Wie stört die Erdatmosphäre Bilder?

  • Hallo,


    ich weiß, dass Weltraumteleskope nicht dem störenden Einfluss der Erdatmosphäre unterliegen und auch andere Wellenlängen möglich sind (Gammastrahlung etc).


    Aber wie kann man sich den störenden Einfluss der Erdatmosphäre auf Bilder im sichtbaren Licht vorstellen? Wird das Bild verschwommen? Erscheinen Sonnen und andere runde Objekte eiförmig?

  • Hallo!


    Maßgeblich geht es hier um die sogenannte Luftunruhe oder Seeing. Diese entsteht, wenn Licht an den Temperaturschwankungen der Luft gebrochen wird. Luft unterschiedlicher Temperatur hat eine unterschiedliche Dichte, demzufolge kommt es hier dann eben auch zu einer Brechung. Mit bloßem Auge ist diese nicht sichtbar, aber in einem Teleskop fällt das dann schon auf. Hinzu kommt noch die Brechung an kleinsten Teilchen in der Luft und die generelle Streuung von Licht, bedingt durch die Atmosphäre, siehe hierzu auch die Rayleigh-Streuung: http://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung


    Dadurch hat man mit Erdgebundenen Teleskopen meist eine viel geringere maximale Vergrößerung, als das Teleskop eigentlich imstande wäre zu vergrößern. Ein Stichwort hierzu wäre FWHM oder Full Width at Half Maximum. Generell ist FWHM ein Maß dafür, wie viel ein Stern aufgrund der Luftunruhe hin und her "springt" und somit die maximale Vergrößerung festlegt. Deswegen stehen die größten optischen Teleskope auch in sehr hoch gelegenen Regionen mit möglichst wenig Vegetation. Vegetation erhöht die Luftfeuchtigkeit, was wiederum zu einem starken wabbern der Luft führt, ebenso sieht es generell mit Orten aus, die nahe der Zivilisation (Städten) liegen. Außerdem ist "da oben" die Luft dünner. Dazu kommt dann natürlich auch noch die <s>Luftverschmutzung</s> Lichtverschmutzung.


    Wie dieses "wabbern" aussieht, hab ich hier mal in einem kleinen Video vom Mond. Zwar ziehen hier auch ab und an kleine Wolken vorbei, aber man sieht auch diese kleinen geometrischen Veränderungen, die mitunter ein wenig aussähen als würde man das Spiegelbild des Mondes an einer Wasseroberfläche betrachten:

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  • Hallo Stefan,


    willkommen hier auf Astrotreff.


    Da gibt es mehrere Einflüsse.


    Einmal werden bestimmte Wellenlängen durch die Luftschicht stark bis völlig abgeschwächt und sind damit hier auf der Erde schwer oder garnicht erfassbar.


    Für den Bereich sichtbares Licht führen Luftbewegungen zu störenden Einflüssen. Du kennst hast es bestimmt schon selbst gesehen- wenn du flach über eine aufgeheizte Straße hinwegschaust sollte dir schon mal das Flimmern aufgefallen sein.


    Das von oben kommende Licht muss ja auch durch die Lufthülle durch und dabei treten solche änlichen Störungen auf. Das Funkeln der Sterne ist genau dadurch verursacht- für unser Auge direkt kaum erkennbar bewegen sich die Sterne (Lichtpunkte) ein ganz klein wenig hin und her- dadurch entsteht der Effekt den man als Funkeln bezeichnet.


    Machst du jetzt Bilder dann passiert ja genau das auch. Ohne die Lufthülle würde der Stern auf einem Pixel der Kamera abgebildet- durch die Luftunruhe "zappelt" der Lichtpunkt aber in einer gewissen Größenordnung auf dem Chip der Kamera herum. Dabei fällt das Licht dann auf mehr als nur diesen einen Pixel, die Abbildung ist vergrößert und unschärfer.


    Gilt natürlich auch für Fotos von Mond und Planeten.


    Beispiel für Luftunruhe- Video vom Mond (klick mich) und noch stärker sichtbar hier bei einer Sonnenaufnahme- jeweils am Ende des Beitrags ist ein kurzer Videoclip- da kannst du gut erkennen wie die Luftstörungen das Bild "zappeln" lassen.


    Gruß
    Stefan

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