Wenn man mit einem Teleskop entfernte Galaxien sehen kann,..

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5 Antworten

Teleskope erfüllen im Prinzip zwei Zwecke: Zum einen sollen sie viel Licht sammeln, damit wir auch lichtschwache Objekte wie die unglaublich weit entfernten Galaxien detaillreich aufnehmen können, zum anderen ermöglichen sie uns feinere Details zu beobachten als dies mit dem bloßen Auge möglich ist.

Obwohl die Planeten für kosmische Maßstäbe nah an uns dran sind, erscheinen sie uns von der Erde winzig klein, die Venus etwa erscheint uns von der Erde maximal eine Bogenminute groß. Was ist eine Bogenminute? Strecke deinen Arm aus: Die Breite deines Daumens entspricht ungefähr einem Grad am Himmel. Teile nun diese Breite in 60 gleich große Abschnitte und du erhältst eine Vorstellung davon, wie wenig eine Bogenminute ist. Die weiter entfernten Planeten wie der Neptun oder auch der Zwergplanet Pluto liegen sogar nur im Bereich von einer Bogensekunde ... hierfür musst du die Breite deines Daumens imaginär durch 3600 (!) teilen. Um auf so kleinen Objekten noch Details zu erkennen, brauchst du ein hohes Auflösungsvemögen. Erdgebundene Teleskope haben ohne technische Tricks wie die adaptive Optik nur ein sehr begrenztes Auflösungsvermögen, weil die Erdatmosphäre ständig in Bewegung ist und das Bild ständig "verschmiert". Davon befreit sind lediglich Weltraumteleskope.

Galaxien hingegen wirken am Himmel im Allgemeinen deutlich größer, dennoch können wir sie aufgrund ihrer geringen (Flächen-) Helligkeit am Himmel nicht sehen, unsere Augen sind dafür einerseits nicht empfindlich genug, andererseits liegt ihre lichtsammelnde Fläche nur bei maximal fünf bis acht Millimetern. Große Teleskope hingegen haben Spiegel von mehreren Metern im Durchmesser und fangen so enorm viel Licht auf, weiterhin können die angeschlossenen Kameras das Licht über Stunden Stück für Stück sammeln, so werden die sonst unsichtbaren Galaxien plötzlich in ihrer vollen Pracht sichtbar.

Im direkten Vergleich zeigt sich, dass das Auflösungsvermögen direkt proportional zum Durchmesser der lichtsammelnden Fläche ist, während die lichtsammelnde Fläche selbst hingegen quadratisch mit dem Durchmesser wächst - konkret: Wenn wir es durch größe Mühe schaffen, ein doppelt so großes Teleskop zu bauen, haben wir die lichtsammelnde Fläche vervierfacht, während sich das Auflösungsvermögen lediglich verdoppelt. Auch deshalb "hinken" Teleskope in Sachen Auflösungsvermögen quasi hinterher.

peter678 23.01.2012, 17:47

Was du erzählst stimmt nur zum Teil. Die Erdatmosphäre ist störend. Aber auch Weltraumteleskope können Pluto nicht scharf auf Bild bannen. Da zu wären Langzeitaufnahmen nötig die aber nicht bei Planeten eingesetzt werden können, da sie sonst unscharf erscheinen würden, wegen der Eigenrotation der Planeten. Daher muss immer eine kurze Belichtungszeit gewählt werden. Und das ist der Grund warum wir vom Pluto auch mit den größten Teleskopen keine scharfen Bilder machen können. Mach einfach mal ein Experiment und mach eine Langzeitaufnahme vom Pluto. Du wirst sehen, er wird zwar hell auf Bild gebannt aber ohne schärfe, einfach nur ein unscharfes Klümpchen. Bei einer kurzen Belichtung wäre er nur als Stecknadel großes Objekt auf dem Bild zu sehen sein wenn überhaupt. Das ist der Grund warum wir Pluto nicht scharf auf Bild bekommen. Mit Langzeitaufnahmen gelingen auch weit entfernte Objekte wie Galaxienhaufen. Einige Galaxien sind so winzig das man sie damals nicht mal vermutet hätte. Eine Langzeitaufnahme trägt also bei um das scheinbar unsichtbare sichtbar zu machen. Würde sich Pluto nicht drehen könnte man knack scharfe Bilder in annehmbarer Auflösung von ihm schießen. Auch durch die Atmosphäre zum Teil, aber natürlich schlechter als aus dem Weltraum,

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Altair080 23.01.2012, 18:45
@peter678

Du willst mich auf den Arm nehmen, oder? Zunächst einmal möchte ich, dass du dich einmal mit Oberflächenhelligkeiten befasst und dir wenigstens einmal anschaust, wie Planetenbilder beispielsweise in der Amateurszene entstehen, oder vielleicht besser gleich mal ein Observatorium besuchst, zum Beispiel bei mir in Hamburg. Dann können wir gerne weiterreden.

Was die "scharfen Bilder" angeht, ist das nichts als großer Unfug, den du da schreibst. Nach dem Rayleigh-Kriterium besitzt ein Teleskop vom Kaliber "Hubble" mit etwa einem Meter Spiegeldurchmesser ein Auflösungsvermögen von

d = 0,11"

Gemäß

http://de.wikipedia.org/wiki/Plutopositionen

erreicht der Pluto in Opposition einen maximalen scheinbaren Durchmesser von knapp unter 0,11". Da kannst du dir gerne selbst zusammenreimen wie viele Oberflächendetails du aufnehmen kannst ...

Also, noch einmal: Mit der Rotation der Planeten hat das so gut wie gar nichts zu tun, mit geringer Helligkeit ebenfalls nicht, die Belichtungszeiten bei flächenhellen Objekten wie den Planeten sind vergleichsweise kurz. Es ist alles eine Frage des Auflösungsvermögens!

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peter678 23.01.2012, 19:10
@Altair080

Ich hab Astronomie studiert und hab 11 Jahre eine Photokette geleitet. Ich hab von beidem mehr Ahnung als du glaubst kleiner. Du hast aber anscheinend keine Ahnung von dem, du sprichst. Du arbeitest in einer Sternwarte? Erzähl das jemand der es hören will. Das glaube ich dir mit keinem Wort, da du in deinen Beiträgen mehr Fehler hast als das man von Fachkenntnissen sprechen könnte. Ich hab dich öfter gewarnt, lass deine Spielchen. Mich willst du bestimmt nicht zum Feind. Aber das kannst du haben. Und es existieren auch von Hubbnle keine scharfen Bilder von Plutoi!

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Altair080 23.01.2012, 19:23
@peter678

Dass von Hubble scharfe Bilder existieren habe ich nirgendwo behauptet und die Schwierigkeit desselben soeben auch quantifiziert, aber nachdem dein Irrtum nun offenbar wird musst du dich wohl oder übel an jeden Strohhalm krallen ... ;-) Traurig, wie es dir einfach nicht gelingen will auf der Fachebene zu diskutieren, sondern stattdessen stets in persönliche Angriffe übergehst - entsprechend bekommst du Selbiges von mir auch zurück.

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Das hat einige Gründe. Die Teleskope sind einfach nicht stark genug um Plutos Oberfläche darstellen du können. Nicht mal Hubble und co können das. Pluto ist winzig und vor allem, weit weg. Und er hat eine gebundene Rotation mit Charon. Er bewegt sich also und die Erde rotiert auch. Galaxien und Sterne sind viel weiter entfernt. Aber sie haben eine viel größere Ausdehnung und rotieren nicht so schnell im Verhältnis. Die schönen und Detail vollen Bilder die du von Galaxien siehst sind Langzeitaufnahmen. Optisch würden sie im Teleskope auch nur flau aussehen. Man führt also das Teleskope an dem die Kamera angeschlossen ist nach. Gleicht somit die Rotation der Erde aus. Das Objekt bleibt also immer am selben Platz im Sucher der Kamera. Manche der schönen Aufnahmen sind so, über Stunden und mehrere Tage entstanden. So kommen die Farben und Details zum Ausdruck. Aber das ist auch der Grund warum man Planeten nicht auf diese Weise auf Bild bannen kann. Planeten rotieren und die Erde auch. Auch wenn das Teleskope nachgeführt wird, so kann man die Rotation des Planeten nicht nach führen. Würde man nun eine Langzeitaufnahme machen, würden die Bilder schon nach wenigen Minuten, völlig unscharf weil der Planet ein Stk gedreht hat. Je länger aber eine Aufnahme, um so mehr kann sich das wenige Licht sammeln. Also ideal für Galaxien, Nebel und weit entfernte Objekte. Für Planeten wie gesagt, völlig ungeeignet. Somit kann man nur kurze Belichtungen wählen und somit weniger Licht einfangen. Daher bleibt von so einem Bild von Pluto nicht viel übrig. Er ist winzig und zu weit entfernt und somit an einem dunklem Ort im Sonnensystem. Also muss man mit scharfen Bildern noch etwas Geduld haben bis endlich die erste Sonde die zu ihm unterwegs ist, Bilder aus der Nähe von ihm schießen wird. Hoffe du verstehst etwa die Problematik. Und Neptun ist eh ein Gasplanet und hat somit keine Oberfläche die Details liefern könnte. Auf seiner blauen Scheibe sind nur hin und wieder einige Wolken zu finden. Mehr ist da nicht zu sehen.

Altair080 23.01.2012, 07:45

Auch wenn du dich wieder ärgern wirst: Die Rotation des Planeten hat in meiner astrofotografischen Praxis selbst beim Mars nie ein echtes Problem dargestellt, viel schlimmer ist der störende Einfluss der Erdatmosphäre, welche das Auflösungsvermögen begrenzt.

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Altair080 23.01.2012, 08:13
@Altair080

Editzeit abgelaufen ...

Sogar vom Jupiter lassen sich selbst mit Amateurmitteln tolle Aufnahmen machen, auch hier spielt die Rotationsdauer kaum eine Rolle, weil die Belichtungszeiten aufgrund der Helligkeit der Planeten eh vergleichsweise kurz gewählt werden können, es ist also alles eine Frage der Auflösung - genau deshalb schießt Hubble knackscharfe Aufnahmen vom Mars, dem Jupiter oder Saturn, für detaillierte Bilder vom Uranus und Neptun hingegen ist sein Spiegel zu klein, da eben auch das theoretisch erreichbare Auflösungslimit im Weltall irgendwann erreicht wird.

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peter678 23.01.2012, 17:22
@Altair080

Und mir kommt es langsam so vor als ob du keine Ahnung hast was du erzählst. Du bist gar nicht vom Fach, oder? Jupiter Mars und die Inneren Planeten sind ja auch viel näher an der Erde und somit auch näher an der Sonne. Je näher ein Objekt um so größer ist es und um so größter seine scheinbare Helligkeit. Man braucht bei ihnen also keine Langzeitaufnahmen wie weit entfernte Objekten wie Sternensysteme, Galaxien usw. Mach dich also erst mal schlau bevor du unnötige und unqualifizierte Kommentare abgibst. Und über diese Planeten hab ich auch gar nicht gesprochen. Ich hab über den weit entfernten Pluto gesprochen und Galaxien usw aber mit keinem Wort Jupiter und co erwähnt. Erspar dir also deine Kommentare. Solche Spielchen kann ich auch. Glaub mir das mal.

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Altair080 23.01.2012, 18:44
@peter678

Absolut lachhaft. So sehr es dich auch ärgert, dass nun jemand da ist, der deine fehlerhaften Beiträge korrigiert, mein Angebot mich hier in Hamburg an der Sternwarte zu besuchen gilt weiterhin!

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Hallo Estilo0,

Eine Galaxie oder ein Gasnebel ist viel größer, als ein Planet. Obwohl diese so genannten Deepsky-Objekte viel weiter entfernt sind, als die Planeten, haben sie wegen ihrer Größe jedoch eine weitere Flächenausdehnung am Himmel.

Ich Vergleiche das gerne so: Stell dir vor du fotografierst zuerst einen Tennisball aus 40 Meter Entfernung. Der Tennisball stellt den Pluto dar. In 10 Kilometer Entfernung befindet sich ein großer Berg, den du ebenfalls fotografierst. Er soll eine nahe Galaxie darstellen.

Das Ergebniss: Der Tennisball ist auf dem Foto nur als Strukturloser, kleiner Fleck zu sehen, weil er zu weit weg ist, um anständig fotografiert zu werden. Der Berg jedoch gibt auf dem Foto viele Details her, obwohl er viel weiter weg ist. Er ist eben viel größer, als der Ball!

So, die Entfernungen hab ich mir selbst ausgedacht. In der Praxis wird das Ergebnis aber ähnlich aussehen :-)

Grüße

Die entfernten Galaxien sind aber ja auch viel, VIIIIEEEL größer als irgendein Planet!

So weit ist die Technik halt noch nicht.

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