Nicht selten hört man von Neulingen die Klage, das die Planeten
z.B. trotz Vergrößerung immer noch so klein im Teleskop
sind.
Dieser Artikel soll deutlich machen, was Vergrößerung
praktisch bedeutet und was den Betrachter erwartet. Ich möchte
hier keine Simulation des Objektes darstellen, sondern mich nur
auf das Thema Vergrößerung beschränken. Natürlich
habe ich einen Planeten - Saturn - als Maßstab genommen, allerdings
kein Originalbild, sondern nur das Simulationsbild aus dem Freewareprogramm
Celestia. Mittels Screenshots wurde es maßstabgerecht eingebaut.
Den realistischsten Eindruck erhält man, wenn man aus Papier
z.B. eine daumendicke Röhre formt und sich die Saturnbilder
so aus etwa 1m Entfernung zum Monitor anschaut. Die Röhre ist
nicht ganz unwichtig, denn ohne die röhrenförmige Begrenzung
erscheint dank optischer Täuschung das Abbild größer,
ein Aspekt, der vielleicht auch einen Unterschied macht, wenn man
einerseits Größen mit bloßem Auge und andererseits
durch das Teleskop vergleicht. Probierts mal durch Augenwechseln
- eines mit Röhre und eines ohne.
Von
ähnlicher Thematik ist der Artikel Fernrohransichten,
wo man eher die Auswirkung von steigendem Auflösungsvermögen
sehen kann.
Vergrößerung - nicht selten glaubt der Neuling,
daß dies der Faktor bei der Beobachtung ist und erwartet
bei 100facher Vergrößerung schon gigantisch große
Bilder.
Tatsächlich ist Vergrößerung nur ein Faktor,
der Vergrößerung der scheinbaren Winkelausdehnung
bedeutet.
So sehen wir Saturn incl. der Ringe zum Oppositionszeitpunkt
mit maximal rd. 40 Bogensekunden Winkelgröße. Mit
bloßem Auge bedeutet dies punktförmig.
Vergrößern wir dieses Bild 100fach, so hat Saturn
dann ein Größe von rund 4000 Bogensekunden, d.h.
67 Bogenminuten oder 1,07 Grad. Bei 200fach sind es dann 2,14
Grad. Achtung, hier sind wir noch nicht zu Ende, denn 2,14
Grad entspricht rd. 4 Monddurchmessern und impliziert zunächst
ein riesiges Bild.
Doch nun kommt das Fernrohr und das Okular ins Spiel. Im Fernrohr
beobachten wir mit dem Okular das Abbild der Brennebene, die
durch das Fernrohr gebildet wird ( Ein Fernrohr sammelt und
bündelt Licht). Weiterhin haben Okulare scheinbare und
wahre Gesichtsfelder (siehe Grundlagenartikel), was später
noch wichtig wird.
20
40
60
80
Die
Brennebene hat eine fixe Größe, gegeben von Teleskop
und ist einige mm groß. Das ist also das gesamte sichtbare
Feld und ersetzt das mit freiem Auge riesige Areal, das wir
sehen können.
Mit dem Okular betrachten wir also ein nur wenige mm großes
Bild in unterschiedlichen Abständen ( Okularbrennweite
).
Eben dieses kleine Bild wird je nach Okular auch unter unterschiedlichen
Sehwinkeln (scheinbares Gesichtsfeld) betrachtet, wobei das
wahre Feld des Okulars den Rahmen des Areals bildet, welches
überhaupt gesehen wird. Der Einblick in das Okular ersetzt
also den gewohnten Blick mit dem Auge auch ein schier unbegrenztes
Feld. Kennen wir das scheinbare Feld des Okulars ( z.B. 50
Grad, wie z.B. beim Standardplössl ) so wird Saturn,
der 200fach vergrößert wie oben genannt rund 2,14
Grad Ausdehnung hat, rund 1/25 des Bildfeldes füllen.
In Okularen mit größeren scheinbaren Gesichtsfeldern
(z.B. den 80 Grad der Naglerokulare ) erscheint daher das
Objekt trotz gleicher tatsächlicher Größe
scheinbar kleiner zu sein ( Optische Täuschung ). Saturn
bei 200fach würde dann etwa 1/40 des Bildfeldes einnehmen.
In etwa vergleichen kann man die Vergrößerung
mit einer Bewegung auf ein Objekt hin, wobei man sich nicht
durch die Erfahrungen des normalen Lebens in die irre führen
lassen darf.
In der Astronomie haben wir es mit ganz anderen Entfernungen
zu tun. Oft sind sie so groß, das selbst riesige Objekte
nur Punkte bleiben und die Vergrößerung durch das
Teleskop nicht ausreicht, die Winkelausdehnung so weit zu
erhöhen, das unser Auge dies auch registriert bzw. in
der Lage ist den Punkt aufzulösen.
Recht
offensichtlich wird die Bedeutung der Entfernung, wenn man
Mond und Sonne vergleicht. Beide erscheinen am Himmel mit
bloßen Auge als etwa gleichgroße Kugeln mit rund
0,5 Grad Durchmesser. Nun ist der Mond aber nur 3485 Km im
Durchmesser groß, die Sonne jedoch 1,3 Millionen Km
- ein gewaltiger Unterschied. Das wir sie trotzdem gleich
groß sehen, kann also nur an der unterschiedlichen Entfernung
liegen, die beim Mond rd. 385.000 Km beträgt, während
die Sonne 150 Millionen Km entfernt ist. Die Sonne, deren
Durchmesser rd. 370 mal so groß wie der des Mondes ist,
scheint also grade mal genauso groß zu sein, wie der
viel kleinere rd. 390 mal nähere Mond. Würde der
Mond an Stelle der Sonne stehen, wäre er schon nur noch
ein Punkt, der nur im Fernrohr noch als kleine Scheibe zu
erkennen wäre. Ähnliches gilt für die Sonne,
würde sie in der Entfernung von Pluto stehen. Das klingt
zunächst nach einer gewaltigen Distanz, ist astronomisch
gesehen jedoch nur unbedeutend, bedenkt man, das die Distanz
Erde-Sonne rd. 8 Lichtminuten beträgt, der nächste
Stern aber schon 4,23 Lichtjahre entfernt ist. Das sind rd.
2.250.000 Lichtminuten. Nun bedenke man noch mal den obigen
Mond-Sonne-Größenvergleich.....
Dann
wird sicherlich klar, warum Sterne nur Punkte bleiben. Im
Teleskop nähern wir uns also dem Objekt scheinbar. Dies
führt dazu, das wir große flächige Objekte,
je nach Verhältnis Größe zu Entfernung flächig
sehen können. Am Beispiel von Saturn zeigt die nebenstehende
Tabelle die Auswirkungen der Vergrößerungen durch
das Teleskop.
Hier wird auch erkennbar, das unter 100facher Vergrößerung
Planetenbeobachtung nicht viel Gewinn bringt, aber schon bei
150-200 fach einiges zu sehen ist, weil das Abbild entsprechend
groß ist. Voraussetzung hierfür ist natürlich
das es die Bedingungen zulassen so hoch zu vergrößern
und das die eine dem Teleskop angepaßte Vergrößerung
ist. Wichtig ist in diesem Zusammenhang zu wissen, das oft
die Atmosphäre die sinnvollen Vergrößerungen
begrenzt. Nicht selten sind grade mal 200fach verwendbar.
300 und mehr geht meist nur in wenigen Ausnahmenächten
im Jahr.