25.08.2020
Da steht die scheinbar banale Frage im Raum
"Kann man die Cassiniteilung im Ringsystem von Saturn mit 3 Zoll Öfffnung auflösen!?"
oder es wird die visuelle Sichtung von
Farbunterschieden auf dem Jupitermond Ganymed mit 4-5 zölligen Teleskopen
berichtet und debattiert.
Man sieht sie doch, die Cassiniteilung.........und dann geht, wie üblich, die Keilerei los.
So etwas lässt sich eigentlich recht einfach vermeiden, indem man definiert was Auflösung ist, nur wird da wieder der theoretische Ansatz gesucht und natürlich unterscheiden sich die Ansichten und das wird wie immer zelebriert bis man sich in tausend Nebenschauplätzen verkeilt hat und/oder genügend Kontrahenten aufgeben, dann wird es ja langweilig.
Der praktische, visuelle, beobachtende Ansatz ist dagegen seit Jahren bekannt, m.E. unstrittig und wird von Hobbyastronomen die beobachten und ihre Beobachtungen dokumentieren auch mehrheitlich und Objekt übergreifend angewendet. Das ist ganz selbstverständliche, alltägliche Praxis. Es kann sein, dass Hobbyastronomen die mit unterschiedlichen, auch größeren Öffnungen beobachten hier etwas genauer beschreiben, weil es schlicht mehr Unterschiedliches am gleichen Objekt zu sehen und damit auch zu beschreiben gibt.
Wenn ich einen rundlichen Nebelfleck "auflöse", kann das von einem PN über eine GX bis zum offenen oder zum Kugelsternhaufen noch alles sein, also ist die Natur des Objekts da noch nicht "aufgelöst". Den Lagunennebel kann ich in guten Zeiten auffinden, indem ich eine strichförmige Aufhellung am Südhorizont mit bloßem Auge sehe. Im Fernrohr löst sich dieser Strich in Einzelsterne und einen Sternhaufen auf. Auflösung ist also durchaus ein kritisch zu sehender Begriff den man besser genauer beschreibt. Als Einzelbegriff ist er ultimativ zu sehen. Da kommt nichts mehr, wir sehen was es an dem Objekt für uns zu sehen gibt. Von da her hat wohl Cassini die nach ihm benannte Teilung in den Saturnringen im Wortsinn aufgelöst. Wir wissen heute, dass da mehr ist, lösen also auf was unser Himmel und unsere Fernrohre hergeben und können es beschreiben.
Da steht dann z.B. bei einem Kugelsternhaufen
-als runde Aufhellung, Wattebausch ähnlich erkannt
-in den Randzonen einige aufblitzende Einzelsternchen gesehen/aufgelöst
-viele Einzelsterne aufgelöst, Zentrum neblig gesehen
- bis vor das helle, neblige Zentrum Einzelsterne aufgelöst
und so weiter.
Das ist nun zwar maßgeblich, aber nicht ausschließlich öffnungsabhängig. Auch Seeing, Grenzgröße, Transparenz pp spielen da mit rein. Ich habe das früher schon mal an M 13 darzustellen versucht. Eingentlich kommt das ganz automatisch und immer dabei rum, wenn man mit unterschiedlichen Öffnungen an verschiedenen Standorten Zeichnungen eines Objekts anfertigt.
Es ist klar erkennbar völlig unsinnig sich hier zu streiten, ob M 13 im ersten oder im letzten Bild aufgelöst ist, wir sehen immer einen Grad der "Auflösung".
Man kann das auch sehr sinnvoll an der Cassini-Teilung beschreiben oder zeichnen, die sich ja in der vollen Auflösung, welche uns heute zur Verfügung steht, auch keineswegs als leere schwarze Linie zwischen hellen Ringzonen zeigt. Der Suchbegriff "Saturnringe" unter Wikipedia hilft da weiter und auch größere Amateurteleskope lassen schon eine Ahnung davon zu. Die Ringstellung, also die Öffnung des Ringsystems zu unserer Betrachtungsebene, spielt natürlich auch eine entscheidende Rolle.
Es ist also einfach und sinnvoll, vor allen Dingen wesentlich eindeutiger, den Auflösungsgrad zu beschreiben den man sieht, als dass man nur solitär mit "aufgelöst" operiert.
-Cassiniteilung in den Ansen als dunkelgraue Linie aufgelöst/gesehen
-Cassiniteilung in den Ansen schwarz, darüber hinaus als schmaler und grauer werdende Linie gesehen/aufgelöst
-Cassiniteilung schmal, schwarz, wie ausgestanzt als Umlaufende Linie gesehen, vor der Planetenkugel grau
-Cassiniteilung breit, scharf begrenzt, aber mit einem Grauschleier an der äußeren Kante......
und so weiter.
Hat man dazu noch Beobachtungszeit und -ort, die Teleskop- und Okulardaten, sowie eventuelle Filter oder Korrektoren parat ist die Beobachtung gut und nachvollziehbar dokumentiert.
Nötig ist das nicht, um Spass an seinen Beobachtungen zu haben, aber ich persönlich habe festgestellt, dass Nachvollziehbarkeit, auch nach Jahren noch, den Spass für mich selbst verlängert......! Ganz nebenbei weiß ich dann solche aufkommenden Debatten und die theoretisierenden Klimmzüge auch sofort für mich zutreffend einzuschätzen.
Dass man eine Linie, so wie wir nun mal z.b. die Cassiniteilung häufig sehen, schon dann erkennen kann, wenn sie deutlich schmaler ist als wir sie eigentlich bräuchten um sie auflösen zu können, ist hinlänglich bekannt und oft genug beschrieben.
Ob wir da aber wirklich immer eine so schmale Linie sehen ist fraglich, denn wir sehen eine durchgängige Linie auch dann, wenn sie durch eine Punkt- oder Strichreihe gleicher Strichbreite gebildet wird. Objekttreue Abbildung unterhalb der Auflösungsgrenze gibt es nun mal nicht. Punkt.
Sehen wir dann mehr als da ist oder weniger? Ist das "aufgelöst"?
Wenn wir unser ferngesteuertes Raumschiff durch die so erkannte, ansonsten unbekannte Lücke schicken wollen haben wir jedenfalls die Chance auf einen Totalverlust mindestens um schlappe 50% gesteigert.
Ich kann in den breiten, etwas dunkleren Sicheln in den Ansen der Ringe, die mit den spitzen Enden die äußere Ringkante schneiden und die man mit 3-5 Zoll Öffnung meist dokumentiert sieht, nicht wirklich das erkennen, was bei höherer Auflösung mit 6 Zoll Öffnung + X die Cassini Teilung als schmale, dunkle Linie definiert.
Die Ganymed Geschichte ist anders und doch ähnlich. Wenn jemand berichtet, da mit einem 4-Zöller ein Scheibchen mit Helligkeits-/Farbunterschieden gesehen zu haben, so muss man dies nicht bezweifeln.
Man muss auch nicht darauf abheben, dass es fotografische Nachweise von echten Details auf Jupitermonden, durch Farbunterschiede "auf" den Scheibchen ab....sagen wir mal der doppelten Öffnung, durchaus reichlich und unzweifelhaft gibt, ab 16 Zoll wird das sogar schon richtig ansehnlich und ja, es besteht die Möglichkeit, sich etwas in ein Bild hinein zu interpretieren, was man vorher mal gesehen hat, von dem man also weiß, dass es da ist.
Nein, es gibt für solche Wahrnehmung von Farbunterschieden, nicht nur wenn man überzieht, in unserem Visus, in der Optik, in Beugungserscheinungen und/oder kaum wahrnehmbaren Seeingeinflüssen und allem was ich vergessen habe zu nennen, eine Vielzahl an möglichen Ursachen und deren Kombinationen.
Darüber kann man also in solchen Fällen, jedenfalls wenn man möchte, deutlich mehr erfahren als über tatsächliche Details am beobachteten Objekt.
Nur mal schnell, abstrakt und planlos erstellt sehen wir hier was unser Visus macht:
Geht so weit vom Bildschirm weg, dass das Raster nicht erkennbar ist und fixiert einzelne der farbigen Punkte konzentriert und längere Zeit. Die sind absolut einfarbig. Bei Vielen werdet ihr Farbunterschiede "erkennen".
Auch im Nachtmodus
ändert sich da wenig bis nichts. Hellere oder dunklere Ränder, Zentren, körnige Punkte, bananenförmige Strukturen. Auch in tiefer Dunkelheit, also auf dieser dunkel gestalteten Seite im verdunkelten Zimmer und mit abgedeckten hellen Störquellen ist das so. An dem rudimentär und eigentlich eher zu dunkel als zu hell dargestellte "Planeten" kann man bei konzentrierter Fixierung eines "Mondes" manchmal sogar eine Fortsetzung der durch das Scheibchen verdeckten Struktur "wahrnehmen".
Am Teleskop kann man das auch sehen, aber das ist höchst selten, denn man benötigt erst mal so gutes Seeing um einen solchen Mond(Punk) so rund, scharf begrenzt und ruhig zu sehen. Das kann dauern.
Spannender wird alles andere erst, wenn ein Teleskop zumindest mal theoretisch das tatsächliche Auflösungsvermögen eines gesuchten Details erreicht und unseren Augen so aufbereitet zeigt, das sie es erkennen können, wir also in der Lage sind, den Rahmen dieses Auflösungsvermögens zu nutzen.
Die Wahrnehmung von Farbunterschieden an einem Mond- oder Planetenscheibchen mit einem Teleskop, auch hoffnungslos weit unterhalb dessen Auflösungsvermögen für echte, reale Details, also da wo das Teleskop, auch unter allerbesten Voraussetzungen, lediglich ein strukturloses, farblich homogenes Scheibchen zeigen kann, ist schon mit diesem einen praktischen Ansatz leicht erklärbar.
Machen wir es aber doch mal noch etwas genauer. Es folgt eine Zeichnung von Jupiter mit mehreren Ganymed-Scheibchen. Sie ist an einem 12-Zöller entstanden, die Größenverhältnisse (Jupiter/Ganymed) passen. Die Bedingungen waren sehr gut, meine zeichnerische Unzulänglichkeit, sowie meine Neigung eher weniger Details einzubringen als zu sehen waren, "kostet" sicher 1-2 Zoll Öffnung und ob meine Augen, nach über 60 Lenzen, noch alles sehen, was das Fernrohr bietet darf auch bezweifeln wer will. Verändert wird in der Folge jeweils nur der Abbildungsmaßstab und die Schärfe wird in der zweiten und dritten Reihe deutlich herunter gesetzt.
Selbst die letzte Reihe ist noch nett anzuschauen und man ist am Teleskop oft genug sehr froh über einen solchen visuellen Anblick. Mancher wird mir im Stillen vorwerfen, ich hätte den Monden zu viel Kontrast gegeben. Man kann das Scheibchen auch durchaus größer sehen, z.B. wenn es vom Seeing verschmiert wird und der unscharfe Randbereich sich dann mit Farben der Planetenscheibe mischt. Solche, also noch schlechtere Detailauflösung, z.B. durch übles Seeing ist aber für die Betrachtung der, in den Raum gestellten, Möglichkeit der tatsächlichen Auflösung von Details auf den Scheibchen von Jupitermonden ganz sicher nicht mehr relevant.
Nun mag sich jeder geneigte Betrachter den Monitor kalibrieren, die passende Abbildungsgröße und Farbgebung, sowie den Schärfegrad für seine eigenen Möglichkeiten am Teleskop einstellen und dann mal schauen. Drei der Ganymed-Scheibchen sind einfarbig und ohne Details. Drei sind mit Details ausgestattet. Viel Spass.
Zum Schluss noch das scharfe, erste Bild in einer höheren Auflösung, was Vergrößern auf ein Format erlaubt, das über die Monde mit und ohne Details keine Zweifel mehr lassen sollte.
Maus auf Jupiter, Rechtsklick, Grafik in neuem Tab öffnen. Die Lupe lässt noch eine Vergrößerungsstufe zu.
Das Beispiel mit dem "echten" Jupiter und Ganymed macht also deutlich, dass wenn wir uns über Öffnungen bis vier Zoll oder auch 5 Zoll und die visuelle Beobachtung von Jupiter und seinen Trabanten unterhalten, die farbigen Punkte in den anderen Grafiken maßlos übertrieben sind. Das reduziert sich bei so kleinen Teleskopen auf schwarz und weiß sowie Graustufen, maximal mit einem Hauch von anderen Einfärbungen.
Die Grafik zeigt, dass wir für Graustufen mit unserem Visus wirklich gut gerüstet sind. Dadurch wird die Neigung vieler Besitzer von Kleinteleskopen begünstigt, deutliche Übervergrößerungen anzuwenden, denn die hohen schwarz/weiß Kontraste sind gar nicht so leicht zu zerstören. Am Jupiter sieht das visuell, z.B. mit einem kleinen, guten 3 bis 4 zölligen APO, für mich etwa so aus.
Selbst wenn man eine, im rechten Bild dargestellte, deutliche Unschärfe und Abdunklung erzeugt, wie sie beispielsweise oftmals völlig unbemerkt durch Überschreitung der Fähigkeiten des Visus und/oder einsetzende Dunkeladaption entsteht, ist das einem solchen schwarz/weiß Bild bezüglich der Detailerkennung und der "gefühlten Kontraststärke" wenig abträglich.
Nehmen wir hingegen ein Teleskop doppelter Öffnung, bleiben mit gleichen Vergrößerungen bei größerer AP und damit im Rahmen förderlicher Vergrößerungen für Teleskop und unseren Visus, kommen deutlich mehr Farben und aufgelöste Details ins Spiel. Unserem Visus bieten sich wesentlich mehr Kontraste zur Verarbeitung an, das sieht bei mir etwa so wie im linken unteren Bild aus.
Der Himmel, auch der kleine Mondschatten, ist durch größere AP nicht mehr ganz so rabenschwarz. Durch die Farberkennung ergeben sich weichere und vielschichtigere Kontraste. Dieses Bild leidet dann auch deutlich mehr bei Unschärfen Übervergrößerung oder auch durch Seeing, wie sie das rechte Bild andeutet.
Man kann also sagen, dass Kleinteleskope, zumindest wenn sie gute Optiken haben, durchaus den Anreiz zur Übervergrößerung bieten, weil eben so die vorhandenen, aber bei 100fach doch teils sehr winzigen Details sich gegebenenfalls auch noch doppelt so groß und damit leichter erkennbar darstellen lassen. Der totale Zusammenbruch der Kontraste und damit auch der Bildschärfe erfolgt, auch bei Überlastung des Visus, relativ spät.
Mit zunehmender Optikgröße und Auflösung lässt sich das allerdings, auch an guten und sehr guten Optiken, immer weniger nutzen, bis es sogar an Objekten mit komplexeren Strukturen und Farben ins Gegenteil umschägt und Übervergrößerung Kontraste immer mehr verschmiert.
Das Seeing in all seinen Erscheinungsformen kommt dann als weiteres Problemfeld für größere Öffnungen hinzu, wobei man auch hier viel tun kann, um seine Möglichkeiten zu verbessern.
Eine 8 Zoll Optik ist also wesentlich häufiger nur unterhalb der theoretisch und praktisch möglichen Auflösungs-/Vergrößerungsgrenzen zu betreiben als eine 4 Zoll Optik, aber immer auf dem gleichen Vergrößerungsneveau und damit immer schon mit höherer Auflösung.
Das setzt sich auch in Richtung 16 Zoll und mehr fort. Hier wird dann die Ausnutzung der vollen Auflösung bei 500fach + x nur noch sehr selten möglich, primär geht es bei diesen Optikgrößen um die immer mögliche Ausnutzung der Lichtsammelleistung für immer schwächere Objekte und die hohe Auflösung bereits bei geringeren Vergrößerung.