Teleskop - Astronomie.

Teleskop - Astronomie. 1 EINLEITUNG Teleskop, optisches Instrument, mit dem sich je nach Ausführung astronomische Objekte wie z. B. Sterne, Galaxien, Nebel (Astronomie) oder auch die Planeten des Sonnensystems beobachten lassen. Selbstverständlich muss das Licht, das von diesen Objekten ausgeht, im sichtbaren Bereich des Spektrums liegen. Prinzipiell handelt es sich bei Teleskopen um Fernrohre, die man je nach System in Linsen-(Refraktoren) und Spiegelteleskope (Reflektoren) unterscheidet. So genannte Radioteleskope untersuchen nicht den sichtbaren Bereich, sondern im Bereich Radiostrahlung (siehe Radioastronomie), und arbeiten nach einem völlig anderen Prinzip als die optischen Teleskope. 2 GESCHICHTE Verschiedenen Quellen zufolge soll das Teleskop von dem holländischen Brillenmacher Hans Lippershey 1608 erfunden worden sein. In Fachkreisen wird dieses Datum jedoch kontrovers diskutiert. Historisch fundiert ist dagegen die Ausstellung eines Teleskops durch Galileo Galilei im Jahr 1609. Johannes Kepler entdeckte das Prinzip des astronomischen Fernrohrs mit zwei konvexen Linsen. Keplers Idee wurde beim Bau eines Teleskops durch den deutschen Jesuiten und Astronomen Christoph Scheiner 1630 angewendet. Die so genannte sphärische Aberration brachte allerdings gewisse Schwierigkeiten mit sich: Astronomische Fernrohre hatten eine beachtliche Länge - einige bis zu 61 Meter (siehe Optik). Die Erfindung des achromatischen Objektivs 1757 durch den britischen Optiker John Dollond und die Qualitätsentwicklung des optischen Hartglases (1754) erlaubten bald den Bau von besseren Refraktoren. Die Linsen, die Dollond herstellte, hatten jedoch nur einen Durchmesser von 7,5 bis 10 Zentimetern. Dadurch hatten alle diese Teleskope geringe Abmessungen, und ihr Auflösungsvermögen für weiter entfernte Himmelsobjekte war bescheiden. Verfahren zur Herstellung von großen Scheiben aus optischem Glas wurden im späten 18. Jahrhundert entdeckt. In diesem Zusammenhang leistete der Schweizer Optiker Pierre Louis Guinand bedeutende Beiträge. Er arbeitete später mit Joseph von Fraunhofer zusammen. Guinands Entdeckung ermöglichte die Herstellung von Teleskopen bis 25 Zentimeter Durchmesser. Der nächste erfolgreiche Hersteller von Teleskoplinsen war der amerikanische Linsenschleifer und Astronom Alvan Clark, der im Lauf seiner Arbeit zum angesehensten Linsenschleifer von Teleskoplinsen wurde. Mit seinem Sohn Alvan Graham Clark stellte er nicht nur Linsen für die führenden amerikanischen Observatorien her, sondern auch für verschiedene europäische Einrichtungen. Das Spiegelteleskop (Reflektor) verwendet einen konkaven Spiegel zur Erzeugung des Bildes. Reflektoren sind in vielen Varianten gebaut worden. Mit diesem Teleskoptyp machten die Himmelsforscher viele der wichtigsten astronomischen Entdeckungen. Im frühen 17. Jahrhundert benutzte der italienische Jesuit Niccolo Zucchi als Erster ein Okular für die Betrachtung der Abbildung, die ein konkaver Spiegel erzeugte. Der schottische Mathematiker James Gregory beschrieb 1663 als Erster ein Teleskop, das einen Spiegel enthielt. Der englische Mathematiker und Physiker Isaac Newton baute 1668 das erste Spiegelteleskop. Beim Spiegelteleskop muss das von einem konkaven Spiegel reflektierte Licht in eine geeignete Beobachtungsposition seitlich oder unterhalb des Instruments gebracht werden - andernfalls behindern das Okular und der Kopf des Beobachters erheblich den Lichteinfall. Gregory beseitigte dieses Problem, indem er einen zweiten konkaven Spiegel einfügte, der die Strahlen in das Okular reflektierte. Henry Draper, einer der wenigen frühen amerikanischen Astronomen, die ein Spiegelteleskop bauten, verwendete mit Erfolg ein total reflektierendes Prisma (siehe Reflexion) anstelle des ebenen Spiegels. Der französische Arzt und Astronom Giovanni D. Cassegrain erfand um 1672 ein Teleskop, das anstelle des konkaven Spiegels einen konvexen verwendete. Der englische Astronom Sir William Herschel kippte den Spiegel in seinem Teleskop und platzierte das Okular so, dass es den einfallenden Strahl nicht blockierte. Herschels Spiegel hatten einen Durchmesser von 122 Zentimetern, und das Teleskop war 12,2 Meter lang. Die Spiegel der Teleskope waren gewöhnlich aus Spiegelmetall, einer Mischung aus Kupfer und Zinn. Dies änderte sich, als der Chemiker Justus von Liebig ein Verfahren zur Aufbringung einer Silberschicht auf eine Glasoberfläche entdeckte. Von da ab verwendete man versilberte Spiegel. Sie vereinfachten den Bau des Spiegels, und eine Neubeschichtung war jederzeit ohne Veränderung der Form möglich. Später wurde die Versilberung durch die länger haltbare Aluminiumbeschichtung abgelöst. 1931 erfand der Optiker Bernhard Schmidt an der Sternwarte Hamburg ein kombiniertes Teleskop mit Linse und Spiegel. Das Teleskop von Schmidt besitzt eine dünne Linse an einem Ende und einen konkaven Spiegel mit einer Korrekturplatte am gegenüberliegenden Ende. Das größte Schmidt-Teleskop mit einer 134 Zentimeter großen Linse und einem 200 Zentimeter großen Spiegel steht im Karl-Schwarzschild-Observatorium in Tautenberg. Als zurzeit größtes Spiegelteleskop der Welt gilt das Large Binocular Telescope (LBT) auf dem Mount Graham in Arizona. Es enthält zwei separate 8,4-Meter-Spiegel, die auf einer gemeinsamen Montierung befestigt sind. Das Hobby-Eberly-Teleskop (HET) des McDonalds-Observatoriums in Texas besitzt einen Spiegel aus 91 wabenförmig angeordneten Einzelspiegeln mit einem Gesamtdurchmesser von 1 100 Zentimetern; es werden aber nur 900 Zentimeter genutzt. Die Europäische Südsternwarte ESO nahm am 25. Mai 1998 in Cerro Paranal (Chile) das erste seiner vier geplanten VLT-Teleskope (VLT: Very Large Telescope) in Betrieb. Dieses Instrument verfügt über einen Sammelspiegel von 820 Zentimeter Durchmesser. Zwecks Steigerung der Leistungsfähigkeit werden sich die VLT-Teleskope miteinander koppeln lassen Die Liste der Spiegelteleskope mit mehr als 250 Zentimeter Durchmesser umfasst u. a. folgende Exemplare: das 610-Zentimeter-Teleskop im Astrophysikalischen Observatorium bei Selintschukskaja in Russland, das 508-Zentimeter-Teleskop im Palomar-Observatorium in Kalifornien, das 420-Zentimeter-Teleskop am Observatorium am Roque de los Muchachos in Las Palmas auf den Kanarischen Inseln, das 400-Zentimeter-Teleskop am Cerro-Tololo-Inter-American-Observatorium bei La Serena in Chile, das 390-Zentimeter-Teleskop am Englisch-Australischen Observatorium bei Coonabarabran in Australien, das 380-Zentimeter-Teleskop am Kitt-Peak-Nationalobservatorium bei Tucson in Arizona und das 380-Zentimeter-Teleskop am Mauna Kea. Ein berühmtes historisches Teleskop in Amerika ist das 254-Zentimeter-Hooker-Teleskop am Mount-Wilson-Observatorium in Pasadena (Kalifornien). Es war von 1985 bis 1992 stillgelegt. Die Gründe dafür waren finanzielle Engpässe, neue technologische Entwicklungen und das Bestreben, die Bedienung zu vereinfachen. Das Keck-Teleskop des Mauna-Kea-Observatoriums auf Hawaii verkörpert in seiner Bauweise eine wichtige Innovation. Die Oberfläche des Spiegels besteht aus 36 sechseckigen Segmenten, von denen jedes Einzelne mit drei Antriebskolben positioniert werden kann. Eine Steuerelektronik koordiniert die Segmente. Die Segmentierung verringert nicht nur das Gewicht des Teleskops, es erleichtert auch ganz erheblich das Polieren des riesigen Spiegels, der einen Durchmesser von 982 Zentimetern besitzt. Auf dem Mauna Kea hat ein zweites, baugleiches Teleskop, Keck II, 1996 seinen Betrieb aufgenommen. Eine weitere besondere Form von Teleskop ist das Multiple Mirror Telescope oder Mehrspiegelteleskop. Das erste Teleskop dieser Art wurde 1979 auf dem Mount Hopkins, südlich von Tucson (Arizona), fertig gestellt (Whipple-Observatorium). Das Teleskop verwendete eine Anordnung von sechs 183 Zentimeter großen Spiegeln, um die Lichtstärke eines einzelnen 450 Zentimeter großen Spiegels zu erreichen. Die sechs Einzelspiegel wurden im Mai 2000 durch einen Hauptspiegel mit 650 Zentimeter Durchmesser ersetzt. Bei der Beobachtung des Himmels mit Teleskopen verursacht die Erdatmosphäre Verzerrungen. Das Hubble-Weltraumteleskop besitzt den Vorteil, dass es sich über der Erdatmosphäre befindet. Nach dem Start im Jahr 1990 gab es zunächst mehrere mechanische und elektronische Probleme. Die Reparatur erfolgte im Dezember 1993. Aber bereits vor seiner Reparatur ließen sich Bilder gewinnen, die qualitativ weit besser waren als jene Aufnahmen, die man mit erdgebundenen Fernrohren erhielt. 1994 lieferte das Hubble-Teleskop exzellente Bilder des Planeten Jupiter, als dieser im Juli von Bruchstücken des Kometen Shoemaker-Levy 9 getroffen wurde. Die detailreichen Bilder der Einschläge bescherten den Astronomen wichtige Informationen über die Jupiteratmosphäre. Im August 1997 entdeckten Forscher anhand einer Aufnahme des Hubble- Teleskops eine Galaxie, die mit einem Alter von 13 Milliarden Jahren älter und weiter von der Erde entfernt ist als alle bisher bekannten Sternensysteme. 3 RADIOTELESKOPE Das VLA, das Very Large Array (Radioteleskop), befindet sich etwa 80 Kilometer westlich von Socorro in New Mexico. Dort sind 27 bewegliche und steuerbare Antennen mit Durchmessern von 25 Metern in Form eines 21 Kilometer großen Y aufgestellt. Durch die Verbindung der Signale aller 27 Antennen erzielt das VLA eine viel höhere Auflösung als irgendeine einzelne Antenne. Das Very Long Baseline Array (VLBA) besteht aus einer Anordnung von zehn Antennen. Die Anlage ist auf verschiedene Plätze verteilt (von Hawaii über Nordamerika bis zu den Jungferninseln). Das 1993 fertig gestellte VLBA arbeitet nach den gleichen Prinzipien wie das VLA: Die Verbindung der Signale der zehn Antennen erzeugt Bilder mit hoher Auflösung. Das größte bewegliche Radioteleskop mit einem Durchmesser von 100 Metern befindet sich am Effelsberg (Max-Planck-Institut für Radioastronomie). Das größte Radioteleskop wird von der Cornell-Universität betrieben. Es handelt sich dabei um ein stationäres Gerät, das in eine natürliche, schüsselartige Vertiefung in den Bergen in der Nähe von Arecibo auf Puerto Rico hineingebaut wurde (siehe Arecibo-Radioobservatorium). Der Empfänger im Brennpunkt des Teleskops ist an drei Stahlpfeilern über dem Spiegel aufgehängt. Das Teleskop, das einen Durchmesser von 305 Metern hat, wurde 1963 fertig gestellt. Siehe auch Radioastronomie; Radarastronomie Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.