Hallo Herr Fremerey,
> durch die Videotechnik mit Kurzzeitbelichtung können wir natürlich die Seeing-bedingte Verbreiterung der Airyscheibchen weitgehend korrigieren und damit entsprechend an Rauschabstand bzw. Reichweite zurückgewinnen.
Diese Aussage würde ich so nicht unterschreiben wollen.
Von der Erfahrung her würde ich folgendes zu Protokoll geben wollen: Es gibt irgendwo zwischen den extrem kurzbelichteten Videoaufnahmen - dem Fall der Wahl von Belichtungszeiten in der Speckle Interferometrie - und lang belichteten Aufnahmen sicherlich ein Optimum. Diese extrem kurzbelichteten Aufnahmen stellen keinesfalls dieses Optimum dar.
Für sehr kurz belichteten Aufnahmen, in denen die Beugungsfiguren eingefroren, klar und als Interferenzmuster erscheinen, ist die Reichweite extrem begrenzt. Mit einem 1m Cassegrain sind wir mit Direct CCD Imaging nicht unter die 8. Magnitude gekommen. Auch größere Teleskope bieten kaum bessere Sichtbedigungen. Die Beobachtungen mit Photon-Counting Detektoren, die wir mit Restlichtverstärker realisierten, konnten das nicht verbessern. Für alle Versuche, bei denen Beobachtungen mit hellen Objekten durchgeführt wurden, blieb die Reichweite etwa in der Größenordnung der 10. Magnitude unter Verwendung von Teleskopen der 2-4 Meter Klasse. Sobald man dies unterschreiten wollte, blieb die Auflösung selbst unter Verwendung einiger Tausend Einzelaufnahmen weit hinter der Erwartung beugungsbegrenzter Abbildung zurück.
> In der Realität könnte man sich die Sache allenfalls noch so vorstellen, dass man ein vorhandenes Teleskop auf den halben Durchmesser abblendet. Bei dieser Aktion sollte man in der Tat eine 16-fach geringere Intensität im Beugungsmaximum finden - oder liegt da etwa noch ein Denkfehler vor?
Die Licht durchlässige Fläche ist proportional zum Quadrat des (abgeblendeten) Radius. Daher beträgt der Flux zunächst bei halber Öffnung ein Viertel des Flusses der vollen Öffnung. Das gilt übrigens auch für die Bestrahlungsstärke des Himmelshintergrundes. Das Verhältnis zwischen Signal und "Rauschen" (=Himmelsuntergrund) bleibt also für die konstante Brennweite konstant. Was eine (allerdings grob verkürzte) Erklärung für den Erhalt der Grenzgröße bei gleicher Brennweite ist. Es ist in der Tat jedoch etwas komplizierter, weil man das Sampling noch mit hinein rechnen muss. Das Logarithmenverhältnis der stellaren Magnituden bügelt Unterschiede jedoch fast weg. So stellt man auch für das Binning fest, dass die Grenzgröße für Sterne sogar sinkt. Verlängert man die Brennweite in den Beobachtungsfall der Speckle-Interferometrie, stellt man nun fest, dass das Licht nun eine ziemlich große Fläche auf dem Detektor beleuchtet. Für einen 10 mu CCD muss das Öffnungsverhältnis bereits f/30 betragen. Egal ob man nun abblendet, oder nicht, die Lichtfläche ist nun bei gleicher Brennweite durch das mittlere Seeing bestimmt. Die belichtete Fläche ändert sich im Mittel daher nicht. Der mittlere Fluss pro Pixel beträgt jedoch wieder nur ein Viertel gegenüber der vollen Öffnung. Ich sehe in keinem der beiden Fälle eine Abhängigkeit von der vierten Potenz.
Korrigieren Sie mich, wenn Sie von anderen Voraussetzungen ausgingen.
Meist argumentiert man ja, dass das Rauschen einer DSLRs nicht vergleichbar sei, weil die Kameras viel stärker rauschen würden. Vor allem im Sommer beschreiben Amateure eine Zunahme des Rauschens. Was sie jedoch in der Praxis vermutlich messen ist eine Zunahme des aufgehellten Himmels im Sommer und nicht des Rauschens. Wer man schon einmal mit schmalbandigen Interferenzfilter (z.B. H-alpha) und einer DSLR beobachtet hat, stellt schnell fest, dass auch im Sommer das Rauschen moderner DSLRs gar nicht so viel größer ist, als das eines typischen Amateur CCDs. Erstaunlicherweise ist der Untergrund hier nämlich plötzlich (fast) schwarz und die Streuung sehr gering.
Solche Abschätzungen über Grenzgrößen sind also wesentlich komplizierter, als der Celestron Prospekt. Ich denke im Moment, diese Aussage ist bar jeder Vernunft.
Die 4. Potenz ist ein Wunschdenken. Einem geschlossenen Tubus der vorne mit einer Korrektionsplatte verschlossen ist, würde ich solche Werte ohnehin nicht zutrauen. Wie gesagt, muss man ab 10 cm Teleskopöffnung schon einigen Aufwand treiben, um eine Bildschärfe zu gewinnen, die der Zunahme der Öffnung tatsächlich entspricht. Das gilt natürlich um so mehr für Großteleskope. Ich würde den Idealfall beugungsbegrenzter Abbildung in der Nacht daher nicht einmal für einen 8-Zöller annehmen wollen. In 30 Jahren Beobachtung habe ich lediglich einmal für wenige Sekunden einen 1m Cassegrain beugungsbegrenzt abbilden sehen. Zufällig hatten wir einen Speckle-Kamera am Teleskop hängen und diese Bilder aufgenommen und konnten einen Doppelstern von weniger als 0,2" problemlos mit den Beugungsringen getrennt erkennen.
Ohne technische Hilfsmittel wie aktive Optik oder digitale Bildverarbeitung ist das, wie ein Sechser im Lotto.
Mit einem Kollegen streite ich noch, inwieweit man behaupten könne die Grenzgröße bei Super-Resolution zu erhalten, was man aus dem unmittelbaren Vergleich der Aufnahmen von Galaxien oder des Sternhaufens schließen könnte. Geschweige denn dass wir annehmen sollten, die Reichweite sogar zu verbessern.
Schließlich spielt hier sogar der physikalische Satz der Energieerhaltung eine Rolle. Und der verbietet ein Perpetuum Mobile.
Viele Grüße
Thilo Bauer
2-mal bearbeitet. Zuletzt am 20.11.12 22:43.
