Warum auch Amateur-Teleskope ein tolles Fernsehprogramm zeigen

Amateur-Teleskope sind Babykram! Das ist das Resümee aus den letzten Podcast-Folgen von Abenteuer Sterne,… das man ziehen könnte. Wohlgemerkt könnte. Denn schaut man sich die Teleskope der großen Observatorien dieser Welt an, bei denen Spiegel mit 10 und mehr Meter Durchmesser zu Einsatz kommen, in die bis ins Detail ausgefuchste Korrektur-Systeme auf höchstem technischen Niveau integriert sind, um aus dem wenigen Licht das beste, tollste und perfekteste Bild zu bekommen … tja dann … dann könnte man wirklich zum Schluss kommen, dass Amateur-Teleskope einfach nur Babykram und Nonsens sind. Denn sie haben nur mickrige Durchmesser von etwa 10 bis 80 cm.

Doch sie sind himmelweit mehr als nur Babykram. Und deshalb gibt es diese Folge. Sie soll zeigen, warum man auch mit Teleskop-Öffnungen deutlich unter 1 Meter wunderbar fernsehen kann. Und sie soll einen Überblick geben, welche verschiedenen Fernsehprogramme man mit Amateur-Teleskopen ansehen kann. Das Herausfordernde an der Folge ist, dass jeder Amateur-Astronom andere Sachen toll findet. Für den einen sind Galaxien das Allerhöchste. Der andere zeigt denen die kalte Schulter und beobachtet lieber heiße Sterne, die sich umkreisen. Und der nächste mag Planeten lieber. Und dann ist da noch der ganz der andere, der sich an Stern-Leichen ergötzt. Ach ja, und dann noch die Teleskope. Der eine schwört nämlich auf dicke fette Spiegelteleskope; und für den anderen ist das schlanke lange Linsenteleskop der wahre Olymp. Und wieder ein anderer liegt lieber in der Wiese und surft mit seinem Fernglas durch die Milchstraße.

Aber gut … das bekommen wir hin. Fangen wir mal einfach mal mit der Teleskop-Öffnung an bzw. besser gesagt mit dem Durchmesser der lichtsammelnden Komponente. Bei einem Spiegelteleskop ist es der gewölbte Hauptspiegel, der sich unten am Teleskopboden befindet. Bei einem Linsenteleskop ist‘s hingegen die Linse, die sich ganz vorne am Teleskop befindet. Doch egal wie: Spiegel wie Linse empfangen das Licht weit entfernter Himmelsobjekte und leiten es weiter zum Detektor. Also zum Auge oder z.B. zu einem Fotoapparat. Für grundsätzlich jedes Teleskop gilt: Je größer diese lichtsammelnde Fläche ist, desto lichtschwächere Objekte kann man am Nachthimmel beobachten. Und die zeigen dann gleichzeitig umso mehr Details. Und je hochwertiger der Spiegel oder die Linse gefertigt ist, desto noch mehr Details sind zu sehen und das gleichzeitig in immer noch besserer Qualität. Deswegen wollen Astronomen am liebsten möglichst große und gleichzeitig auch noch möglichst hochwertige Optiken.

So, und damit sind wir auch schon bei den vielen vielen Abers … Denn je größer und besser die Optiken sind, desto teurer und gleichzeitig schwerer sind die auch. Kosten Amateur-Teleskope von ein paar hundert bis zu mehreren 1000 Euro, so bewegen sich die Riesen-Dinger der Berufsastronomen schon beim 1000- bis 10.000-Fachem. Und wiegen Amateur-Teleskope ein paar Kilo bis einige 10 Kilo, so sind’s bei den metergroßen Teleskopen der Berufsastronomen schon viele vielen Tonnen. Und das viele Glas macht ziemlich Probleme! Denn je größer und somit schwerer die Optiken sind, desto mehr zerrt die Schwerkraft an ihnen, verformt sie und erzeugt so Bildverzerrungen, die keiner haben will. Und es entstehen noch viel mehr solcher Bildverzerrungen. Nämlich weil dickes Glas seine Temperatur nicht so schnell mitändert, wie die Umgebungsluft um das Teleskop herum wärmer oder kühler wird.

Dickes Glas macht aber noch etwas: es lässt immer weniger Licht durch, je dicker es ist. Den Spiegelteleskopen kann des Wurscht sein. Denn das Licht tritt ja nichts durchs Glas durch, sondern wird auf der aufgedampften Aluschicht reflektiert. Doch bei Linsenteleskopen geht es komplett durchs Glas durch. Somit lohnt es ab einer bestimmten Dicke nicht mehr, noch größere Linsen zu bauen, weil eben der Lichtverlust unverhältnismäßig groß wird. Das ist auch der Grund, warum bis heute kein größeres Linsenteleskop gebaut wurde, als das im Jahr 1897 in den USA eingeweihte größte Linsenteleskop der Welt. Es steht im Yerkes Observatorium und hat eine Linse mit sagenhaften 102 cm Durchmesser verbaut. Und das ist auch der Grund, warum die heutigen, großen Observatorien nur noch Spiegel nutzen. Und das treiben die sogar soweit, dass mittlerweile bis zu 40 Meter große Spiegel zum Einsatz kommen. Nämlich in Chile beim sogenannten Extremly Large Telescope.

Doch zurück zum Thema. Die ganze Sache geht nämlich noch weiter: Je größer die lichtsammelnde Fläche ist, desto länger wird das Teleskop bzw. seine Brennweite. Dafür sorgen die Gesetze der Optik. Doch damit wird es auch teurer, weil das Observatorium drum herum größer werden muss und zugleich die Stützvorrichtungen stabiler. Man kann sich zwar helfen, indem man das Licht im Teleskop mehrmals hin- und herspiegelt und somit ein kürzeres Teleskop bauen kann. Doch jeder zusätzliche Spiegel sorgt wiederum für Verluste. Also egal wie man es dreht und wendet: Mehr Durchmesser bedeutet immer auch mehr Brennweite und somit auch bedingt mehr Länge.

Und als ob das alles nicht genug wäre: je mehr Durchmesser die Spiegel haben, desto mehr verstärken sich alle atmosphärischen Störungen. Das geht sogar mit dem Quadrat nach oben. Ein doppelt so großer Spiegel sorgt schon für vierfach so intensives Bildwabern. Ja, man bekommt zwar mehr Licht; kauft sich aber gleichzeitig ziemlich was an Bildverzerrungen ein. Und damit erreicht ein solches Großteleskop nicht das hohe Auflösungsvermögen, dass es rein rechnerisch betrachtet eigentlich hätte. Um das nun wenigstens einigermaßen im Griff zu haben, verschanzen sich ja alle großen Observatorien auf entlegene hohe Berge. Dort oben wabert die Luft weniger und es ist obendrein klarer und dunkler. Und weil’s im Weltall gar nicht wabert und dort oben auch noch stockdunkel ist, werden immer mehr Teleskope ins All geschossen.

Kurzum: Sie sehen, dass der Wunsch nach großen und immer noch größeren Teleskopen zwar verständlich ist. Doch gleichzeitig kauft man sich damit zu Hauf negative Konsequenzen mit ein. Lösbar sind viele davon. Und das tun die Berufs-Astronomen auch. Wie gerade schon gesagt, flüchten sie an die besten Orte dieser Welt. Und weil ihnen das dort oben immer noch nicht gut genug ist haben sie geforscht und erfunden was das Zeug hält. Gerade in den letzten 10-20 Jahren. Und dabei kamen dann z.B. die beiden genialen Systeme zum völligen Kompensieren von Bildverzerrungen heraus, über die ich in den letzten beiden Folgen erzählt habe. Nämlich die Aktive und die Adaptive Optik. Doch Lösungen alleine sind nicht alles. Dem gegenüber stehen nämlich Millionen und Milliarden an Euro, die diese ganze High-Tech samt Lösungen und Instandhaltung kostet.

Umgekehrt passiert logischerweise das Gegenteil: Denn mit immer kleineren Spiegeldurchmessern, werden die Teleskope nämlich immer kleiner, immer leichter, immer transportabler, immer weniger anfällig für atmosphärische und temperaturbedingte Störungen, zeigen üblicherweise einen immer größeren Himmelsausschnitt und werden immer günstiger. Dafür kann man aber leider mit immer kleineren Spiegel-Durchmesser immer weniger weit ins All sehen, es sind immer weniger Details an den Objekten auszumachen und sie werden gleichzeitig immer lichtschwächer. Das ist die Krux an der Sache.

Und trotzdem ist es so, dass auch Amateur-Teleskope ein tolles Fernsehprogramm zeigen. Ahnen Sie warum? Es liegt an der wunderbaren Tatsache, dass man in Amateur-Teleskopen die gleichen Himmelskörper sehen kann, wie sie die Berufs-Astronomen sehen. OK, man muss zwar fairerweise dazu sagen, dass Berufsastronomen das gesamte Spektrum des Lichtes untersuchen können und Amateur-Astronomen nur den kleinen sichtbaren Lichtanteil. Doch bezieht man den Vergleich auf den sichtbaren Lichtanteil, dann gilt die Aussage. Der grob gesagt einzige Unterschied ist, dass das Amateur-Teleskop die Objekte nicht so hell und detailreich zeigt. Und, dass dem Amateur-Teleskop, je weiter die Objekte entfernt sind, im wahrsten Sinne des Wortes immer mehr das Licht ausgeht, so dass manche Objekte nicht mehr zu sehen oder aufzulösen sind. Dafür hat der Amateur-Astronom hundertfach weniger Stress, hat mit seinem Teleskop viel mehr Freiheiten und gleichzeitig exorbitant weniger Kosten.

Weil er nicht ortgebunden ist, kann der Amateur-Astronom mit seinem Teleskop dort hinfahren, wo es schön dunkel ist. Dort ist selbst ein 50 cm Teleskop in nur 5-10 min aufgebaut. Das ist nach längstens 1h auch genügend ausgekühlt, so dass er dann nach Herzenslust kreuz und quer über den Himmel schwenken und sich aussuchen kann, was er sehen will, wie lange er es sehen will und wie intensiv er es im Detail sehen will. Und er kann einfach von einer Sekunde auf die andere alle zuvor gemachten Beobachtungs-Pläne für die Nacht über den Haufen schmeißen und stattdessen z.B. versuchen, möglichst vielen Satelliten mit dem Teleskop am Himmel nachzufahren.

Ein Amateur-Astronom hat also eine riesige Beobachtungsfreiheit und kann trotzdem irrsinnig weit in All sehen. Wie weit? Sehr sehr weit … Nämlich definitiv bis zu einigen Milliarden Lichtjahren weit. Das sind umgerechnet einige Trilliarden Kilometer. Das ist ne 1 mit 21 Nullen dran. Und wissen Sie, was das geniale daran ist?: das schafft man durchaus schon mit einem Teleskop, das nur etwa 10-15 cm Durchmesser hat. Und in so einem Gerät werden von den insgesamt etwa 200-300 Milliarden Sternen unserer Galaxie schon ein paar Millionen sichtbar. Berufs-Astronomen sehen zwar Dank der viel größeren Spiegel viel mehr Sterne pro Flächeneinheit. Doch dafür sehen die Amateure durch ihre kleinen Teleskope einen viel größeren Himmelsausschnitt. Betrachtet man eine sternreiche Gegend am Himmel, dann haut einen dieses riesige Feld beinahe um. Diese kleinen Teleskope sind einfach noch recht nah am Blick mit bloßem Auge dran. Ein Groß-Teleskop zeigt hingegen immer nur derart kleine Gebiete am Himmel, dass die große Weite, das große Ganze und auch der Bezug nach oben irgendwie verloren geht. Da punktet einfach jedes Amateur-Teleskop. Erst recht ein Feldstecher, der wegen seiner nur ein paar cm großen Linsendurchmesser nicht so sehr vergrößert und somit noch viel mehr Feld am Himmel zeigt.

Apropos Vergrößerung: 100-fache Vergrößerung bei einem Teleskop heißt nicht, dass sich ein im Normalfall etwa stecknadelkopfgroßer Planet wie etwa Jupiter auf einmal hundertmal so groß zeigt. Das glauben nämlich viele Laien, dass das so sei. Es ist vielmehr so, dass man einfach nur 100 Mal näher dran ist am Objekt. Im Falles des Polarsterns, der 400 Billionen Kilometer von der Erde entfernt ist, sieht es dann so aus, als würde man ihn in aus nur noch 4 Billionen Kilometer Entfernung beobachten. Und das macht im Verhältnis so wenig aus, dass der Polarstern trotz 100-facher Vergrößerung noch immer ein Punkt bleibt. Und auch egal wie hoch man vergrößert: alle Sterne bleiben Pünktchen. Nur ein paar wenige große nahe Sterne schaffen Groß-Teleskope als kleines Scheibchen darzustellen. Und weil’s eh gerade um Grundsätzliches geht: im Amateur-Teleskop zeigen sich nur ein paar Planeten leicht farbig. Der Rest erscheint in Graustufen. Nur wenn das Teleskop groß genug ist, wird genug Licht gesammelt, so dass man z.B. bei ein paar Galaktischen Nebeln einen Hauch von Farbe erkennen kann. Das ist ab etwa 40-50 cm Spiegeldurchmesser möglich.

Grundsätzlich bereitet aber jedes Amateur-Teleskop auf seine Art und Weise große Freude. Ob nun ein Linsenteleskop mit 15 cm Durchmesser, oder ein Spiegelteleskop mit 50 cm Durchmesser. Ob 500 Euro oder 5000 Euro. Man ist flexibel, hat mehr Freiheiten, kann schneller umdisponieren und trotzdem sieht man die gleichen Objekte, wie sie die Berufs-Astronomen mit ihren Riesen-Geräten sehen können. Das finde ich faszinierend! Und deswegen sind Amateur-Teleskope alles andere als nur Babykram und nutzloses Zeugs. Mit ihnen kann man jede Menge erkunden und sehr tief ins Universum eintauchen. Und das, wenn man will, ein ganzes Leben lang.

Wie genau es sich mit Amateur-Teleskopen verhält und was man damit alles sehen kann, das erzähle ich in der nächsten Folge von Abenteuer Sterne …