Astrofriend's homepage

Advertisement / Annons:

Valid CSS!

All pages shall now have been validated

Info Cookies

Meny

Advertisement /
Annons:

Mörka platser i Stockholm


(only in Swedish)

Innehåll:

  1. Krav på en obeservationsplats
  2. Förslag på observationsplatser i Stockholm
  3. Test av observationsplatser i Stockholm (uppdaterad)
  4. Enkel beräkning av signal/brus förhållande på exempel

Krav på en obeservationsplats:

Bor man i en storstad och är intresserad av astronomi är det bekymmersamt. Var skall man vara där det är mörkt?

Till en börja med, vilka krav skall man ställa på en observationsplats? Här är några förslag från mig:

  • Det skall vara mörkt
  • Man skall kunna parkera bilen nära där man ställer upp teleskopet
  • Vägarna skall vara plogade på vintern
  • Inga höga träd i vägen eller annat som skymmer
  • Man skall se polstjärnan så man kan polinställa monteringen
  • Platsen skall helst ligga på en liten höjd så man kommer upp över omgivningen
  • Inte för nära havet eller fuktiga platser
  • Det skall vara säkert

Listan kan säkert göras längre än så, men redan det här är svårt att uppfylla.

Här finns en karta över ljusföroreningarna över södra Stockholm som jag brukar ha till stöd när jag väljer observatorieplats:

Ljusföroreningarna ligger som olika overlays på kartan. Prova med de senare årens kartor och lite olika inställningar för att se tydligt. Om du vänster klickar på en punkt i kartan får du upp ett värde på mörkret mot zenit sett från rymden, ju lägre värde ju bättre. Allt detta ljus reflekteras mot stoft och moln i atmosfären och stör det du skall fotografera där uppe. På vintern när det är snö på marken blir reflektionen upp mot molnen mycket kraftigare.

Man kanske på senare år trott att politker skulle uppmärksamma problemen med ljusföroreningar och ställa krav på hur belysning får placeras och utformas. Det kanske görs till viss del, men den nya LED ljustekniken ställer till det. LED tekniken är energisnål och det smyckas alltmer med dekorationssljus i trädgårdarna och fasadbelysningar. Varför stänga av belysningen på natten, den drar ju ingen ström alls nästan tycks många resonera.

Med värden från kartan VIIRS 2017 från länken ovan har jag tagit fram några värden att jämföra med:

  • Balkongen i Hagsätra: 38.1 10-9 W / cm2 * sr
  • Sommarhuset Ingarö: 1.07 10-9 W / cm2 * sr
  • La Palma vulkantoppen: 0.25 10-9 W / cm2 * sr

Värdet på La Palmas (del av Kanarieöarna) vulkantopp där observatorierna står kanske inte ser ut att skilja så väldigt mycket från platserna jag tittat på nedan. Men i praktiken är skillnanden mycket större, på La Palma är också omgivningarna mörka. Dessutom är atmosfären mycket stabilare på den höjden, 2400 möh, vilket gör att seeingen blir avsevärt mycket bättre.

Du kan se det som ett mått på hur många fotoner du får in i din kamera som inte kommer från den galax du försöker fotografera, de bidrar med ett oönskat brus som maskerar din galax.

Ofta fotar man inte rakt upp utan ut mot sidan, då skall det vara mörkt i den riktningen också, kanske upp mot 100 km bort. Inte lätt att uppfylla men de platser som vätter mot havet har ofta bra värden långt ut från observationsplatsen. För varje observatorie plats nedan har jag noterat vilka värde de har upp mot zenit.

Här är några platser, en del har jag varit på och en del ligger på listan att besöka. Det finns några bilder och kartor så ni kan hitta dit, den utmarkerade vägen utgår från Gullmarsplan. Åk alltid dit dagtid först och planera, i nattsvart mörker är det omöjligt och med risk att du tappar dyrbara tillbehör!

Go Back to content

Förslag på observationsplatser i Stockholm:

Grödinge i södra Stockholm.

Grödinge

Ljusföroreningsstrålningsvärde:
Uringe = 1.51 10-9 W / cm2 * sr
Lundby = 0.96 10-9 W / cm2 * sr

Observationsplats Grödinge

Östra Stockholm, Vissvass i norra Tyresta naturreservat.

Vissvass

Ljusföroreningsstrålningsvärde:
0.49 10-9 W / cm2 * sr

Observationsplats Vissvass

Östra Stockholm. Spirudden i södra Tyresta naturreservat.

Spirudden

Ljusföroreningsstrålningsvärde:
0.68 10-9 W / cm2 * sr

Observationsplats Spirudden

Östra Stockholm Ingarö. Björkviks brygga och Björnö naturreservat.

Björnö naturreservat

Ljusföroreningsstrålningsvärde:
0.67 10-9 W / cm2 * sr

Observationplats Björnö naturreservat

Sydöstra Stockholm Gålö.

Gålö

Ljusföroreningsstrålningsvärde:
0.46 10-9 W / cm2 * sr

Observationsplats Gålö

Klicka på bilden ovan och du kommer direkt till deras hemsida med mer detaljerad information.

Go Back to content

Test av observationsplatser i Stockholm:

Siffror och kartor i all ära, men hur stor blir skillnanden på foto?

Här har jag försökt ta ett par bilder under liknande förhållanden. Dels på Ingarö där vi har sommarstugan, dels lite längre ut mot havet, Gålö havsbad. Skillnaden syns verkligen och är värdefull när man vill fota ljussvaga objekt.

Bilderna är helt obehandlade förutom att en konstant är bortdragen motsvarande bias samt att fotoprogrammet lägger på en gamma 2.2, de är också croppade runt de centrala delarna till 800 x 800 pixel. Hagsätra bilden är varken rätt polinställt eller pekar på M45, men samma höjd ungefär i samma riktning. Ville bara ha med en bild för att visa en hopplös situation, det är där jag bor!

M45 Plejaderna fotograferat från Stockholm vid Hagsätra, Light pollution test M45 Plejaderna fotograferat från Stockholm vid Ingaröstrand, Light pollution test M45 Plejaderna fotograferat från Stockholm vid Tyresta Spirudden, Light pollution test M45 Plejaderna fotograferat från Stockholm vid Gålö Havsbad, Light pollution test

Jag bedömer att väderförhållandena var lika under nätterna och det är bara en dag mellan de togs. De utvalda bilderna är tagna nära midnatt lokal tid, normaltid. Riktningen är mellan öster och söder vilket också är den optimala riktningen med avseende på ljusföroreningar.

Som synes har jag inte i något fall lyckats polinställa så pass bra att det går att ta 2 minuters exponeringar. Jag har saker på gång för att underlätta detta.

Exponeringsdata:

  • Exponeringstid: 120 sekunder (single)
  • Bländare: f/4
  • ISO: 1600
  • Kamera: Canon 6D fullframe
  • Objektiv: Sigma APO 150 mm f/2.8

Enligt light pollution map är ljusföroreningsvärdena så här:

  • Hagsätra: 30.1 10-9 W / cm2 * sr
  • Ingarö Strand: 1.07 10-9 W / cm2 * sr
  • Tyresta Spirudden: 0.68 10-9 W / cm2 * sr
  • Gålö Havsbad: 0.46 10-9 W / cm2 * sr

Gålö har ungefär halva ljusföroreningen mot Ingaröstrand och något bättre än Spirudden, det syns tydligt i bild att det är så i verkligheten också. På Gålö är det dock svårt med parkering, Tyresta naturreservat har stora parkeringar och är bättre i det avseendet. Ingaröstrand har blivit ganska ljusförorentat på senare år, bättre resultat får du en bit längre ut vid Björnö naturreservat. Är förutsättningarna de rätta försöker jag också åka ut till Björnö naturreservatet och ta nya testbilder på samma objekt vid senare tillfälle.

För att vara astrobilder tagna så nära en storstad så är det nog att man kan säga ganska bra, tyvärr gäller det bara i de optimala riktningarna, 30 till 180 grader azimutal, ca 1/3 av himlen.

Bor du inte i Stockholm? Jämför ljusföroreningsvärdena för din plats med ovan för att få en grov uppskattning om det är sämre eller bättre än ovanstående testfoton.

Light pollution map, använd karta VIIRS 2017:

Om du ger dig ut i mörkret på småvägarna, tänk på att det är många djur ute på vägarna, kör försiktigt! Härom natten när jag var ute fick jag sällskap av några rådjur, massor av änder, ett vildsvin och hörde massor av prassel i skogen där jag stod. Astronomer är väl inte mörkrädda, eller?

Go Back to content

S/N på ovanstående exempel:

Kunde inte nu motstå att göra lite enkla beräkningar på de två ovanstående bilderna.

Det som är intressant att jämföra är S/N (signal / brus) förhållandet på de svaga delarna i nebulosa området. När man fotar astronomi objekt vill man ju ha så mycket detaljer i de svaga områdena som möjligt och brusfria.

Först behöver vi några data på kameran:

  • Kamera: Canon EOS 6D
  • QE: ca 0.5 (alltså ca varannnan foton registresas av sensorn som en elektron)
  • Gain vid ISO 1600: ca 3 ggr (3 ADU mostvarar en elektron)

Vi förenklar och tar bara hänsyn till brus från objektet själv och bakgrunden. Tar också enklare siffror men som ändå står i relation till verkligheten för ovan bilder. Säg att vi tittar på en svagare del av signalen i den blåa reflektions nebulosan, 100 fotoner under en exponering, ger 50 ADU i utsignalen på raw filen (efter man dragit bort bias och mörkerström).

  • Svag del av objektet: 100 fotoner / exponering
  • Ingaröstrand bakgrund: 25 fotoner / exponering (medelvärde)
  • Gålö Havsbad bakgrund: 10 fotoner / exponering (medelvärde)

Stjärnor och de starka delarna av nebulosan kommer inte påverkas synbart av detta brus.

Bruset från ljuset är lika med roten ur signalen. Det har med ljusets diskreta karaktär att gör, kallas bland annat för Shot Noise.

Wikipedia har en sida som beskriver detta närmare för den som är intresserad:

För varje bild finns alltså i detta exempel två brus källor och en signal. Det är inte så enkelt att bara addera ihop bruset, det blir istället kvadratsumman.

100 fotoner har alltså ett eget brus innehåll på 10, 25 fotoner har 5 och 10 har 3.3. Bruset är en slumpmässig variation som läggs ovanpå signalen och variear från bild till bild.

  • Ingarö = S/N = 100 / rot ( rot (100)^2 + rot (25)^2 ) = 100 / rot ( 100 + 25) = 8,94 ggr
  • Gålö = S/N = 100 / rot ( rot (100)^2 + rot (10)^2 ) = 100 / rot ( 100 + 10) = 9,53 ggr

Det kanske inte känns som så stor skillnad, vad beror det på? Jo vi testade på en ganska stark signal även om den var mycket lägre än klippgränsen på sensorns ADC.

Om vi nu istället undersöker en ännu svagare signal, säg 10 fotoner under en exponering, vad får vi då?

  • Ingarö = S/N = 10 / rot ( 10 + 25) = 1,69 ggr
  • Gålö = S/N = 10 / rot ( 10 + 10) = 2,23 ggr

Nu blev det större relativ skillnad, här kanske man börjar närma sig gränsen att kunna urskilja en signal eller inte i bruset. Vill minnas att man anser ett S/N = 30 anses vara brusfritt i slutbilden, men eftersom man i regel är ganska våldsam i bildbehandlingen av astro bilder och förstärker kontrasten våldsamt behövs betydligt högre värden i raw filen om slutresultatet skall bli bra.

Ett sätt att få bättre S/N i en bild är naturligtvis att exponera längre tid, eller som man i regel gör, tar många bilder och stackar ihop. Men det finns ju gränser för hur länge man kan hålla på. Dessutom är bakgrundsljuset inte jämnt fördelat vilket försvårar. Det kan vara svårt att skilja på nebulosor och bakgrundsljus.

Nu en viss reservation att jag utryckt eller räknat fel när jag skrev ihop detta.

Go Back to content

Go Back

Advertisement / Annons: