Polarlicht: Fotografie - Dr. Christian Pinter - Fototipps

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Das Polarlicht fotografieren
Bestimmte Ereignisse auf der Sonne jagen geladene Partikel zu Hauff ins All. Mitunter treffen diese auf die Erde. Vom Erdmagnetfeld beschleunigt und zu den erdmagnetischen Polen hin abgelenkt, dringen dann Elektronen aus dem All in die Atmosphäre ein. Dort regen sie vor allem Sauerstoffatome und Stickstoffmoleküle zum Leuchten an. So kommt es zum Polarlicht, auf der Nordhalbkugel auch Nordlicht genannt.

Ich beschreibe das Polarlicht und seine Beobachtung sehr ausführlich in meinen Beobachtungstipps. Auf dieser Seite finden Sie hingegen Hinweise zur Nordlichtfotografie.
Das fotografische Nordlicht

Unser Auge ist ein fantastisches Instrument, hat aber einen Nachteil: Es kann Lichteindrücke nicht addieren. In der Nacht ist das ein  Nachteil. Unser Auge versucht diesen Makel ein wenig auszugleichen, in dem es dann den lichtempfindlicheren, aber farbuntüchtigen Stäbchen unserer Netzhaut die Regie überträgt. Deshalb sind die Katzen nächtens grau.

Hingegen addiert die Fotografie sehr wohl Lichteindrücke über die Belichtungszeit hinweg und stellt so auch bei schwachem Licht noch Farben dar. Mitunter verrät sich ein schwaches Nordlicht überhaupt erst am Kameradisplay, und zwar durch seine Tönung!
Meine Beobachtungsstation in Alta, 1989.

Die Zeitschaltuhren steuerten Vorlauf und Belichtungszeit der elektrisch ausgelösten und motorisierten Yashica FXD bzw. FR.

Ein Cassettenrekorder samt Mikrofon und Vorverstärker diente als Diktiergerät
Meine Erfahrungen gründen beim Polarlicht ursprünglich auf der analogen Fotografie des Jahres 1989. Damals reiste ich nach Alta, um das Polarlicht zu studieren. 35 Jahre später kehrte ich nach Nordnorwegen zurück, um das Polarlicht mit digitalen Mitteln einzufangen. Weil hier die Dunkelkammerarbeit entfiel (ich hatte damals die Abzüge 1989 tatsächlich selbst entwickelt), schauen die Farben hier etwas anders aus und sind vermutlich auch repräsentativer.

Die folgenden Empfehlungen gelten speziell für die Spiegelreflexkamera.
Ein unbeleuchtetes Fußballfeld wurde damals mein bevorzugter Beobachtungsplatz.

Heute dürfte das Licht der nahen Stadt Alta den einst dunklen Ort schon "aufgefressen" haben
  • Optik: Weit oder weiter?

Bei digitalen Spiegelreflexkameras wählt man am ehesten ein möglichst lichtstarkes Weitwinkelobjektiv (11 bis 28 mm Brennweite), da das Polarlicht recht ausgedehnt ist. Außerdem lohnt der Einsatz eines Fischauge-Objektivs (Brennweite z.B. 8 mm; siehe Foto).
  • Fokussierung: Irdisch oder himmlisch?

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.


  • Blende: Weit offen oder ganz offen?

Meist öffnet man die Blende ganz  (z.B. 2 oder 2.8), um möglichst viel Licht auf den Sensor zu bringen. Die resultierende Verringerung der Abbildungsschärfe wird bei diffusen Objekten in Kauf genommen. Allerdings tritt mit offener Blende Koma auf, die vor allem bei hellen Sternen auffällt. Ich empfehle Testaufnahmen am Sternenhimmel mit verschiedenen Objektiven und Blendenwerten.
  • ISO-Einstellung: Hoch oder höher?

Man arbeitet mit hoher ISO-Zahl (400, 800, 1600). Je höher dieser Wert, desto verrauschter wird das Bild allerdings. Bei meinen Canons fällt das Rauschen trotz aktivierter kamerainterner Rauschunterdrückung bei ISO 1600 langsam auf. Bei ISO 400 ist es noch recht unauffällig.


  • Belichtungszeit: Lang oder länger?

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 weißlichen Fläche.
Außerdem werden dynamisch bewegte Details, z.B. die wandernden Polarlichtstrahlen, mit zunehmender Belichtungszeit verwischt. Auch 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.
  • Weißabgleich: Automatisch oder Sonnenschein?

Der Weißabgleich wird meist auf "automatisch" eingestellt, auch "Sonnenschein" mag passen. Allerdings wird das Ergebnis von Kamera zu Kamera differieren. Bei mir funktioniert "automatisch" deutlich besser; "Sonnenschein" färbt mir Wolken zu stark rot ein. Am besten: Selbst 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.
  • Dateiformat: RAW oder JPG?

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.
  • Rauschreduzierung: Gleich oder später?

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 (ISO-Zahl, Belichtungszeit, Sensortemperatur) angefertigt wird - bei 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.

Bei meinen Aufnahmen nahe Tromsö im Oktober 2024 setzte ich ausschließlich auf die kamerainterne Rauschreduktion.

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.
  • Rauschreduzierung im RAW-Format:

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.
Man kann auch selbst ein Dunkelbild abspeichern und von RawTherapee abziehen lassen. Dieses Foto gewinnt man, indem man eine Aufnahme mit aufgesetztem Objektiv- oder Kameradeckel schießt.
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.


  • Stativ: Alles andere sind bloß Notlösungen

Ein Stativ ist bei den nötigen Belichtungszeiten praktisch unumgänglich. Während das Polarlicht bei uns genickfreundlich horizontnah bleibt, kann es im hohen Norden praktisch an allen Stellen des Himmels tanzen, auch im Zenit. Es gibt auch kleine, leichte Stative.

Allerdings: Ein hohes Stativ erleichtert das Ausrichten der Kamera und das Nachfokussieren wesentlich: Denn wer möchte dazu schon im Schnee knien! Ein schweres Stativ zittert bei Windböen weniger. Ein herabbaumelnder Kameragurt sorgt bei starkem Wind ebenfalls für unnötige Erschütterungen.

Hat man kein Stativ dabei, bleiben bloß Notlösungen: Im hohen Norden kann man die Kamera nötigenfalls rücklings auf trockenen Boden legen und so mit möglichst weitwinkeligen Objektiven in Richtung Zenit zielen.

In gemäßigten Breiten lässt sich die Kamera nötigenfalls aufs Fensterbrett pressen, um wenigstens Schnappschüsse der (hier ja horizontnahen) Aurora zu erhalten. Auch in diesem Notfall tut man sich mit sehr kleinen Brennweiten leichter.
  • Auslösung (I): Fernauslöser oder Vorlauf?

Um die Kamera beim Auslösen nicht zu erschüttern, empfielt sich ein kabelgebundener oder kabelloser Fernauslöser. Ist ein solcher nicht vorhanden, stellt man einen Selbstauslöser-Vorlauf von 2 Sekunden ein, um die Erschütterung vor dem Öffnen des Verschlusses abklingen zu lassen. Bei einem kabelgebundenen Fernauslöser empfiehlt sich der Einsatz eines Verlängerungskabels: Bei einem kurzen Kabel steht man allzu lang mit angewinkeltem Arm neben der Kamera.

Wer einen Timer einsetzt, kann ganze Belichtungsserien definieren - und die Einzelfotos später zu einem Zeitrafferfilm zusammen setzen. Alternativ verwendet man dazu die Serienbildfunktion der Kamera und stellt den Schalter am Kabelauslöser auf "Dauerfeuer".


  • Auslösung (II): Live View oder Spiegelvorauslösung?

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) und einem Fernauslöser vor.


  • Vignettierung

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. Für meine Ultraweitobjektive von Fremdherstellern gebe es sowieso Korrekturdaten, weshalb ich auf diese Feature generell verzichte.

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.
  • Blitz: Ausgeschaltet oder abgeschaltet?

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.


  • Stromversorgung: Ein, zwei oder drei Akkus?

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. Ich benötigte nahe Tromsö zwei Akkus pro Nacht.
  • Motivwahl: Mit oder ohne Horizont?

Hübschere Fotos erhält man, wenn man irdische Objekte (Bäume, schneebedeckte Landschaften, Gewässer ...) mit ins Bild rückt. Es sollten aber keine allzu 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.


  • Winkelsucher oder schwenkbares Display?

Um beim Nordlichtfotografieren mehr Bequemlichkeit zu genießen, mag man einen Winkelsucher auf den Suchereinblick der DSLR stecken. Ich habe mir ein altes Exemplar für die seinerzeitige Yashica entsprechend adaptiert. Unvergleichlich praktischer sind Cams mit schwenkbarem Display, wie es z.B. die Canon EOS 650D besitzt. Ich kann so ein Feature Himmelsfreunden nur ans Herz legen!
  • Testen der Ausrüstung

Aufnahmen des heimischen Nachthimmels (ohne Polarlicht) empfehlen sich zum Vorab-Testen der Ausrüstung.

Die Bedienknöpfe und Einstellräder moderner Kameras sind oft recht klein.
Man sollte deren Auffinden üben, um sie auch im Dunkeln zu finden. Ich habe durchsichtige, selbstklebende Noppen auf die wichtigsten Knöpfe getan, um diesen Vorgang zu erleichtern.
Trotzdem sind die Elemente mit Handschuhen - ja selbst mit Wollhandschuhen - nicht wirklich zu treffen.

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.


  • Brillen

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.


  • Mondlicht

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. Und letztlich schenkt Mondlicht dem Nachthimmel einen dunkelblauen Teint, der hübscher aussehen kann als tiefes Schwarz.

Meine beiden Norwegen-Aufenthalte hatte ich dennoch so terminisiert, dass der Mond nachts beständig unter dem Horizont blieb.
  • Kompaktkamera?

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.

Alle Angaben ohne Gewähr
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