Beispiele

Ausgewertete Aufnahmen aus echten Nächten: was StarAberrationDiagnostics gemessen hat, wie das Ergebnis zustande kam und woran man es in den Karten selbst erkennt. Wie die Berechnungen funktionieren, erklärt das Handbuch; was jede Einstellung tut, die Dialog-Referenz.

Die Beispiele

• Newton f/5 mit Komakorrektor: Sh2-142 - Serienanalyse mit zehn Frames vor und nach dem Meridian-Flip. Der komafreie Punkt liegt stabil rechts unten außerhalb des Bildes: Der Newton ist dejustiert, und der Korrektor sitzt vermutlich zu nah am Sensor.

Die Aufnahmen

Die Frames wurden unverändert verwendet: nicht kalibriert, nicht registriert, nicht beschnitten. Die Nachführung wurde vor der Formanalyse abgezogen (Subtract tracking); die KI-Auswertung bekam die Messwerte ohne Karten.

Wie das Ergebnis zustande kam

1. Durchlauf 1 - jedes Frame einzeln. Jedes Frame wird vermessen wie mit Calculate: rund 3000 Sterne pro Frame mit PSF-Fit, Asymmetrie (drittes Moment) und Komafeld-Fit. Pro Frame entsteht eine Zeile der Tabelle unten.
2. Vergleich der Seiten. Für jeden Wert vergleicht das Script den Median der West- mit dem der Ostseite, gemessen an der Streuung innerhalb jeder Seite, und urteilt stable, changes oder unclear.
3. Durchlauf 2 - die statische Optik. Die Sterne aller zehn Frames werden zusammengelegt, rund 30 000 Sterne. Vorher verliert jedes Frame seine eigene, wechselnde Nachführung, und seine FWHM wird auf die mediane Mitten-FWHM skaliert, sodass das Seeing herausfällt. Übrig bleibt, was am Sensor festsitzt: die Optik. Daraus entstehen die vier Karten SeriesStatic_all_…, die diese Seite zeigt.
4. KI-Auswertung. Die Messwerte aller Frames und der Vergleich gehen als JSON an Claude (claude-opus-5-5), mit der Bitte um eine zweite Meinung in der Reihenfolge der Korrekturen.

Die Messwerte pro Frame

FWHM in Pixeln. P₀ ist der komafreie Punkt, als Versatz von der Bildmitte in Einheiten der halben Diagonale R (x nach rechts, y nach unten); die Bildecke liegt bei 1, der untere Bildrand bei y = 0,56.

Drei Dinge fallen schon in der Tabelle auf:

• P₀ liegt in neun von zehn Frames an derselben Stelle, bei etwa x = 0,5 und y = 0,7 bis 0,8: rechts unten, knapp unterhalb des Bildrands. Die Ausnahme ist Frame 0003 - das Frame mit der stärksten Nachführ-Elongation (0,51). Eine ungleichmäßige Nachführung fügt allen Sternen dieselbe Asymmetrie hinzu und verschiebt P₀; genau davor warnt das Script.
• k ist immer positiv, schwankt aber zwischen 1,1 und 3,5 - und zwar mit dem Seeing: Die schärfsten Frames (0011, 0031: FWHM unter 2,9 px) haben das größte k, die weichsten (0000, 0003, 0054) das kleinste. Unscharfe Sterne verwischen die Ausläufer. Die Lage von P₀ hängt davon kaum ab, nur die Stärke.
• Die Nachführung wechselt von Frame zu Frame in Stärke (0,09 bis 0,51) und Richtung - ein Zeichen für Guiding oder Wind, nicht für die Optik.

Der Vergleich der Seiten

Der Flip ändert an der Optik nichts Messbares: kein Mirror Flop, kein Spiel im Okularauszug. Das ist eine gute Nachricht - und zugleich die schlechte: Der weit versetzte komafreie Punkt ist stabil, also fest in der Optik eingestellt. Genau so sieht eine Dejustage aus, die sich durch Kollimieren beheben lässt.

Karte 1: Koma

Was man sieht: Fast alle Pfeile zeigen nach links oben, im ganzen Bild. Die orangen Stromlinien laufen als parallele Diagonalen von rechts unten nach links oben; die Beschriftung Coma-free point steht am unteren Rand rechts, weil der Punkt selbst knapp unterhalb des Bildes liegt (bei etwa x = 5100, y = 4700 bis 5000 Pixel).

Was es bedeutet: Unterkorrigierte Koma (k > 0) lässt die Ausläufer vom komafreien Punkt weg zeigen. Läge P₀ in der Bildmitte, liefen die Pfeile sternförmig nach außen - nach links oben in der Ecke links oben, nach rechts unten in der Ecke rechts unten. Hier zeigen sie überall in dieselbe Richtung, weil die „Quelle“ des Musters außerhalb des Bildes rechts unten liegt: Das Bild ist nur ein Ausschnitt seitlich davon. Die optische Achse trifft den Sensor also nicht in der Mitte, sondern rund 0,9 R daneben.

Karte 2: Sternform

Was man sieht: Die Stromlinien laufen radial von der Bildmitte nach außen, und die weißen Balken werden zum Rand hin länger; innen sind die Ellipsen blau und rund, am Rand rot und radial gestreckt (eps_rad +0,26 bis +0,32).

Was es bedeutet: Radial gestreckte Randsterne bei einem System mit Korrektor sind das Zeichen der Unterkorrektur - meist sitzt der Korrektor zu nah am Sensor (Handbuch, Korrektorabstand). Das passt zum Vorzeichen von k.

Ein wichtiges Detail: Das Zentrum des radialen Musters liegt nahe der Bildmitte - zwischen den beiden +½-Punkten, etwa 400 Pixel unter und 300 Pixel links der Mitte -, nicht beim komafreien Punkt rechts unten. Zwei +½ statt eines +1 entstehen, wenn ein gleichförmiger Anteil das radiale Muster aufspaltet; hier ist das die konstante Nachführung (ε 0,20), die in der statischen Karte bleibt. Das radiale Muster und die Koma-Asymmetrie haben also verschiedene Zentren. Das spricht dafür, dass es zwei getrennte Fehler sind: eine dejustierte Achse (Karte 1) und ein Fehler, der um die Bildmitte symmetrisch ist, wie der Korrektorabstand (Karte 2).

Karte 3: Sterngröße

Was man sieht: Die Mitte hat 3,4 px (3,5″), zum Rand hin werden die Sterne ringförmig größer. Die Ecken: links oben 4,83 px (×1,41), rechts oben 4,55 (×1,33), links unten 4,06 (×1,19), rechts unten 4,87 (×1,42).

Was es bedeutet: Ein Ring um die Mitte ist das Muster von Bildfeldwölbung oder Korrektorabstand, nicht von Verkippung - passend zu Karte 2. Auffällig ist die Ecke links unten, die deutlich schärfer ist als die drei anderen; ein Rest einseitiger Unschärfe, wie ihn eine Dejustage durch die schräg stehende Bildebene erzeugt (Karte 4).

Und rechts unten? Die Ecke nahe P₀ hat die symmetrischsten Sterne (kaum Koma, Karte 1), aber zugleich die größten (×1,42). Symmetrisch heißt nicht scharf: Dort bläht der radiale Fehler aus Karte 2 die Sterne auf.

Karte 4: Verkippung

Was man sieht: Die Quadranten liegen zwischen 3,59 px (links unten) und 3,89 px (rechts unten), die Mitte bei 3,43 px; die Kippachse ergibt nur 0,034°.

Was es bedeutet: In den einzelnen Frames meldet das Script eine einseitige Unschärfe von 14 bis 32 %, aber in wechselnder Richtung - auf der Ostseite springt sie zwischen 0° und 41° und 324° bis 336°. Zusammengelegt heben sich diese Richtungen weitgehend auf. Eine echte Sensorverkippung säße fest am Sensor und bliebe in Durchlauf 2 stehen; was hier übrig bleibt, ist klein. Die Verkippung der einzelnen Frames ist deshalb vor allem Seeing und Nachführung, kein Grund, am Tilt-Adapter zu drehen.

Die KI-Auswertung

Claude bekam die Messwerte aller zehn Frames und den Vergleich der Seiten, aber keine Karten; die Angaben zum „Aussehen der Sterne“ sind also aus den Zahlen erschlossen. Einstellungen: Step by step (for beginners), Sprache Deutsch. Die Antwort im Wortlaut:

Gesamturteil: Das Hauptproblem liegt fest im optischen Aufbau: Der komafreie Punkt liegt in allen 10 Bildern weit unten rechts. Das deutet auf eine dejustierte Kollimation hin, dazu kommt vermutlich ein zu kurzer Abstand zwischen Komakorrektor und Sensor. Der Meridian-Flip selbst ist unauffällig: FWHM, Ecken-Verhältnis, Koma und komafreier Punkt bleiben auf beiden Seiten gleich, es gibt also keinen Hinweis auf Spiegelkippen oder Spiel im Auszug.

Reihenfolge: 1. Kollimation, 2. Abstand Komakorrektor–Sensor, 3. Verkippung, 4. Fokus über die Nacht, 5. Nachführung/Guiding.

[korrigieren] Kollimation - Sicherheit: hoch

10 von 10 Bildern, über den Flip stabil

Befund: Der komafreie Punkt liegt im Median bei x=+0,52 und y=+0,69 bis +0,77 rMax, also etwa 0,9 rMax vom Zentrum entfernt. Auf der Ostseite streut er nur um 0,07. Die Koma-Stärke k ist mit 1,1 bis 3,5 immer positiv.

Aussehen der Sterne: Unten rechts sind die Sterne am symmetrischsten. Zur gegenüberliegenden Ecke oben links ziehen sie zunehmend kometenartige Schweife.

Begründung: Bei einem gut kollimierten Reflektor liegt der komafreie Punkt nahe der Bildmitte. Er bleibt über den Flip hinweg an derselben Stelle, also verursacht ihn keine Schwerkraft, sondern eine feste Fehlstellung von Haupt- oder Fangspiegel zur Achse.

Andere Ursachen: Ein schief sitzender Korrektor oder Okularauszug wäre möglich. Dagegen spricht nichts direkt, aber eine Fehlkollimation ist beim Newton die weit häufigere Ursache.

Maßnahme: Mit Laser oder Cheshire kollimieren, am besten mit montierter Kamera ein Sterntest. Dann den Hauptspiegel in kleinen Schritten (etwa eine Achteldrehung) so verstellen, dass der komafreie Punkt zur Mitte wandert.

Kontrolle im nächsten Testbild: Der komafreie Punkt sollte innerhalb von etwa 0,2 rMax um die Mitte liegen. Die vier Ecken sollten in FWHM und Form gleich aussehen.

[korrigieren] Abstand Komakorrektor–Sensor - Sicherheit: mittel

eindeutiges Vorzeichen, aber durch Fehlkollimation überlagert

Befund: k ist in allen Bildern positiv, die Schweife zeigen also nach außen. Die Randsterne sind radial gestreckt (epsRad +0,14 bis +0,35), und die Ecken sind etwa 1,3-mal so groß wie die Mitte.

Aussehen der Sterne: Am Rand sind die Sterne nach außen ausgezogen, wie kleine Kometen, die von der Bildmitte wegzeigen.

Begründung: Schweife nach außen zusammen mit radialer Streckung bedeuten unterkorrigierte Koma. Das tritt typisch auf, wenn der Korrektor zu nah am Sensor sitzt.

Andere Ursachen: Die Fehlkollimation verzerrt das Muster und kann einen Teil von k vortäuschen. Deshalb erst nach der Kollimation neu bewerten.

Maßnahme: Nach der Kollimation den Abstand zwischen Korrektor und Sensor in Schritten von 0,5 bis 1 mm vergrößern, mit Distanzringen. Vorher den Sollabstand des Herstellers prüfen.

Kontrolle im nächsten Testbild: k sollte gegen 0 gehen, epsRad am Rand unter etwa 0,1 fallen und das Ecken-Verhältnis Richtung 1,1 sinken. Wechselt k das Vorzeichen, war der Schritt zu groß.

[beachten] Verkippung - Sicherheit: niedrig

Richtung streut, Ursache unklar

Befund: Die einseitige Unschärfe liegt bei 14 bis 32 %. Auf der Westseite zeigt sie stabil nach oben rechts (286 bis 325°), auf der Ostseite springt sie zwischen 0 und 41° sowie 324 bis 336° hin und her.

Begründung: Eine Fehlkollimation erzeugt ebenfalls eine einseitige Unschärfe. Ein echter Sensorkipp würde dagegen eine feste Richtung auf beiden Seiten zeigen, und das ist auf der Ostseite nicht der Fall.

Andere Ursachen: Möglich ist ein Sensorkipp am Kameraadapter, wenn die Richtung nach der Kollimation stabil bleibt.

Maßnahme: Vorerst nichts verstellen und nach Kollimation und Abstandskorrektur neu messen.

Kontrolle im nächsten Testbild: Bleiben über 10 % Unschärfe in fester Richtung bestehen, den Adapter oder Tilt-Adapter prüfen.

[beachten] Fokus über die Nacht - Sicherheit: mittel

Fokus unverändert, Temperatur gefallen

Befund: Die Fokusposition blieb die ganze Nacht bei 5246, während die Temperatur um 2,9 °C fiel. Die FWHM in der Mitte schwankt zwischen 2,8 und 4,3 px und war in den ersten beiden Bildern (4,2 und 4,3) sowie im letzten (3,9) am größten.

Begründung: Bei einer reinen Fokusdrift würden die Sterne mit der Zeit stetig größer, das ist hier nicht der Fall. Die großen Werte zu Beginn und am Ende passen besser zu einem noch nicht ausgekühlten Spiegel und zur geringeren Höhe (66 bis 73°).

Andere Ursachen: Seeing allein ist möglich, lässt sich aber aus einer einzelnen Serie nicht trennen.

Maßnahme: Das Teleskop vor Beginn mindestens 1 Stunde auskühlen lassen. Außerdem pro etwa 1 °C Temperaturabfall oder stündlich neu fokussieren.

Kontrolle im nächsten Testbild: Die FWHM in der Mitte sollte über die Nacht gleichmäßiger bleiben, etwa unter 3,2 px.

[beachten] Nachführung/Guiding - Sicherheit: mittel

stark schwankend, kein Flip-Effekt

Befund: Die gemeinsame Streckung aller Sterne schwankt zwischen 0,09 und 0,51, ihre Richtung zwischen 13 und 95°. Sie wurde vor der Formanalyse abgezogen.

Aussehen der Sterne: In einzelnen Bildern, vor allem Bild 0003, sind alle Sterne in dieselbe Richtung oval.

Begründung: Wechselt die Richtung von Bild zu Bild, liegt das an der Nachführqualität und nicht an der Optik. Eine feste Optikursache wie Astigmatismus würde stattdessen immer gleich aussehen.

Andere Ursachen: Wind oder Kabelzug sind möglich. Dagegen spricht nichts in den Daten, sie lassen sich aber auch nicht prüfen.

Maßnahme: Guiding-Log (RMS) und Balance prüfen sowie die Kabel entlasten.

Kontrolle im nächsten Testbild: Die gemeinsame Streckung sollte in allen Bildern unter etwa 0,15 liegen.

Abweichungen von der Skriptbewertung

Das Skript nennt Tilt, epsRad und Nachführung beim Flip unklar. Die Unterschiede liegen aber innerhalb der Streuung von Bild zu Bild und haben mit dem Flip nichts zu tun. Wichtiger ist, was das Skript als stabil wertet: Gerade der stabile, weit versetzte komafreie Punkt ist der wichtigste Befund und keine Entwarnung.

Was die Karten zur KI-Auswertung ergänzen

Reihenfolge und Hauptbefund der KI bestätigen die Karten: erst kollimieren, dann den Korrektorabstand, die Verkippung vorerst nicht anfassen. An vier Stellen sagen die Karten mehr, als die Zahlen allein hergeben:

• „Unten rechts sind die Sterne am symmetrischsten“ stimmt für die Koma (Karte 1), aber dort sind die Sterne zugleich am größten (Karte 3, ×1,42). Wer nach der Kollimation die Ecken vergleicht, sollte das nicht als neuen Fehler lesen.
• Zwei Fehler, nicht einer, der den anderen vortäuscht: Die KI hält es für möglich, dass die Dejustage einen Teil von k vortäuscht. Karte 2 zeigt aber ein radiales Muster um die Bildmitte, nicht um P₀. Der Korrektorabstand ist damit ein eigener Befund - die Reihenfolge bleibt trotzdem richtig, weil sich nach der Kollimation beide Muster überlagerungsfrei messen lassen.
• Die Verkippung verschwindet in Durchlauf 2 fast ganz (0,034°). Das stützt das Urteil der KI („vorerst nichts verstellen“) deutlicher, als es die Einzelframes können.
• Frame 0003 ist das Beispiel für die Warnung des Scripts: Mit der stärksten Nachführ-Elongation der Serie liegt sein P₀ als einziges an anderer Stelle. Ein einzelnes Frame mit schlechter Nachführung hätte zu einer falschen Kollimationsrichtung geführt - deshalb die Serie.

Nächste Schritte

1. Fangspiegel und Hauptspiegel kollimieren (Laser oder Cheshire), dann am Stern nachjustieren: P₀ liegt rechts unten, die Hauptspiegelschrauben in kleinen Schritten so verstellen, dass er zur Mitte wandert; nach jedem Schritt ein Frame aufnehmen und vermessen.
2. Wenn P₀ innerhalb von etwa 0,15-0,2 R um die Mitte liegt: eine neue kurze Serie. Ist eps_rad am Rand weiter deutlich positiv und k > 0, den Abstand Korrektor-Sensor in Schritten von 0,5 mm vergrößern.
3. Erst danach die Verkippung beurteilen - und nur, wenn sie in Durchlauf 2 mit fester Richtung stehen bleibt.