Neues Teleskop erreicht theoretisch maximale Bildschärfe

Es ist ein großer Sprung im Bereich der optischen Teleskope geworden. Die europäische Südsternwarte (ESO) hat das Very Large Telescope (VLT) in Betrieb genommen und erste Bilder präsentiert. Es ist phantastisch, was das Teleskop mit neuer Technik in Bezug auf die Bildqualität bzw. -Schärfe leistet.


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Früher war es so, dass die Spiegel der Teleskope immer größer wurden, um mehr Licht sammeln zu können. Damit lassen sich zwar immer lichtschwächere (und weit entfernte) Objekte abbilden. Aber die Abbildungsschärfe ließ sich nicht steigern. Auch wenn die Teleskope auf hohen Bergen stehen: Kleine Turbulenzen in der Atmosphäre sorgen dafür, dass die Aufnahmen unscharf erscheinen. Eine Lösung bestand darin, ein Teleskop wie Hubble per Spaceshuttle in den Weltraum zu hieven. Dort konnte dieses Aufnahmen ohne störende Atmosphäre anfertigen.

Eine Unschärfe bei der Hubble-Optik durch falsch berechnete und gefertigte Spiegel konnten die Astronauten in einer Spaceshuttle Reparaturmission durch eine Korrekturoptik beheben. Später konnten die Geräte im Hubble-Teleskop sogar den Bildfehler selbst korrigieren. Die Hubble-Aufnahmen waren in ihrer Detailschärfe lange unübertroffen, irdische Teleskope konnten das nicht leisten. Aber Hubble erreicht sein Lebensende, das Spaceshuttle ist außer Dienst gestellt. Das James-Webb-Weltraumteleskop könnte in 3 Jahren die Nachfolge antreten.

Irdische Teleskope mit adaptiver Optik

Irdische Teleskope stehen meist auf hohen Bergen mit dünner, klarer Luft, um möglichst gute Beobachtungsverhältnisse zu erhalten. Bei diesen Teleskopen ist die Wartung leicht durchzuführen, und die Spiegel können auch recht groß werden. Bleibt noch die Unschärfe durch Turbulenzen in der Atmosphäre.

Und dort haben die Techniker eine brillante Idee gehabt: Eine adaptive Optik, bei der Verzerrungen des Objekts, hervorgerufen durch atmosphärische Turbulenzen, automatisch korrigiert werden. In einer Mitteilung der ESO hat man nun erste Fotos und Ergebnisse des neuen VLT präsentiert. 

Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI eine neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren.

Dazu strahlen Laser die Atmosphäre über den Teleskop an. Reflektionen an Natrium-Atomen werden von Sensoren erfasst und dienen zur Korrektur der Turbulenzen der Atmosphäre bis ca. 1 km oberhalb des Teleskops. Die genaue Funktionsweise ist detaillierter im verlinkten Artikel beschrieben.

Als Ergebnis erreicht das Teleskop eine einmalige Bildschärfe, das theoretische Maximum wird erreicht. Nachfolgendes Foto zeigt eine Aufnahme des Planeten Neptun, links mit adaptiver Optik, und rechts eine Aufnahme von Hubble als Vergleich.


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(ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley))

Das linke Bild des Planeten Neptun wurde während der Tests des Narrow-Field-Modus der Adaptiven Optik des MUSE/GALACSI-Instruments am Very Large Telescope der ESO aufgenommen. Das rechte Bild ist eine vergleichbare Aufnahme vom NASA/ESA Hubble Space Telescope. Wichtig: Die Bilder sind nicht zum selben Zeitpunkt entstanden und zeigen daher nicht dieselben Oberflächenstrukturen. Auf dieser Seite findet sich die Aufnahme eines Kugelsternhaufens mit und ohne adaptive Optik. Es ist genial, was moderne Technik leisten kann. Weitere Informationen sind dem Original-Artikel der ESO zu entnehmen.


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