24. August 2016 von Reiner Ugele

Milchstraße

Die Milchstraße fotografieren

Die Milchstraße, mit den eigenen Augen von der Erde aus zu sehen, ist immer ein sehr faszinierendes Erlebnis. Wenn man einmal die ganzen Bildern von den verschiedenen Weltraumagenturen, Astronomen und Fotografen betrachtet, so verspürt man als Fotograf doch den gewissen Ehrgeiz, diese selbst einmal zu fotografieren. Aber um es gleich einmal vorweg zu nehmen, damit keine langen Gesichter entstehen: Man braucht wirklich einen sehr dunklen Ort. Einer der nahe in Richtung Äquator liegt, weit weg von jeglicher Zivilisation. Nur so sieht man bzw. kann man die  Milchstraße mit ihrem Zentrum am besten fotografieren.

Allgemeines über die Milchstraße

Die Milchstraße ist, wie ja jeder weiß, unsere Heimatgalaxie in der unser Sonnensystem existiert und natürlich auch wir auf der Erde. Der Name „Milchstraße“ resultiert daraus, dass man auf der Erde diese als eine Art weißer milchiger Streifen (auch Band genannt) gesehen hat. Dieser verläuft wie eine Straße über das Firmament und so kam es wohl zu dieser Namensgebung. Heute weiß man, dass die Milchstraße aus unzähligen Sternen und Materie (Staub) Wolken besteht. Diese ergeben dann die typische charakteristische Eigenschaft, die wir hier auf der Erde beobachten können.

Nach heutige Schätzungen besteht unsere Milchstraßen-Galaxie zwischen 100 bis 300 Milliarden Sternen; nur um es einmal zu verdeutlichen. Mit Sternen werden solche Himmelskörper bezeichnet, die wie unsere Sonne sind. Ein Zentralgestirn oder auch mehrere, um die noch Planeten kreisen. Also kann man sich das selber ausrechnen, wie viele Planeten es dann zusätzlich zu den Milliarden Sonnen gibt. Würde man dann noch die Anzahl der vorhanden Galaxien im Universum dazu zählen, so würde man auf eine unfassbare Menge kommen, die jegliche Vorstellungskraft sprengt.

Unsere Milchstraße besitzt einen ungefähren Durchmesser von 100.000 bis 120.000 Lichtjahren. 1 Lichtjahr entspricht dabei 9,5 Billionen km. Im Vergleich: würde man die Erde 1 mal umrunden, müsste man 40.075 km zurücklegen. Jetzt muss man nicht unbedingt das Mathegenie sein, um zu schätzen, wie lange man brauchen würde, einmal vom einem Ende zum anderen Ende der Milchstraße zu gelangen. Natürlich mit unseren konventionellen technischen Methoden bzw. Antriebe, die wir aktuell in der Raumfahrt besitzen.

Es wird also noch eine sehr große technische Herausforderung sein, bis die Menschheit diese weiten Strecken im Weltall zurücklegen kann. Daher bleibt uns leider nur der beschränkte Blick auf einen Teil der Arme und das Zentrum unserer, zu dem Typ Balkenspirale gehörende, Milchstraße.

Die Sicht auf die Milchstraße hier in Deutschland

 

Die Milchstraße als Panorama Aufnahme
Die Milchstraße als Panorama Aufnahme

Man kann eigentlich sagen, dass Jahr für Jahr die Sicht auf die Milchstraße immer schlechter wird. Grund dafür ist die hohe Luftverschmutzung, die in der Atmosphäre wie eine Dunstglocke über uns hängt. Dadurch wird das einfallende Licht gedämpft und man sieht allgemein immer weniger die Sterne. Selbst bei einer sternenklaren Nacht ist es heute noch schwierig, Sterne zu sehen. Aber auch die Hintergrundstrahlung, wie die Wärmestrahlung (auch Lichtverschmutzung genannt) von Städten, trüben die Sicht im Nachthimmel. Diese nehmen durch den stetigen Wachstum der Bevölkerung und der Industrie immer mehr zu.

Hier in Deutschland ist es recht schwer geworden, einen richtigen Ort zu finden, wo es richtig dunkel ist. Dies kann man selbst einmal testen. Versucht doch einmal in einer großen Stadt in den Himmel zu schauen und dann fahrt einmal weiter außerhalb auf das Land und schaut ebenfalls in den Himmel. Denn erst dann wird man sich dieser Problematik der Luft- und Lichtverschmutzung recht bewusst.

Ein weiterer Faktor, der uns so zusagen die perfekte Sicht auf die Milchstraße verdirbt, ist der interstellare Staub. Also die Materie-Wolken im Weltall, die ebenso viel Licht schlucken. Daher kommt vom Zentrum selbst wenig Licht bei uns an. Aus diesen Gründen ist es heutzutage nahezu kaum mehr möglich, sie mit bloßem Auge beobachten zu können.

Die ganze Milchstraße bzw. der für uns sichtbare Teil sieht man auf unserem Breitengrad nicht. Man müsste schon nahe am Äquator sein um wenigstens den größten Teil der Milchstraße sehen zu können. Die gesamte Galaxie, wie es zum Beispiel bei der Andromeda-Galaxie der Fall ist, können wir nicht sehen. Um dies zu sehen, müssten man den interstellaren Raum (der Raum in den Galaxien) verlassen und sich in den intergalaktischen Raum positionieren. Wie wir ja wissen, geht dieses leider noch nicht. Aus diesem Grund müssen wir uns wieder mit dem begnügen, was momentan möglich ist. Was wir sehen ist der helle lange Balken, also der Bereich der das Zentrum darstellt und Ausschnitte von Seitenarmen der Galaxie.

Den besten Blick hier in Deutschland auf die Milchstraße bekommt man in den Monaten Juli und August. Je weiter südlicher man sich in Deutschland befindet, desto mehr Chancen hat man, das Zentrum gut sehen zu können.

Was man für das Fotografieren der Milchstraße wissen sollte

Die Milchstraße in Richtung südlicher Horizont
Die Milchstraße in Richtung südlicher Horizont

Das erste, was man braucht, ist etwas Glück. Wie so oft in der Fotografie ist dies auch ein gewisser Faktor, der einfach dazu gehört. Denn das Wetter kann doch oftmals sehr unberechenbar sein. Der Sommer verspricht nicht immer nur sternenklare Nächte, also wolkenfreier Himmel bei Neumond. Selbst ein paar kleine Schleierwolken können bei einer Langzeitbelichtung zu etwas unschönen Aufnahmen führen.

Wenn man die Milchstraße fotografieren möchte, so braucht es eine sternenklare Nacht und vor allem kein hell scheinender Mond. Eine klare, dunkle Neumondnacht ist die beste Voraussetzung um die Milchstraße sehen und natürlich fotografieren zu können. Wie schon geschrieben, so sollte man doch raus auf das Land fahren, weiter weg von größeren Städten. Erkennt man dann am Himmel die Staubwolken-Struktur (eines Seitenarms) unserer Galaxie mit bloßem Auge, so weiß man, dass der Standort genau richtig gewählt wurde.

Wir von der  Redaktion beschäftigen uns seit dem Jahr 2015 mit der Sternenhimmel-Fotografie. Für unseren Standort wählen wir immer die Sternwarte Welzheim. Sie liegt recht weit oben auf dem Schwäbisch-Fränkischen Wald (503 m ü. NHN) und bietet zudem eine gute Sicht auf den Nachthimmel. Dort gibt es freie Sicht in Richtung Süden, ausreichende Dunkelheit und etwas weniger Hintergrundstrahlung. Man sollte im Vorfeld immer einen geeigneten Standort suchen, denn dieser ist die Basis für eine gute Aufnahme.

Wenn man nun keine Sternwarte in der Nähe hat, so kann man auch zum Beispiel das Meer wählen, oder einfach einen höheren gelegenen Ort aufsuchen, der etwas dünner besiedelt ist. Wichtig ist nur, dass man eine freie Sicht in Richtung Süden hat. Denn ungefähr dort befindet sich dann in den Monaten Juli und August das Zentrum der Milchstraße. Nach Mitternacht bis ca. 4 Uhr morgens hat man einen guten Blick auf die Milchstraße. Astrofotografie ist eben eher was für die Nachteulen unter uns, als für die Frühaufsteher.

Die Qual der Wahl nach dem richtigen Objektiv

Die ersten Bilder, die ich von der Milchstraße gemacht habe, wurden mit dem Canon 18-55 mm Kit-Objektiv ausprobiert. Bis dato hatte ich noch kein richtiges Weitwinkel-Objektiv und musste mich also mit dem begnügen, was vorhanden war. Wenn man den Nachthimmel und die Milchstraße fotografieren möchte, so sollte man eher zu einem Ultraweitwinkel (UWW) oder Fischaugen-Objektiv tendieren. Aber selbst dann, wenn man eine geeignete UWW-Brennweite verwendet, bekommt man die sichtbare Milchstraße trotzdem nicht mit diesen Objektiven auf eine Aufnahme. Um eine Panorama-Aufnahme kommt man bei der Milchstraße nicht drumherum, außer man verwendet ein Fischauge mit extremer Brennweite (6-8 mm).

Wenn man Besitzer einer APS-C Kamera ist, empfiehlt es sich ein Weitwinkel-Objektiv zu verwenden, das eine Anfangsbrennweite von ungefähr 10 mm besitzt. Die Frage nach dem warum, wird im Abschnitt „Das Leid mit dem Crop-Faktor“ genauer erklärt. Die Hersteller Tokina, Sigma, Tamron, Nikon und Canon haben in ihrem Portfolio eine geeignete Auswahl an Objektiven.

Eine hohe Lichtstärke sollte die Linse ebenfalls besitzen. Ein Blendenwert bis zu 3,5 ist noch geeignet, um die Milchstraße fotografieren zu können. Hier heißt es, um so größer die Blende (also ein kleiner Blendenwert) um so mehr mehr Licht fällt auf den Sensor der Kamera, desto mehr sieht man von der Milchstraße. Wenn man ein Objektiv mit einem hohen Blendenwert verwendet (z.B. 5,6), so muss man dies mit einem höheren ISO-Wert wieder ausgleichen. Eigentlich sollte ja jeder wissen, was es bedeutet, wenn man den ISO-Wert erhöht. Die Aufnahme fängt ziemlich stark zu rauschen an.

Etwas zur Entscheidungsfindung

Für die Aufnahmen, die hier zu sehen sind, wurde das Sigma 10-20mm 3,5 EF-S Objektiv verwendet. Lange hatte ich nach einem geeigneten Objektiv gesucht, das meine Anforderungen gerecht wird. Die beiden wichtigsten Kriterien waren für mich waren eine gute Lichtstärke und ein großer Weitwinkel-Bereich. Zum Schluss machte das Sigma das Rennen, da dieses mir persönlich das beste Preis-/Leistungsverhältnis bot. Natürlich kann man auch andere Objektive verwenden. Wichtig ist nur, dass sie zu der jeweiligen Kamera passt, einen großen Blickwinkel abdeckt und lichtstark ist. Diese Kriterien sollte das Objektiv haben, um die Milchstraße ablichten zu können.

Das Tokina-Objektiv ist ziemlich beliebt bei Milchstraßen-Fotografen. Die Lichtstärke und die Abbildungsleistung ist sehr hoch. Doch das größte Problem sind Ghostings und Flares, die bei Gegenlicht entstehen. Das sind Artefakte, die durch die Linse entstehen, wenn das Licht direkt darauf scheint. Dies war für mich persönlich ein K.O.-Kriterium, auch wenn es lange auf meiner Favoritenliste stand. Das Canon 10-22 mm war mir letztendlich doch zu teuer und bot keine durchgehende Lichtstärke. Daher fiel die Wahl auf das Sigma-Objektiv.

Bei Vollformat-Kameras wird sich sicherlich das eine oder andere gute Objektiv finden. Aber dies hat immer seinen Preis. Denn lichtstarke Objektive sind in der Regel immer teurer. Daher sollte man sich immer so eine Investition genau überlegen. Für mich war dies das Sigma-Objektiv mit einem guten Preis-/Leistungsverhältnis. Zudem hat es auch meine Kriterien erfüllt und ich konnte die Milchstraße ohne Probleme fotografieren.

Den richtigen ISO-Wert finden

Bei den Kameras sind die Vollformate doch etwas im Vorteil, da sie eindeutig ein besseres ISO-Rauschverhalten haben als die APS-C Kameras. Trotzdem kann man mit so einer Kamera Milchstraßen-Bilder machen. Aktuelle Kameras sind in der Lage, selbst bei hohen ISO-Werten eine recht gute Aufnahme zu erstellen. Für meine Aufnahmen wurde die ISO auf 6400 gestellt. Im Kamera-Menü stellte ich bei meiner Canon 70D die Option „High ISO Rauschreduziereung “ auf Standard und die „Rauscheduzierung bei Langzeitbelichtung“ auf Auto. Diese sollte aber jeder selber mal ausprobieren, wie es sich bei seiner eigenen Kamera verhält und wie zufrieden man dann mit dem Ergebnis ist.

Es kann auch sein, dass manche Kamera-Modelle diese Funktionen nicht unterstützen oder diese anders bezeichnet werden. Ein Blick in das Handbuch sollte doch Aufschluss geben, ob es die Funktion gibt, wie sie heißt und wo man sie findet. Danach heißt es ausprobieren und schauen wie sich die verschiedenen Einstellungen verhalten.

Bei meinen Bildern habe ich den ISO-Wert 6400 eingestellt. Dass man dann Abstriche in der Qualität hinnehmen muss, sollte jedem klar sein. Wenn man ein sehr lichtstarkes Objektiv besitzt, zum Beispiel mit einem Blendenwert von 2,8 oder 1,4, so kann man die ISO-Zahl auch verringern. Es kommt also darauf an, was die Kamera kann und welches Objektiv man verwendet. Wenn man diese Kriterien erfüllt, so sollten von der technischen Seite aus alle Voraussetzungen erfüllt sein, um die Milchstraße fotografieren zu können.

Das Leid mit dem Crop-Faktor

Jeder der eine APS-C Kamera besitzt kennt ihn: den Crop-Faktor! Bedingt durch die Bauform des Sensor-Chips vergrößert dieser die Brennweite um den Faktor 1,6, wenn man dies auf das Kleinbildformat umrechnet. Bei einer langen Brennweite also im Telebereich, vergrößert dieser Faktor das Bild. So bekommt man mit einer 200 mm-Brennweite eine tatsächliche 320 mm-Brennweite als Aufnahme heraus. Bei einem Weitwinkel-Objektiv verhält sich das genau verkehrt rum. Der Bildwinkel verkleinert sich durch den Crop-Faktor.

Ein kleines Rechenbeispiel verdeutlicht das Dilemma. Nehmen wir einmal an, dass wir ein 18-55 mm-Objektiv verwenden und wählen als Brennweite 18 mm. Da wir nun keine Vollformat-Kamera besitzen, bei der die 18 mm auch dem tatsächlichen Bildwinkel entspricht, müssen wir also die 18 mm mit dem Faktor 1,6 multiplizieren. Den Faktor 1,6 verwendet man bei Canon Kameras zur Umrechnung auf das Kleinbildformat und bei Nikon den Faktor 1,5. Als Ergebnis erhält man eine entsprechende Brennweite von 28,8 mm, die dem Kleinbildformat entspricht.

Für alle, die es noch nicht wissen, das Kleinbildformat entspricht dem Format an einer Vollformat-Kamera. Es ist das Format, welches man früher bei der analogen Fotografie für die Filme verwendet hat. Wenn man jetzt eine spiegellose Kamera besitzt, so ist der Chip noch etwas kleiner. Da wird dann der Umrechnungsfaktor je nach Chips und Modell von ungefähr 2,0 verwendet.

Wenn die Brennweite nicht reicht – Panorama-Aufnahme!

Milchstraße Panorma Aufnahme
Milchstraße Panorma Aufnahme

Wie man jetzt schon weiß, reicht selbst eine 10 mm Brennweite nicht wirklich aus, um die hier sichtbare Milchstraße zu fotografieren. Man hat ja im Prinzip dann nur 16 mm Brennweite zur Verfügung. Also begnügt man sich, wie hier schon erwähnt wurde, mit einen einfachen Trick und erstellt ein Panorama. Ob man so etwas nun im Hochformat oder Querformat erstellt, ist jedem selbst überlassen. Bei einem Querformat bekommt man mehr Himmel mit auf das Bild, aber man muss auch darauf achten, dass der Horizont waagerecht ausgerichtet ist. Sehr schnell kann es passieren, dass dieser beim Zusammenfügen verzerrt dargestellt wird.

Beim Hochformat ist die Problematik, dass man an den Seiten ziemlich beschränkt ist. Sprich der Bildausschnitt ist recht eng und man muss aufpassen, dass das Motiv nicht zu gedrungen wirkt. Bei diesem Format braucht man aber wesentlich weniger Bilder als bei einem Querformat, was Zeit am Rechner spart. Allgemein wird doch empfohlen, bei solchen Aufnahmen das Hochformat zu verwenden. Bei der Milchstraße würde ich aber eher zum Querformat tendieren.

Wenn man eine Panorama-Aufnahme erstellen möchte, so braucht man natürlich ein stabiles Stativ und dieses sollte waagerecht ausgerichtet sein. Ein Kugelkopf wäre eine sinnvolle Option, weil man damit die Krümmung der Milchstraße etwas ausgleichen kann. Dies bedeutet, dass man nicht einfach die Kamera um 90° nach oben drehen kann. Man muss sozusagen mit der Milchstraße gehen und die Kamera zu dem Verlauf zusätzlich etwas neigen.

Wichtig ist auch, wenn man sich für ein Bildformat entschieden hat, so sollte man auch bei diesem bleiben. Mir ist bei meinen Aufnahmen der Fehler passiert, dass ich im Süden angefangen habe, im Querformat zu fotografieren. Als ich dann im Norden angekommen bin, befand ich mich im Hochformat. Also durfte ich dann wieder die Aufnahmen von vorne beginnen. Mit der Zeit findet man sich aber ohne Weiteres zurecht. Wichtig ist nur, dass man auch dran bleibt, selbst wenn einem Fehler passieren. Denn nur so lernt man dazu.

Die Kameraeinstellungen zur Milchstraßen-Fotografie

Man wird ja als Fotograf immer wieder zu den Einstellungen seiner Bilder gefragt. Es ist ja kein Geheimnis und sollte auch keines sein. Es gehört auch irgendwie zu einem Bild dazu, wie auch das Motiv und der Bildaufbau. Für meine Aufnahmen habe ich an meiner Canon EOS 70D und dem Sigma 10-20 mm 3,5 Objektiv folgende Einstellungen gewählt:

  • 10 mm Brennweite
  • f/3,5
  • 25 sek Belichtungszeit
  • ISO 6400

Scharf stellt man natürlich manuell. Alles andere macht keinen Sinn, weil man nicht wirklich scharf stellen kann. Weder durch den Sucher noch durch das Kamera-Display. Daher ist ein Objektiv mit Anschlag bei unendlich sehr von Vorteil. Meine Vorgehensweise ist immer diese, dass ich bis zu diesem Anschlag gehe und dann wieder einen kleinen Tick zurückfahre. So bekam ich bis jetzt immer recht scharfe Bilder. Was auch wichtig ist, ist die Einstellung der richtigen Belichtungszeit. Je nach Brennweite verlängert oder verkürzt sich die diese. Stellt man den falschen Wert ein, so wird das Bild unscharf und die Sterne verschmieren auf der Aufnahme.

Daher gibt es eine gute Faustregel, die sich jeder merken kann. Wenn man eine Kamera mit APS-C Sensor hat, so lautet die Faustregel 300/Brennweite (dreihundert dividiert durch die eingestellte Brennweite). Bei 10 mm wäre dies dann 30 sek Belichtungszeit. Aber es empfiehlt sich, trotzdem etwas kürzer zu belichten, um eine scharfe Aufnahme hin zu bekommen. Bei meinen Aufnahmen waren es dann 25 sek Belichtungszeit. Man muss einfach vor den tatsächlichen Aufnahmen ein paar Testaufnahmen machen und sich dann an den optimalen Wert herantasten. Wer eine Vollformat Kamera hat, der sollte sich die Regel 500/Brennweite (fünfhundert dividiert durch die Brennweite) merken. So erhält man den ungefähren Wert, den man bei diesem Modellen einstellen sollte.

Bei meinen Aufnahmen habe ich die Kamera auf einem Manfrotto 055XPROB Stativ mit Panorma-Kugelkopf montiert und natürlich mit einem Kabelauslöser ausgelöst. Für die Bildbearbeitung verwendete ich Adobe Camera RAW, Adobe Photoshop und Nik Collection von Google. Mit Photoshop erstellte ich auch die Panoramen und bearbeite diese dann anschließend in diesem Bildbearbeitungsprogramm. Als alternative Software zur Erstellung von Panoramen gegenüber Photoshop, kann man auch die freie Stitching-Software Hugin verwenden. Mit dieser kann man auch 360° Grad Aufnahmen zusammenfügen. Doch leider ist diese Software nicht so effektiv wie Photoshop (PS). Denn mit PS konnte ich bei meinen Milchstraßen-Panoramen das bessere Ergebnis erzielen. 

Wie man Milchstraßen-Bilder zu Panoramen zusammenfügt und diese dann bearbeitet, wird in einem separaten Artikel behandelt. Wenn jetzt das Interesse in einem geweckt wurde, die Milchstraße zu fotografieren, der hat ja im Moment die besten Voraussetzungen dafür. Die besten Aufnahmen erreicht man ja im Juli und August. Dies heißt, man hat nun ein ganze Jahr Zeit, um sich auf diese 2 Monate sich vorzubereiten. Im diesen Sinne gutes Licht und viel Spaß beim Fotografieren der Milchstraße!

Die Milchstraße
Die Milchstraße bei der Sternwarte Welzheim

 

Video Tutorial Milchstraßen Bilder Bearbeitung mit Photoshop CC und Camera RAW CC


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