Vergrößerung


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.


100

130

170

230

300

450

(C) 8/2005 Antares