Das Auge und die astronomische Beobachtung

Das Auge und die astronomische Beobachtung

Das Auflösungsvermögen des Auges

Ein normalsichtiges Auge kann kann leicht die knapp 12′ getrennten Sterne MIZAR und ALKOR im großen Wagen voneinander trennen. Wo liegt die Grenze?

Gute Augen können noch Alpha (Algedi) im Steinbock ( D=6′, m= 3,8 / 4,5 )trennen. Aber nur noch wenige Menschen können 4′ oder 3′ unterscheiden, wie z.B. Alpha (Zuben Elgenubi) in der Waage (D=4′, m= 2,8 / 5,3) oder den berühmten Doppelstern Epsilon in der Leyer (D= 3′, m= 4,3 / 6,3 ). Das Auflösungsvermögen eines Teleskops kann man berechnen.

Die Lichtwellen, die auf die Netzhaut des menschlichen Auges treffen und wahrgenommen werden, liegen im großen Bereich der elektromagnetischen Strahlung bei Wellenlängen etwas unterhalb von 10-6 m. Oder genauer zwischen ca. 400 nm (violett) und 700 nm (rot). 1 nm (Nanometer) entspricht 10-7 cm oder 10-9 m, was früher meist angegebenen wurde als 10 Å (1 Angström = 10-10 m).

Die Formel hierfür lautet:

sin a = 1,22 * lambda / D

lambda WellenlängeD Teleskopöffnunga Winkelabstand in °

Für ein Teleskop von 8 cm Öffnung ergibt sich bei lambda = 700 nm dann ein     a = 6,116*10-4 ° oder 2,2″.

Für ein Teleskop von 15 cm Öffnung erhalten wir     a = 3,262*10-4 ° oder knapp 1,2″

Das Auflösungsvermögen eines Objektives kann man auch ohne großen Rechenaufwand durch die sogenannte Dawes-Formel ermitteln: A=13/D

Hier wird für lambda der gelbe Farbbereich (500 nm) eingesetzt, dann kommt man auf die Konstante 13.

D Öffnung (bzw. Durchmesser des Objektives) in cmA Winkeldistanz zweier Punkte in Bogensekunden

Dämmerung

In der Dämmerung werden Sterne der 1. und 2. Größenklasse sichtbar. Allen voran natürlich Sirius als hellster Stern des Sternenhimmels mit einer Helligkeit von m = -1,4.

Dann andere wie…

SternmArktur im Bootes-0,04Capella im Fuhrmann0,08Rigel und Beteugeuze im Orion0,1 / 0,5Atair im Adler0,77Aldebaran im Stier0,85Spica in der Jungfrau0,98Deneb im Schwan1,25

…um nur die bekanntesten zu nennen.

Die Dämmerung ist auch für die Beobachtung des Mondes der beste Zeitpunkt, da die Einzelheiten der Mondoberfläche deutlicher zu sehen sind als in der Nacht, da man weniger geblendet wird.

Man kann sich einen Sport daraus machen, die schmale Mondsichel baldmöglichst nach Neumond am Himmel ausfindig zu machen. 24 Stunden scheint der kürzeste Zeitpunkt zu sein, obwohl es Beobachter gibt die von 11 Stunden berichten.

Adaption der Augen

Jeder hat es schon erfahren, wenn man von einem hell erleuchteten Zimmer ins nächtliche Dunkel tritt, dauert es einige Zeit, bis sich das Auge an die Dunkelheit angepasst hat. Wenn man die Sterne genau fixiert, sieht man sie nach einigen Minuten immer besser, bis man schließlich bestenfalls Sterne der 3. oder 4. Größe wahrnehmen kann. Um Sterne der 6. Größenklasse mit dem bloßen Auge zu markieren, benötigt man eine längere Anpassungszeit (mind.15 Min.) und exzellente atmosphärische Bedingungen, ohne Streulicht aus nahegelegenen Lichtquellen. Auch der Mond sollte nicht über dem Horizont stehen.

Eine weitere Bedingung ist, dass bei adaptierten Augen der Pupillendurchmesser eine Mindestgrösse von ca. 5-6 mm erreicht. Die Adaption des Auges beruht zum Teil auf einer Erweiterung der Pupille, zum Teil aber auch auf einer echten Adaption der Zapfen, die zentral im gelben Fleck liegen. Wichtiger und von längerer Dauer ist die Anpassung der Stäbchen im periphären Bereich der Netzhaut.

Im periphären Gesichtsfeld werden immer mehr Sterne sichtbar, bis nach einer halben Stunde etwa, auch hier das Maximum erreicht ist. Die Stäbchen sind dann wesentlich empfindlicher als die Zapfen. Die lichtschwächsten sichtbaren Sterne bei erfolgter Adaption sind solche von 6. Größe wie bereits ausgeführt, manche Leute sehen auch noch bis zur 7. Größe. Jeden Stern den man intensiv und direkt anschaut verschwindet. Sterne der 4. Grössenklasse sind dann bereits unsichtbar. Es muss also eine Differenz von ca. 3 Grössenklassen zwischen dem Schwellenwert für den gelben Fleck und den für die periphären Netzhautbereiche bestehen. Dies entspricht einem Faktor 16 in der Lichtstärke. Bei extrem guten Bedingungen und natürlich klarem Wetter, soll es möglich sein, die Venus den ganzen Tag über zu sehen! Mir ist das allerdings noch nicht gelungen.

Willy Mahl 26/02/2003


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