Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

Astronomie im optischen und infraroten Spektralbereich
Kompensation des Einflusses der Erdatmosphäre auf die Bildqualität
Der Brechungsindex n von Luft hängt bekanntermaßen von ihrer Dichte ρ und damit von ihrer
Temperatur T ab. Außerdem ist die Erdatmosphäre hochgradig turbulent, d.h. einzelne Zellen
erwärmter Luft steigen kontinuierlich nach oben während andere, kühlere und damit schwerere
Luftpakete zu Boden sinken. Diese statistisch verteilten Luftpakete unterscheiden sich geringfügig in
ihrem Brechungsindex, wodurch sie optisch wie schlechte langbrennweitige Linsen wirken. Das führt
dazu, daß die Sterne „funkeln“, eine Erscheinung, die man auch Szintillation nennt und die man
besonders gut in Horizontnähe oder beim Durchzug eines Sturmtiefs beobachten kann. Der
Durchmesser der einzelnen optisch wirksamen Luftpakete beträgt dabei 10 bis 20 Zentimeter. Sie
verursachen in Bodennähe Intensitätsschwankungen über einen linearen Bereich, der ungefähr dem
Durchmesser dieser Luftpakete entspricht. Fällt das Sternlicht auf den Spiegel eines Teleskops, dessen
Öffnung größer ist als der Durchmesser der Luftpakete, dann entfallen auf die Teleskopfläche
entsprechend viele Turbulenzzellen und das beugungsbegrenzte Bild eines Sterns wird entsprechend
der Anzahl dieser Turbulenzzellen in einzelne „Speckles“ aufgespalten, die sich wie wild über einen
Bereich von ungefähr 1 Bogensekunde Durchmesser zufällig hin und her bewegen. Ist die
Belichtungszeit kleiner als 1/10 Sekunde, dann kann man Momentaufnahmen dieser Specklebilder
gewinnen. Wählt man dagegen eine größere Integrationszeit (was gewöhnlich der Fall ist), dann
überlagern sich diese Specklebilder zu einem gleichmäßig ausgeleuchteten Sternscheibchen, dessen
Halbwertsbreite in der Astronomie als „Seeing“ bezeichnet wird.
Bei der Fotografie des Seeingscheibchens eines Sterns wurde die Belichtungszeit so kurz gewählt, daß
die einzelnen Speckles sichtbar werden
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