Optimale Belichtungszeit in der Schmalband-Astrofotografie

Ein Praxisleitfaden für f/4,8 mit der ASI2600MM unter einem Bortle 5 Himmel

Test-Setup:
Kamera: ZWO ASI2600MM Pro
Teleskop: Askar SQA130 (624 mm, f/4,8)
Montierung: 10Micron GM1000 HPS EP
Filter: Antlia 3 nm (Hα, OIII, SII)
Standort: Bortle-Klasse 5

1. Zieldefinition: Was bedeutet „optimale Belichtungszeit“?

In der modernen CMOS-Astrofotografie ist die optimale Sub-Exposure nicht die längstmögliche, sondern die effizienteste.

Gesucht ist die Belichtungszeit, bei der:

1. Das Himmelssignal deutlich über dem Read Noise liegt
2. Keine unnötige Sternsättigung entsteht
3. Die Integration pro Stunde maximal effizient bleibt

Dieser Zustand wird als Sky-Limited Exposure bezeichnet.

2. Systemanalyse

Pixelmaßstab

Pixelgröße: 3,76 µm
Brennweite: 624 mm$$Image\ Scale = \frac{206 \times 3,76}{624} \approx 1,24“/Pixel$$

Das ist nahezu ideal für typisches mitteleuropäisches Seeing (2–3″).

Sensorcharakteristik (Gain 100) der ASI2600

• Unity Gain
• Read Noise ≈ 1,5 e⁻
• Sehr hoher Dynamikumfang
• Praktisch kein Amp Glow

Damit ist die Kamera extrem effizient – lange Subs sind nicht mehr zwingend nötig, wie es bei älteren CCDs der Fall war.

3. Einfluss von f/4,8 und 3 nm Filtern

Zwei Faktoren bestimmen die notwendige Belichtungszeit:

1️⃣ Öffnungsverhältnis f/4,8

Ein schnelles System sammelt Photonen deutlich schneller als f/7 oder f/8.
→ kürzere Sub-Exposures ausreichend.

2️⃣ 3 nm Bandbreite

Sehr starke Unterdrückung des Himmelshintergrunds.
→ geringere Hintergrundrate
→ theoretisch längere Subs möglich
→ aber durch niedrigen Read Noise oft nicht nötig

Bei Bortle 5 entsteht ein interessantes Gleichgewicht:
Das System wird typischerweise zwischen 200 und 300 Sekunden Sky-Limited.

4. Empfohlene Belichtungszeiten (praxisnah)

Hα (3 nm)

• Optimale Sub: 180–240s
• Sweet Spot: 240s

Hα ist meist signalstark.
Längere Subs bringen kaum SNR-Gewinn pro Stunde.

OIII (3 nm)

• Optimale Sub: 240–300s
• Empfehlung: 300s

OIII ist empfindlicher gegenüber Lichtverschmutzung und schwächer als Hα.

SII (3 nm)

• Optimale Sub: 300–420s
• Empfehlung: 300–360s

SII ist meist das schwächste Signal im SHO-Workflow.

5. Warum 600s oft ineffizient sind

Früher galt: „Je länger, desto besser.“
Mit modernen CMOS-Sensoren stimmt das nicht mehr.

Bei diesem Setup führen 600s zu:

• höherem Ausschussrisiko (Satelliten, Flugzeuge)
• größerem Impact bei Seeing-Schwankungen
• weniger Frames für sauberes Rejection-Stacking
• kaum messbarem SNR-Gewinn pro Stunde

Der Effizienzgewinn flacht ab, sobald das Bild Sky-Limited ist.

Eine persönliche Testreihe Hα mit 10 x 600s Subs im Vergleich zu 10 x 300 s bestätigt die Annahme.

6. Histogramm-Kontrolle

Ein Testframe bei optimaler Sub-Länge zeigt:

• Hintergrundpeak klar vom linken Rand getrennt
• Peak bei ca. 15–25 % des Histogramms
• Keine großflächige Sternsättigung

Liegt der Peak noch am linken Rand → länger belichten.
Liegt er deutlich rechts (>30 %) → Sub unnötig lang.

7. Der entscheidende Faktor: Gesamtintegration

In der Schmalband-Fotografie zählt:

Gesamtzeit schlägt Einzellänge.

Empfohlene Integrationszeiten bei Bortle 5:

Filter	Zielintegration
Hα	5–8 h
OIII	6–10 h
SII	8–12 h

Die Datenqualität verbessert sich durch mehr Frames deutlich stärker als durch extreme Sub-Längen.

8. Empfohlene Standard-Konfiguration

• Gain: 100
• Offset: 50
• Temperatur: −10 °C
• Dithering: alle 1–2 Frames

Praxis-Sweet-Spot:

• Hα: 240s
• OIII: 300s
• SII: 300s

Wer es maximal effizient möchte, kann sogar alles mit 240s aufnehmen und lediglich die Integrationszeit je Filter variieren.

9. Fazit

Mit einem schnellen f/4,8-Astrographen und der ASI2600MM ist man unter Bortle 5 erstaunlich schnell im sky-limited Bereich.

Die optimale Sub-Exposure liegt nicht bei 600s oder 900s, sondern typischerweise zwischen:

240 und 300 Sekunden

Der wahre Qualitätsgewinn entsteht durch lange Gesamtintegration, sauberes Dithering und präzise Kalibrierung – nicht durch extrem lange Einzelbelichtungen.