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Anwendbarkeit von Vergrößerungen in einem astronomischen Teleskop

Die Vergrößerung ist der am meisten missverstandene Parameter von Teleskopen, nicht nur für Anfänger. Neue Teleskopbenutzer gehen häufig davon aus, dass eine größere Vergrößerung zu einem besseren Ergebnis führt. Sie stellen jedoch schnell fest, dass dies selten der Fall ist, und selbst umgekehrt ergibt eine geringere Vergrößerung fast immer ein besseres Bild.

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Planetenbeobachtungen, Sotschi, 600 Meter über dem Meeresspiegel. (Foto: K. Radchenko)

Warum ist ein großer Anstieg nicht immer gut?


Es gibt mehrere Gründe, warum ein starker Anstieg möglicherweise nicht vorzuziehen ist. Die übliche Annahme neuer Amateurastronomen ist, dass wir, da wir versuchen, Objekte zu beobachten, die sehr weit entfernt sind, diese etwas vergrößern möchten, um sie näher zu bringen. Aber die meisten Objekte am Nachthimmel scheinen sehr groß zu sein, obwohl sie sehr weit entfernt sind. Zum Beispiel sieht der Orionnebel mehr als doppelt so groß aus wie der Vollmond, und die Andromeda-Galaxie sieht sechsmal größer aus. Obwohl Andromeda 70 Billionen Mal weiter vom Mond entfernt ist, ist es auch 420 Billionen Mal größer als unser Begleiter! Eine große Vergrößerung ergibt ein kleines Sichtfeld, was bedeutet, dass ein großes Objekt möglicherweise nicht in das Sichtfeld des Teleskops passt.

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Ansicht der Andromeda-Galaxie: rechts bei größerer Vergrößerung, aber die gesamte Andromeda-Galaxie ist nur im Modus mit geringer Multiplizität zu sehen - links.

Ein weiterer Grund, warum die Vergrößerung nicht stark erhöht werden soll, ist die Bildhelligkeit. Das erfolglose Gesetz der Physik besagt, dass das Bild viermal weniger hell wird, wenn sich die Vergrößerung verdoppelt. Die meisten Himmelsobjekte sind sehr schwach, daher wird nicht empfohlen, sie dunkler als nötig zu machen. Deshalb ist das Wichtigste bei einem Teleskop die Blende (Linsendurchmesser), nicht die Vergrößerung. Helligkeit ist der Schlüssel zu astronomischen Beobachtungen.

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Bild des Orionnebels: rechts vergrößert, aber auch schwächer als bei geringer Vergrößerung - links

Einige Objekte sind jedoch klein und hell und können daher großen Vergrößerungen standhalten. Planeten fallen einfach in diese Kategorie. Obwohl Jupiter der größte Planet in unserem Sonnensystem ist, ist er weit genug entfernt (644 Millionen km) und als 1/36 der Größe des Vollmonds sichtbar. Jupiter ist jedoch heller als jeder Stern am Himmel. Solche großen Erhöhungen funktionieren gut bei Jupiter, Saturn, Mars und anderen hellen Objekten wie dem Mond.

Wie viel ist zu viel?


Warum also nicht einfach den Jupiter so weit erhöhen, wie wir wollen? Wenn er in den 200ern besser aussieht als in den 50ern, sollte er dann nicht in den 600ern oder 1000ern besser aussehen? Nein, und dafür gibt es zwei Gründe.

Das erste ist mit dem Teleskop selbst verbunden. Die Helligkeit eines Objekts hängt von der Größe des Teleskops und der Vergrößerung ab. Je mehr Licht Sie sammeln können (je größer der Objektivbereich ist, der von seinem Durchmesser abhängt), desto stärker können Sie die Vergrößerung des Instruments erhöhen, bevor das Bild zu dunkel wird. Darüber hinaus hängt die Auflösung oder die kleinsten sichtbaren Details auch von der Größe des Objektivdurchmessers ab. Dies bedeutet, dass es eine theoretische Obergrenze dafür gibt, um wie viel sich das Teleskop erhöhen kann, bevor das Bild verblasst und zu verschwommen wird. Dies wird durch eine sehr einfache Gleichung bestimmt:

Maximale Teleskopvergrößerung = D x 2
D - Linsendurchmesser in mm

Beispielsweise hat ein 75-mm-Teleskop eine maximale theoretische Vergrößerung von 150x. Ein 150-mm-Teleskop kann 300-fach und ein 200-mm-Teleskop 400-fach vergrößern. Dies ist jedoch streng genommen ein theoretisches Maximum, da das Teleskop selbst nicht der Hauptbeschränkungsfaktor ist.

Der übliche begrenzende Faktor bei maximaler Vergrößerung ist die Erdatmosphäre. Da wir durch die Atmosphäre schauen müssen, um etwas im Raum zu sehen, erhöhen wir die negativen Auswirkungen der Atmosphäre umso mehr, je mehr wir die Himmelsobjekte vergrößern, die wir betrachten. Und wenn die Atmosphäre turbulent ist, neigen diese Turbulenzen dazu, das Bild zu verwischen. Die Stabilität der Atmosphäre nennt man Beobachtungsbedingungen. Bei guter Sicht ist die Atmosphäre stabil und das Bild sieht sehr klar aus. Wenn die Sicht schlecht ist, ist die Atmosphäre sehr turbulent und das Bild sieht verschwommen aus. In einer Nacht mit schlechten Sichtverhältnissen kann selbst ein gutes Teleskop nicht mehr Details im Bild liefern.

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Jupiter bei hervorragenden Sichtverhältnissen

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Jupiter bei schlechten Sichtverhältnissen

Die tatsächliche obere Vergrößerungsgrenze, egal wie groß das Teleskop ist, liegt im Durchschnitt bei 250x - 300x pro Nacht. In einer schlechten Nacht können Sie 100-150x nicht überschreiten. Bitte beachten Sie, dass die Beobachtungsbedingungen und die Transparenz (Reinheit der Atmosphäre) nicht gleich sind. Oft haben sehr dunkle, klare Nächte schlechte Sichtverhältnisse, während neblige Nächte mit geringer Transparenz oft eine hervorragende Sicht bieten. Dies wird dadurch verursacht, dass in den oberen Schichten der Atmosphäre der Wirbel fließt, der das Bild verdirbt und nachlässt.

Wenn zu viel schlecht ist, was ist dann mit einer geringen Vergrößerung?

Eine geringere Vergrößerung ergibt ein breiteres Sichtfeld und ein helleres Bild. Genauso wie es eine zu große Zunahme gibt, gibt es auch eine minimale Zunahme. Die minimale Vergrößerung wird durch die Austrittspupille des Teleskopsystems bestimmt. Die Austrittspupille ist der Durchmesser eines Lichtstrahls, der aus dem Okular austritt. Je größer der Strahl, desto heller das Bild. Zumindest bis der Durchmesser der Austrittspupille des Teleskops den Durchmesser der Pupille des Auges des Betrachters nicht überschreitet.

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Unterschiedliche Größen der Austrittspupillen. Die große Austrittspupille rechts ist breiter als die Pupille des Auges des Betrachters.

Wenn die Austrittspupille breiter als die Pupille des Auges des Betrachters ist, verschwindet die Helligkeit des Bildes. Der Effekt entspricht genau der Begrenzung der Teleskopapertur (Apertur). Die Pupillengröße des Beobachters hängt davon ab, ob der Beobachter an die Dunkelheit angepasst ist und wie alt er ist (die maximale Pupillengröße nimmt mit dem Alter ab). Eine typische dunkeladaptierte Pupille hat einen Durchmesser von 7 mm. Die Augen älterer Beobachter können sich nur 5 oder 6 mm öffnen. Unter der Annahme, dass die Standardgröße der menschlichen Pupille im Dunkeln 7 mm beträgt, gibt es eine einfache Gleichung für die minimale Vergrößerung:

Minimale nützliche Vergrößerung = D / 7
D - Linsendurchmesser in mm

Optimale Vergrößerung


Das zweite Problem besteht darin, dass durch Verringern der Vergrößerung der Bildmaßstab und die Details verringert werden. Die beste Auflösung des menschlichen Auges wird durch Verwendung des kleineren Durchmessers der Austrittspupille des Instruments erreicht. Beobachtungsexperimente zeigen normalerweise, dass zur Beobachtung von Weltraumobjekten das beste Bild mit einer Austrittspupille von 2 mm bis 3 mm gesehen werden kann. Dies ist eine 35- bis 50-fache Steigerung bei einem 100-mm-Teleskop, 70-100-fach bei 200 mm und 120-175-fach bei 350 mm. Eine geringere Vergrößerung kann erforderlich sein, um das gesamte große Objekt in einem Sichtfeld abzudecken. Wenn Sie jedoch versuchen, kleine Details in einer Galaxie oder einem Nebel oder in einem Kugelsternhaufen zu beobachten, sind durchschnittliche Vergrößerungen möglicherweise ideal.

Um die Planeten anzuzeigen, können Sie eine höhere Vielzahl verwenden. Natürlich ist jedes Objekt, Teleskop und jeder Beobachter ein Unikat, daher können bestimmte Vergrößerungen für bestimmte Kombinationen besser sein. Die meisten Astronomen haben drei Okulare - eines groß, eines mittelgroß und eines niedrig -, um verschiedene Beobachtungsbedingungen abzudecken. Normalerweise reichen sie von 50x bis 250x, da sie alles von einem weiten Feld bis zu einer hohen Vielfalt abdecken. Ein starker Anstieg kann für großartige Nächte nützlich sein, aber höchstwahrscheinlich handelt es sich um ein Okular, das nur selten verwendet wird. Für größere Sichtfelder kann weniger Leistung nützlich sein.

Sehen Sie sich den Vergrößerungsrechner an, um die Vergrößerung einer beliebigen Kombination aus Okular und Teleskop zu bestimmen.

Ich hoffe, dieser Artikel wird jemandem nützlich sein!
Alles klarer Himmel und erfolgreiche Beobachtungen!

Konstantin Radchenko, Chefredakteur der Open Astronomy Group.

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