Polarlicht: Fotografie - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

So kürte die Geschichte schließlich den Deutschen Martin Brendel zum ersten, dem die Fotografie des Polarlichts gelang - am 5. Jänner 1892 in der Bucht des norwegischen Bossekop.

(Foto links)

Unser Auge ist ein fantastisches Instrument, hat aber einen Nachteil: Es kann Lichteindrücke nicht addieren. Schaut man 16 Sekunden lang aufs Polarlicht, wird es nicht heller als bei einem nur 4 Sekunden währenden Blick. Anders bei der Fotografie: Sie trichtert in 16 Sekunden viermal so viel Licht ein wie in 4 Sekunden.

Außerdem kann man gar nicht so viele Karotten essen, wie es der Erhöhung des ISO-Werts von 100 auf 800 entspricht. In der Nacht ist uns die Kamera einfach überlegen. Sie macht selbst Himmelslichter sichtbar, die dem Auge völlig entgehen.

Unser Auge versucht diesen Makel ein wenig auszugleichen, in dem es nachts den lichtempfindlicheren, aber farbuntüchtigen Stäbchen unserer Netzhaut die Regie überträgt. Deshalb sind die Katzen dann grau. Hingegen stellt die Kamera unsere Umwelt selbst in der Nacht noch vergleichsweise bunt dar.

Gerade beim Polarlicht macht das einen kolossalen Unterschied. Die Fotografie zeigt sein Leuchten wesentlich heller und vor allem auch farbiger, als unser Auge dies vermag. Mitunter verrät sich ein schwaches Nordlicht überhaupt erst am Monitor der Kamera!

Meine Erfahrungen gründen beim Polarlicht stark auf der analogen Fotografie des Jahres 1989 - ergänzt mit dem, was ich in den letzten 25 Jahren über die digitale Himmelsfotografie mit und ohne Teleskop gelernt habe. Dieses Wissen wandte ich dann beim großen Nordlicht am 10./11. Mai 2024 mit Erfolg am Wiener Stadtrand an.

Zusätzlich zu den Tipps übers Sehen der Aurora gestatte ich mir die folgenden Empfehlungen für die Spiegelreflexkamera.

Bei digitalen Spiegelreflexkameras wählt man am ehesten ein möglichst lichtstarkes Weitwinkelobjektiv (11 bis 28 mm Brennweite), da das Polarlicht recht ausgedehnt ist. Gelegentlich lohnt der Einsatz eines Fischauge-Objektivs, sofern man es der Bildqualität wegen nicht allzu sehr abblenden muss.

Will man ruhende Details im Polarlicht festhalten, könnte man das mit einem lichtstarken Normalobjektiv (Blende 2.0) versuchen.

Scharf gestellt wird manuell, denn der Autofokus wäre ohne klare Strukturen schnell irritiert. Der "Unendlichkeitsanschlag" am Objektiv wird oft nicht stimmen. Bei meinem Tokina-Zoom-Tele 11 bis 16 mm /2.8 passt er zufällig.

Ferne künstliche Lichter in Horizontnähe oder ferne angestrahlte Gebäude helfen beim Fokussieren. Man bringt sie auf den Kameramonitor und vergrößert ihr Bild dort 5- oder 10fach. Mit Ultraweitwinkel-Objektiven wie dem eben genannten erscheinen solche Objekte allerdings bloß in mickriger Größe.

Stehen helle Planeten am Himmel (vor allem Venus, Jupiter und eventuell Mars), kann man auch eine Bahtinov-Maske zum Scharfstellen vor das Weitwinkelobjektiv setzen. Der Planet erzeugt dann ein Beugungsmuster mit drei Strahlen links und ebenso vielen rechts. Der mittlere Strahl steht bei exakter Fokussierung exakt zwischen den beiden anderen. Nach dem Fokussieren nimmt man die Maske vorsichtig wieder ab.

Empfehlenswert ist, die geschossenen Aufnahmen von Zeit zu Zeit auf korrekte Fokussierung zu überprüfen - am Kameramonitor und mit möglichst hoher Vergrößerung.

Die Belichtungszeit liegt, je nach Helligkeit des Polarlichts, der ISO-Einstellung und der Blende zwischen etwa 2 und 25 Sekunden. Dazu wählt man den Modus M ("manuell").

Bei den längeren Belichtungszeiten geraten Sterne, der Erdrotation wegen, zu kleinen Strichen. Meine eigene Faustformel für die maximale Belichtungszeit bei noch punktähnlicher Sternabbildung lautet so (gilt für APS-C-Sensor):

• Max. Belichtungszeit (s) = 175 dividiert durch Brennweite (mm)
  

Meine Canon 550D stellt mir u.a. folgende Belichtungszeiten zur Wahl: 3.2, 5, 10, 15, 20 Sekunden. Das ähnelt den maximalen Belichtungszeiten für punktähnliche Sternabbildungen bei den Objektivbrennweiten 50, 28, 16, 11 und 8 mm (APS-C). Meine resultierende Tabelle:

Brennweite (mm):    50    28    16    11     8

Max. Zeit (sec):    3.2    5    10    15    20

Falls man den Polarstern ins Bildzentrum rückt, friert man die Erdrotation (zumindest in der Bildmitte) noch weiter ein. Seine Höhe über dem mathematischen Nordhorizont entspricht fast genau der geografischen Breite des Beobachtungsorts: Wien rund 48  Grad, Tromsö rund 70 Grad.

Bei längerer Belichtung treten die Farben der Aurora kräftiger hervor.

Allerdings wird man die maximal mögliche Belichtungszeit nicht immer ausnutzen. Belichtet man zu lange, "brennt" das Grün im Nordlicht aus und gerät im schlimmsten Fall zu einer hellen weißen Fläche.

Außerdem werden dynamisch bewegte Details, z.B. die wandernden Polarlichtstrahlen, mit zunehmender Belichtungszeit verwischt. Beim in Wien sichtbaren Polarlicht am 10./11.5.2024 machte das einen sehr deutlichen Unterschied: Bei kurzer Belichtungszeit waren die Strahlen deutlich erkennbar, bei langer verschwanden sie fast durch die bewegungsbedingte Verwischung.

Der Weißabgleich wird meist auf "Sonnenschein" eingestellt, auch "automatisch" mag passen. Allerdings wird das Ergebnis von Kamera zu Kamera differieren. Am besten: Ausprobieren!

Bei "Sonnenschein" werden Wolken, Himmel und Nordlicht bei meiner Canon 550D rötlicher dargestellt (Foto links).

Bei "automatisch" bildet sie die Wolken in neutralerer Tönung ab; das Nordlicht tendiert dabei farblich Richtung Magenta (Foto links unten).

Anders als Tageslicht sendet die Aurora kein kontinuierliches Spektrum aus. Die Farbwiedergabe hängt davon ab, wie der Bildsensor mit den Hauptemissionen bei 558 (grün), 630 (rot) und eventuell 428 (blau) nm umgeht. Die Sättigung hat außerdem mit Blende, Belichtungszeit und ISO-Wert zu tun.

Über eine "korrekte" Farbwiedergabe zu diskutieren mag müßig sein, zumal das Auge die Aurora sowieso nie mit der selben Helligkeit und Sättigung erblickt wie der Kamerasensor. Künstlichkeit ist bei astronomischen Farbfotos unvermeidbar.

Ich empfehle, Fotos sowohl im RAW- als auch im jpg-Format zu speichern. So bleibt man am flexibelsten.

Fehlbelichtungen lassen sich bei RAW-Bildern später besser korrigieren. Beim jpg wählt man natürlich beste Auflösung und beste Qualität: Die Komprimierung muss möglichst gering sein.

Das Bildrauschen nimmt mit höherer ISO-Zahl, längerer Belichtungszeit und steigender Kameratemperatur zu. Oft findet man zudem etliche dunkle "tote" Pixel und helle "heiße" Pixel" am Bild. Letztere sind gern rein rot oder rein blau und stören den Eindruck stark.

Wer will, kann Pixelfehler und Sensorrauschen mit der kamerainternen Rauschreduzierung mindern. Diese kann zwar kein Zufallsrauschen, wohl aber fixe Rauschmuster eliminieren. Sie braucht allerdings ebenso lang wie die Belichtung selbst, weil dazu automatisch ein Dunkelbild mit den selben Einstellungen angefertigt wird - mit geschlossenem Verschluss. Diese zweite Aufnahme wird dann noch in der Kamera selbst von der ersten abgezogen. Ich empfehle dieses Verfahren allen, die nicht mit Kalibrierungsaufnahmen vertraut sind oder sich die damit verbundene Mehrarbeit nicht antun wollen.

Manche Kameras bieten mehrere Arten der Rauschreduzierung. Mitunter gilt diese dann nur im jpg-Format, mitunter sowohl im jpg- als auch im RAW-Format. Näheres sollte im Kamera-Handbuch nachzulesen sein.

Speichert man im RAW-Format, lassen sich zumindest die Pixelfehler mit einer Software wie RawTherapee auch noch bei der anschließenden Bildbearbeitung entfernen, ganz einfach per Mausclick.

Das geschieht mit der selben Belichtungszeit, ISO-Einstellung und Kameratemperatur wie bei den Nordlichtfotos. Und natürlich ebenfalls im RAW-Format. Beim Wiederabnehmen des Objektivdeckels sollte man unbedingt die Fokussierung überprüfen; die könnte sich durch die Manipulation am Objektiv verstellt haben.

Das Dunkelbild ist zu wiederholen, sobald man Belichtungszeit oder Empfindlichkeit ändert. Auch sonst ist ab und dann ein neues Dunkelbild nötig, weil man die Temperatur von DSLR-Kameras nicht kontrollieren kann. Alle Parameter werden automatisch als EXIF-Daten in der Fotodatei mitgespeichert.

Man sollte nach Möglichkeit nicht eines, sondern gleich mehrere Dunkelbilder mit den selben Einstellungen schießen. In einen gemeinsamen Ordner kopiert, erstellt Rawtherapee dann eine Art Master-Dunkelbild (Automatische Auswahl aktivieren) mit noch geringerem Rauschen.

Kopiert man überhaupt alle vorhandenen Dunkelbilder in einen gemeinsamen Ordner, soll die Software sogar selbst die passendsten heraus picken können - so steht es jedenfalls hier in der online-Dokumentation! Falls dies wirklich klappt, ließe sich eine ganze, dicke Dunkelbild-Bibliothek anlegen. Meine eigene Erfahrung widerspricht der Dokumentation allerdings.

Es bleibt in jedem Fall noch ein zufallsbedingtes, stochastisches Rauschen, vor allem bei hohen ISO-Werten. Ihm ließe sich nur mit dem Stacking mehrerer Aufnahmen zu Leibe rücken. Da sich das Polarlicht bewegt, scheidet diese Option aber aus.

• Auslösung (I): Fernauslöser oder Vorlauf?
  

Auch der hochklappende Kameraspiegel einer DSLR ruft Erschütterungen hervor - speziell bei leichten Stativen. Man erkennt sie nicht an schrägen, sondern an streng vertikalen Sternstrichen. Löst man bei aktiviertem Live View aus, fällt zumindest diese Bewegung weg. Allerdings erwärmt der nun helle Monitor die Kamera, was zu verstärktem Bildrauschen führt.

Alternativ kann man die Spiegelvorauslösung aktivieren. Dann darf man aber keinesfalls darauf vergessen, den Fernauslöser zweimal pro Aufnahme zu drücken. Ich ziehe statt dessen die Verwendung eines stabilen Stativs in Kombination mit einem Ultraweitwinkelobjektiv (11 bis 16 mm) vor.

Gerade Weitwinkelobjektive tendieren zum Vignettieren. Die Bildecken werden weniger ausgeleuchtet als der Rest des Felds. Manche Kamerahersteller bieten für ihre Originalobjektive eine Art "Anti-Vignettierungsfunktion" im Einstellungsmenü an: Bei meiner Canon bleibt der resultiere Effekt allerdings subtil. In der Deep-Sky-Fotografie bekämpft man die Vignettierung mit Flatframes, bei RawTherapee Weißbild genannt.

Um ein Weißbild zu erstellen, fotografiert man eine gleichmäßig ausgeleuchtete helle Fläche - mit dem selben Objektiv, der selben Brennweite, der selben Schärfeneinstellung und der selben Blende wie bei den entsprechenden Nordlichtfotos. Dieses Weißbild wird von genannter Software dann in die Bildberechnung mit einbezogen. Das Ergebnis sind Bilder mit deutlich weniger Vignettierung.

Die Aurora anzublitzen ist vollkommen sinnbefreit. Der Blitz würde bestenfalls Moleküle oder Staub in der Luft knapp vor der Kamera aufhellen - und die Bildqualität somit stark beeinträchtigen. Dieser Störenfried bleibt definitiv aus- bzw. abgeschaltet.

Der Akku in der Kamera sollte vorweg voll aufgeladen sein, damit er lange Belichtungszeiten und den eventuell aktivierten Live View durchsteht. Niedrige Temperaturen reduzieren die Akkuleistung noch. Ein Reserveakku empfiehlt sich jedenfalls.

Hübschere Fotos erhält man, wenn man irdische Objekte (Bäume, schneebedeckte Landschaften, Gewässer ...) mit ins Bild rückt. Es sollten aber keine grellen Lichter ins Bildfeld geraten, weil diese zu störenden Reflexionen führen und von Weitwinkeloptiken am Bildrand auch noch unnatürlich verzerrt werden.

Wer sich den Luxus leisten kann, tut außerdem gut daran, gelegentlich den Vordergrund zu wechseln. Das sorgt für Abwechslung beim Betrachten.

• Testen der Ausrüstung
  

Man sollte dies üben, um deren Position am Gehäuse auch mit geschlossenen Augen zu finden. Ich habe durchsichtige, selbstklebende Noppen auf die wichtigsten Knöpfe getan, um sie besser bedienen zu können.

Die Anleitung der Kamera liest man besser rechtzeitig. Im Schein des Nordlichts ist es zu spät dafür.

• Taschenlampe
  

Die braucht man spätestens beim Objektivwechsel oder beim Anstöpseln des Fernauslösers. Sie hilft auch, um nach verlorenen Utensilien (z.B. Objektivdeckel) zu suchen. Rotes Licht ist von Vorteil.

Zum Scharfstellen am Kameramonitor - und das ist ein wirklich entscheidender Vorgang bei der Nordlichtfotografie - benötigen etliche Menschen eine Lesebrille bzw. Lesehilfe. Nach meiner Erfahrung sollte diese so gut passen, dass man damit auch das Kleingedruckte auf einer Tiefkühlpackung lesen könnte.

Ein schmale Mondsichel stört nur wenig. Doch ansonsten hellt das Mondlicht den Himmel auf. Sollte der Mond am Firmament stehen, wird man ihn nach Möglichkeit weit außerhalb des Bildfelds lassen: Idealerweise im Rücken. Ansonsten gerät er am Foto zu einem stark überbelichteten weißen Batzen. Sein Licht spiegelt sich außerdem zwischen den einzelnen Linsen des Objektivs und beschert uns unschöne Reflexionen.

Mondlicht beleuchtet allerdings auch die Landschaft, was günstig für die Bildkomposition sein kann - speziell, wenn diese schneebedeckt ist.

Bei digitalen Kompaktkameras bleibt vieles Glückssache. Man wird wenigstens versuchen, ähnliche Einstellungen wie oben vorzunehmen.

Nachts lässt sich vorab prüfen, wie die Kompaktkamera bezüglich Belichtungszeit und Fokussierung im "Nacht-" bzw. "Landschaftsmodus" verfährt. So findet man auch heraus, ab welchem ISO-Wert das Bildrauschen unerträglich wird.

>>> Wie lässt sich die Aurora filmen?

Alle Angaben ohne Gewähr