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25.07.09 · 15:30 Uhr
Das größte Teleskop der Welt und ein Teller Linsen
Kategorie: Naturwissenschaften·Technik · Kommentare: 10
Gestern wurde auf den kanarischen Inseln das bislang größte Teleskop der Welt eingeweiht. Das Gran Telescopio Canarias (Grantecan) kann seine Spiegel zu einer Gesamtgröße von 10,4 Meter kombinieren. Das ist ein klein wenig mehr als der bisherige Rekordhalte, das Keck-Teleskop auf Hawaii mit 10 Metern Durchmesser. Und - wie in fast allen Medien zu lesen ist - man kann damit "einen Teller Linsen auf dem Mond erkennen".
Das ist natürlich Unsinn.
Das Grantecan (Bild: Herbert Raab)
Erst vor ein paar Tagen habe ich über die NASA-Sonde LRO geschrieben und darüber, dass sie erstmal die Überreste der Apollo-Missionen auf dem Mond fotografiert hat. Das war nämlich mit den bisherigen Teleskopen auf der Erde nicht möglich. Und auch das Grantecan kann die Abstiegsstufen der Mondlandefähren oder die Mondautos nicht sehen - von einem Teller Linsen gar nicht zu sprechen.
Das Auflösungsvermögen eines Teleskops beschreibt, wie groß ein Objekt sein muss, damit es vom Teleskop gerade noch ausgedehnt gesehen werden kann anstatt nur als Punktquelle. Die Formel dafür ist simpel:
Mit dem griechischen Buchstaben λ wird die Wellenlänge des Lichts bezeichnet, bei der beobachtet wird; D ist der Durchmesser des Teleskops und der Winkel θ bezeichnet das Auflösungsvermögen. Ein Auflösungsvermögen von z.B. einem halben Grad (das wäre ein extrem schlechter Wert) würde bedeuten, dass das Teleskop ein Objekt noch sehen kann, dass am Himmel einen Winkelbereich von einem halben Grad abdeckt (zum Vergleich: das entspricht etwa der scheinbaren Größe des Mondes am Himmel).
Eine noch einfachere Faustformel gibt das Auflösungsvermögen in Bogensekunden (eine Bogensekunde ist der 60te Teil einer Bogenminute die wieder der 60te Teil eines Grads ist) einfach als 115 geteilt durch die Öffnung des Teleskops in Millimetern an. Wenn das Grantecan also einen Durchmesser von 10400 Millimetern hat, dann ergibt sich ein Auflösungsvermögen von 115/10400 = 0.01 Bogensekunden. Natürlich nur unter idealen Bedingungen; realistischerweise ist der wahre Wert schlechter, da die Atmosphäre die Auflösung verringert.
Was kann man also mit einer Auflösung von 0.01 Bogensekunden auf dem Mond sehen? Der Mond ist knapp 380000 Kilometer entfernt. Mit ein bisschen Trigonometrie sieht man leicht, dass man mit dem Grantecan nur Objekte sehen kann, die größer als 20 Meter sind. Will man einen Teller Linsen sehen, der etwa 20 cm groß ist, dann bräuchte man dafür ein Auflösungsvermögen von 0.0001 Bogensekunden! Das wäre nur mit einem Teleskop zu erreichen, dass einen Durchmesser von 1150 Metern hat!
Mit dem Grantecan kann man also definitiv keinen Teller Linsen auf dem Mond sehen. Aber das hat eigentlich auch niemand behauptet. Jan Hattenbach von den kosmologs hat das schon recherchiert und ist auf folgendes Originalzitat gestoßen:
"José Miguel Rodríguez Espinosa dijo que podría detectar un plato de potaje en la superficie lunar, y observar si está caliente o frío debido a los infrarrojos."
Wenn mich mein spanisch nicht ganz im Stich gelassen hat, dann sagt hier José Miguel Rodríguez Espinosa (der am Grantecan arbeitet), dass das Teleskop die Wärme eines Teller Linsen auf dem Mond detektieren könnte! Und zwar wenn es im Infrarotbereich beobachtet.
Da macht auch auf einmal der Teller mit Linsen Sinn. Bzw. etwas mehr Sinn ;)
Das Grantecan ist so oder so ein tolles Teleskop. Und auch wenn es keine Linsengerichte auf dem Mond beobachten kann, wird es trotzdem tolle astronomische Bilder liefern.
Autor: Florian Freistetter· 10 Kommentare· Permalink· Trackback-URL
Trackbacks (2)
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Kommentare (10)
Ich mag sowieso keine Linsensuppe. Bäh.
Dein Spanisch trügt nicht. Im Originalzitat steht, dass man messen kann, ob die Linsen heiß oder kalt sind.
Ich - als Nicht-Astronom - frage mich, wenn ich deine Formeln so sehe - wobei 115/D (wie für wahrscheinlich jeden Amateur) die mir liebste ist -, wie die Rechnung lautet, wenn man es mit mehr als 1 Spiegel zu tun hat. Und das scheint momentan die Regel zu sein. Das VLTI habe ich schon mal erwähnt. Aber auch schon das BST - Large Binocular Telescope in Arizona - wurde (2005 oder 2006) als das größte Teleskop angekündigt. Es besteht aus zwei 8,5-Meter-Spiegeln. Wie berechnet man das Auflösungsvermögen in so einem Fall? Gibt es dafür auch noch eine einfache empirische Formel?
@Jo Beer: Ja, solche Formeln gibts natürlich auch. Wikipedia hat da ne schöne Sammlung. Bei getrennten Spiegeln hat man es allerdings mit Interferometrie zu tun - das ist dann wieder ne andere Kiste. Das VLT hätte z.B. interferometrisch betrieben, schon lange die Auflösung gehabt, die Apollo-Überreste zu sehen. Aber leider klappt das bei der Interferometrie nur mit der Trennung von zwei Punktquellen. Ein Objekt auf dem großen und hellen Mond kann man damit trotzdem nicht direkt sehen.
Na gut, habe die Formeln durchgerechnet. Komme auf etwa 6 Meter maximale Auflösung des VLTI, was Objekte auf dem Mond betrifft (bei einer angenommenen Basislinie von 250 Metern). Für die Auflösung selbst des größten Apollo-Artefakts (den Lander bzw. Starter) wäre das aber schon verdammt grenzwertig - genau genommen hoffnungslos (wegen erwähnter Punktquellen, Flächenhelligkeit und so weiter).
Wobei mir gerade einfällt, dass ich noch "gar nie nicht" erwähnt habe, dass mich das VLTI wegen Apollo fasziniert ...
Tut es auch nicht - oder nicht nur. Vor 50 Jahren (oder so) wäre schon der Gedanke, man könnte mit irdischen Teleskopen derartige Werte erreichen, als absurd abgetan worden ... Selbst ein Science-Fiction-Autor hätte Schwierigkeiten gehabt, das glaubwürdig rüberzubringen. DAS fasziniert mich (auch).
hallo florian, wie funktioniert das schnell mit der punktquelle ?
sagen wir wenn die ccd nicht überblendet oder so wird, dürfte da nur 1 pixel "belichtet" bzw "angeregt" sein, keine ahnung wie man da sagt.
und max. auflösung hätte dann die minimale größe von 2 pixel.
oder 1 pixel beleuchtet 1 frei und dann wieder 1 beleuchet ? (zb bei doppelstern)
@Christian: Es geht darum, dass man bei einem Auflösungsvermögen von x Bogensekunden gerade noch 2 Punktquellen voneinander trennen kann, die x Bogensekunden voneinander entfernt sind. Sie erscheinen im Teleskop dann nicht mehr als einzelne Lichtquelle sondern als zwei voneinander getrennten Quellen.
@Christian:
Das Auflösungsvermögen an Punktlichtquellen ist eine Eigenschaft des optischen Systems und hat mit Pixeln der Kamera erst mal gar nichts zu tun. Es gälte auch, wenn gar keine Kamera vorhanden wäre, man also nach alter Väter Sitte selbst durch ein Okular schaute - was am Großteleskopen faktisch gar nicht mehr möglich ist. Richtig ist aber, dass die Auflösung der CCD mit der Leistung des optischen Systems mithalten muss, sonst nutzt das alles nichts.
Florian, gilt in der Interferometrie da etwas anderes? man erzeugt damit ja keine direkten Abbildungen, sondern Interferenzmuster.
ja flo, wer haette gedacht, dass du mal fragen ueber interferometrie beatwortest... :-D
potaje heisst uebrigens nur eintopf, die linsen sind frei erfunden. macht aber natuerlich mehr sinn im zusammenhang mit teleskopen von linsen zu sprechen...
wie eine punktquelle auf dem detektor aussieht haengt vom teleskop+instrument ab, man nennt das "point spread function" (psf). um zu sehen ob ein objekt ausgedehn ist vergleicht man die form dieser psf mit dem bild des objekts.
Beim "Teller Linsen" fiel mir sofort Ludmilas Kaninchen ein, dessen Wärmestrahlung Planck von der Erde aus nachweisen könnte, so dass ich gar nicht an die Auflösung dachte.
Apropos: Armstrong und Aldrin hätten sich sicher über Linseneintopf mit Kaninchen gefreut, denn die dehydrierte Nahrung der Mondfahrer ist kein kulinarischer Genuss.