgröße von Hintergrundsternen zu nennen.

 

Ich testete zeitgleich den Zeiss T* UV Filter am Jupiter - siehe Bericht dazu weiter oben im Abschnitt "UV Filter und Luminanzfilter". Auf der Planetenoberfläche war der B+W FL-D Filter sehr im Vorteil im Vergleich zum UV Filter. Bei den Monden lieferte der Zeiss UV Filter ein kompakteres Bild als ungefiltert, der B+W FL-D Filter einen zusätzlichen Gewinn. Bei Hintergrundsternen brachte der Zeiss UV Filter einen bemerkenswerten Gewinn,  der B+W FL-D Filter einen Verlust. 

 

Im Ergebnis ist zu sagen, dass wenn es um Details auf der Jupiteroberfläche geht der B+W FL-D Filter als klarer Sieger dieses Vergleichs hervorgeht. Steht jedoch die Einbettung des Planeten in seine Umgebung im Vordergrund, etwa bei der Begegnung des Jupiters mit Sterngruppen oder Sternhaufen, wird ein Blick mit dem Zeiss T* UV Filter nicht schaden.