Donnerstag, 5. März 2020

Astronomie mit dem Fernglas

Wer schon eine Weile nur mit bloßem Auge den Nachthimmel erforscht hat, bekommt vielleicht Lust darauf, dort etwas tiefer hineinblicken zu können. Ein Fernglas ist ein gutes Instrument, um zum Beispiel den Mond, einige Sternhaufen, veränderliche Sterne, Nebel und Galaxien genauer ins Visier zu nehmen.
 

Welches Fernglas eignet sich für die Sternenbeobachtung?

Besitzen Sie schon ein Fernglas, dann probieren Sie es einfach mit diesem aus.
Der Vorteil von Ferngläsern gegenüber dem menschlichen Auge ist, dass sie mehr Licht sammeln können als die Pupille. Bei besten Sichtverhältnissen in dunkler Umgebung und mit optimal an die Dunkelheit angepassten Augen erkennen wir Himmelsobjekte von einer Helligkeit 6 – 7 mag. Weit verbreitet sind Ferngläser vom Typ 10 x 50. Damit werden schon Sterne der Klassen 9 – 10 mag sichtbar.
Die Bezeichnung 10 x 50 bedeutet, dass das Gerät eine 10-fache Vergrößerung schafft und der Objektivdurchmesser 50 mm beträgt. Der Durchmesser des Objektivs ist dabei die wichtigere Zahl als der Vergrößerungsfaktor. Denn er ist dafür verantwortlich, wie viel Licht das Fernglas überhaupt einfangen kann.
 

Wie benutzt man ein Fernglas richtig?

  • Brillenträger nehmen die Brille zum Hindurchsehen normalerweise ab. Denn das Gerät kann an die eigene Sehstärke angepasst werden. Wer eine Hornhautverkrümmung hat, lässt allerdings seine Brille besser auf, da die Linse des Feldstechers dies nicht ausgleicht. Es gibt Ferngläser, deren Okulare an die Benutzung mit Brille angepasst sind.
  • Mit dem kleinen Rad in der Mitte stellen Sie die Schärfe für das linke Auge ein. Schließen Sie dazu das rechte Auge und drehen Sie das Rad so lange, bis Sie links ein klares Bild haben. Schließen Sie danach Ihr linkes Auge und stellen Sie mit dem Ring am rechten Okular das Bild für Ihr rechtes Auge ein.
  • Vergessen Sie nicht, die Weite des Fernglases Ihrem Augenabstand anzupassen.
  • Mit der Zeit werden sich Staubpartikel und ein dünner Fettfilm, der durch die Berührung mit den Wimpern entsteht, auf dem Okular ablagern. Diese Verschmutzungen sollten Sie immer wieder mit einem fusselfreien Tuch vorsichtig entfernen.
  • Da beim Blick durch einen Feldstecher das Sichtfeld eingegrenzt ist, werden Sie bald bemerken, dass Sie einen Stern schnell wieder aus dem Blick verlieren, weil Sie vielleicht etwas gezittert haben oder Ihnen die Arme schwer werden. Deshalb wird es Ihnen die Beobachtung vereinfachen, wenn Sie das Fernglas auf einem Stativ befestigen können. Dadurch wird es auch einfacher, eine ausgewählte Stelle am Himmel genauer anzupeilen.

Den Mond im Fernglas beobachten

Auch wenn man vielleicht meinen könnte, bei Vollmond sei unser Trabant am besten zu beobachten, ist das doch die ungünstigste Zeit dafür. Denn das helle Licht des Vollmondes ist kontrastarm und blendet sehr. Viel geeigneter sind die Phasen des zunehmenden oder abnehmenden Mondes. Denn dann trifft das Sonnenlicht schräg auf seine Oberfläche und Strukturen werfen dort dunkle Schatten. Mit einem Feldstecher lassen sich dann außer den Maren bereits einige der größeren Krater und Gebirgsketten erahnen. Am besten gelingt das entlang der Terminatorlinie (Grenzlinie zwischen dem beleuchteten und dem abgeschatteten Bereich), da dort der Schattenwurf am deutlichsten hervortritt.
Mit Hilfe einer Mondkarte können Sie versuchen, die Strukturen, die Sie erkennen, zu benennen. Interessant ist es, im Verlauf mehrerer Nächte zu beobachten, wie sich die Terminatorlinie immer weiter verschiebt und dadurch andere Gebiete besser sichtbar werden, als in der Nacht zuvor.

Mondkarte mit Bezeichnung einiger Mare und Krater

Veränderliche Sterne beobachten

Veränderliche erscheinen mal heller, mal schwächer am Himmel. Manche verändern ihre Helligkeit regelmäßig, manche in unregelmäßigen Zyklen. Einige langsam über Tage oder Jahre hinweg, einige innerhalb weniger Stunden. Bei manchen kann man die Helligkeitsänderung kaum wahrnehmen. Andere schwanken in ihrer Leuchtkraft um zehn oder mehr Helligkeitsklassen.
Um die Helligkeitsschwankungen eines Veränderlichen beobachten zu können, ist es hilfreich, sich in dessen Nachbarschaft einen Stern mit ähnlicher Leuchtkraft zu suchen. Vergleicht man immer wieder die Helligkeit der beiden Sterne miteinander, fallen die Schwankungen des Veränderlichen oft erst auf.
Manche veränderliche Sterne über- und unterschreiten im Lauf ihres Zyklus‘ die Wahrnehmungsschwelle für das menschliche Auge. So gibt es Veränderliche, die für eine begrenzte Zeitspanne am Himmel erscheinen und dann wieder verschwinden.
Je nach Ursache ihrer Helligkeitsänderungen teilt man veränderliche Sterne in Gruppen ein:

Bedeckungsveränderliche 

So nennt man Doppelsterne, die zeitweise von ihrem Begleiter verdeckt und dadurch abgedunkelt werden. Da sie nicht wie „echte“ Veränderliche ihre Helligkeitsschwankungen aus sich selbst heraus erzeugen, heißen sie auch „optische“ Veränderliche. Algol im Perseus ist ein Bedeckungsveränderlicher, dessen Helligkeit zwischen 2,1 mag und 3,3 mag pendelt.

Rotationsveränderliche

Bei diesen Sternen entsteht die Helligkeitsveränderung durch ihre Eigendrehung. Grund dafür können unterschiedlich helle Bereiche ihrer Oberfläche sein, die sich abwechselnd einem Beobachter zuwenden. Auch eine Deformierung durch die Anziehungskräfte eines nahen Doppelsterns kann für die Helligkeitsschwankungen verantwortlich sein.

Pulsationsveränderliche

Hat ein Stern am Ende seines Lebens das Stadium des Roten Riesen erreicht, geht ihm langsam der Brennstoff Helium aus. In immer wiederkehrenden Zyklen zieht er sich zusammen, um dadurch die Kernfusion anzuregen, und bläht sich danach wieder auf. Diese Größenänderungen, bei denen sich auch die Temperatur des Sterns verändert, kann man in Form von Helligkeitsschwankungen sehen. Mira im Sternbild Walfisch ist ein Beispiel dafür. Ihr Zyklus beträgt etwa 332 Tage. Während dieser Zeitspanne wird sie von einem für das bloße Auge unsichtbaren Stern der Klasse 9 zu einem gut erkennbaren der Klasse 2.

Weitere Formen veränderlicher Sterne

Die Helligkeit von eruptiven Veränderlichen schwankt aufgrund von Ausbrüchen oder Ausflüssen aus ihrer Hülle. Bei kataklysmischen Veränderlichen entstehen Helligkeitsausbrüche durch nukleare Reaktionen im Innern oder auf der Oberfläche eines Sterns. Nova-Ausbrüche gehören zu dieser Form der Veränderlichen.

Tabelle einiger veränderlicher Sterne, die sich gut für die Amateur-Astronomie eignen

Sternbild Stern Maximum Minimum Periode
Adler Eta 3,6 mag 4,4 mag 7 Tage
Andromeda Lambda 3,7 mag 4,1 mag 54 Tage
Kassiopeia Gamma 1,6 mag 3,0 mag Unregelmäßig
Kepheus Delta 3,7 mag 4,6 4,5 Tage
Orion Alpha 0,2 mag 1,3 mag Unregelmäßig
Perseus Beta (Algol) 2,1 mag 3,4 mag 3 Tage
Perseus Rho 3,3 mag 4,0 mag 50 Tage
Schwan Chi 3,3 mag 14,2 mag 407 Tage
Walfisch Mira 2 mag 9 mag 332 Tage

Einige Doppel- und Mehrfachsterne sind für die Beobachtung mit dem Fernglas geeignet

Als Doppel- oder Mehrfachsterne bezeichnet man Sterne, die aufgrund der Gravitation oder optisch miteinander in einer engen Beziehung stehen. Dabei erscheinen Sie dem bloßen Auge als ein Stern, der meist nur durch ein Fernglas oder Teleskop in seine Einzelkomponenten aufgetrennt werden kann. Im Universum gehört die Mehrzahl aller Sterne einem Doppel- oder Mehrfachsystem an, da die Bedingungen bei der Sternentstehung solche Systeme begünstigen.
Astronomen unterscheiden physische und optische Mehrfachsterne. Physische sind durch ihre Schwerkraft tatsächlich aneinandergebunden. Optische Mehrfachsterne können in Wahrheit sehr weit auseinanderliegen und haben keine wirkliche Verbindung zueinander. Sie erscheinen einem Betrachter nur zusammengehörig, weil sie sehr nahe beisammen stehen.

Mehrfachsterne beobachten

Die meisten Mehrfachsysteme sind sehr lichtschwach und daher nur mit größeren Teleskopen in ihre Einzelkomponenten aufzutrennen. Häufig gelingt das auch mit den besten optischen Geräten nicht und es müssen dafür andere astronomische Techniken benutzt werden.
Trotzdem gibt es eine Vielzahl Mehrfachsterne, die im Fernglas oder kleinen Teleskop einen beeindruckenden Anblick bieten. Ob sich die einzelnen Komponenten voneinander trennen lassen, hängt vom Abstand zwischen ihnen und ihren Helligkeiten ab. Doppelsterne umkreisen einander in einer mehr oder weniger ausgeprägt elliptischen Bahn. Das führt bei einigen dazu, dass sich der Abstand zwischen den Komponenten über einen Zeitraum mehrerer Jahre immer wieder verkleinert und vergrößert. Dies ist zum Beispiel bei Sirius im Großen Hund der Fall. Sirius B befindet sich für einen irdischen Beobachter etwa alle 50 Jahre in seiner maximalen Entfernung zu Sirius A. Dies ist im Jahr 2025 das nächste Mal wieder der Fall. Da Sirius B wesentlich lichtschwächer ist als der dominante Sirius A, ist er im Amateurteleskop auch dann nur schwer aufzuspüren.

Einige Sternhaufen, Nebel und Galaxien sind gut für die Beobachtung mit dem Fernglas geeignet

Sie zählen zu den „Deep Sky Objekten“, also zu Himmelskörpern, die außerhalb unseres Sonnensystems liegen und damit sehr weit entfernt sind. Es gibt Sternhaufen, die man unter guten Bedingungen schon mit bloßem Auge erkennen oder erahnen kann. Ein Blick durchs Fernglas liefert oft jedoch ein wesentlich eindrucksvolleres Beobachtungserlebnis, vor allem bei offenen Sternhaufen.
Als Sternhaufen bezeichnet man eine Ansammlung von Sternen, die sich deutlich gegen die sternärmere Umgebung abgrenzt. Die einzelnen Sterne eines Haufens sind meist gemeinsam aus Staub und Gas entstanden. Man unterscheidet offene Sternhaufen und Kugelsternhaufen.
Offene Sternhaufen sind eher lose Ansammlungen von relativ jungen Sternen (bis zu einigen hundert Millionen Jahren). Sie driften auseinander und lösen sich allmählich auf.
Kugelsternhaufen haben eine rundliche, eher kompakte Form. Grund dafür ist, dass die einzelnen Sterne durch ihre Gravitationskräfte eng zusammengehalten werden. Viele Kugelsternhaufen sind mit etwa 10 Milliarden Jahren nur etwa 3 Milliarden Jahre jünger als das Universum selbst.
In sehr dunklen Nächten sind einige Sternhaufen schon mit bloßem Auge sichtbar. Um einzelne Sterne darin auflösen zu können, ist ein Fernglas oder Teleskop nötig.
Bis auf wenige Ausnahmen sind stellare Nebel und Galaxien ohne Hilfsmittel so gut wie unsichtbar und mit einem Fernglas höchstens als heller, milchiger Fleck zu erkennen. Auch kleine Teleskope zeigen Nebel und Galaxien nur als unscheinbare, diffuse Aufhellungen am Himmel.
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