Instrumentelle Grenzgröße - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

Bis zu welcher Grenzgröße kann man punktförmige Objekte, also Sterne, mit welchem Teleskop sehen? Das Ergebnis hängt vor allem von den standortbedingten Umweltbedingungen, vom Pupillendurchmesser und von der Öffnung des Teleskops ab.

Freiäugige Grenzgröße

Zunächst ist zu klären, bis zu welcher Größenklasse man am Standort mit freiem Auge kommt. Am lichtbesudelten Großstadthimmel sieht man freiäugig vielleicht Sterne bis 2 oder 3 mag, fern der Stadt womöglich bis 6 mag. Kleinstädte bzw. ländliche Gemeinden liegen dazwischen.

Öffnung der menschlichen Pupille

Die menschliche Pupille öffnet sich bei Dunkelheit in jungen Jahren 7 bis 8 mm, im Alter 4 bis 5 mm. Diese Werte streuen allerdings von Person zu Person stark.

Instrumenteller Lichtgewinn

Der Lichtgewinn eines Instruments wird in Relation zur Pupille berechnet. Entscheidend ist das Verhältnis der Eintrittsflächen:

• Lichtgewinn = (Durchmesser Objektiv / Durchmesser Pupille) ²

Ein Teleskop von 100 mm Öffnung sammelt gegenüber einer 5 mm weiten Pupille somit 400 (weil 20 x 20) mal mehr Licht, ein Teleskop mit 200 mm Durchmesser bereits 1600 mal mehr.

Ist dieser Lichtgewinn (x) berechnet, suchen wir in untenstehender Tabelle nach der passenden mag-Zahl.

Lichtgewinn (x) in Größenklassen (mag) ausgedrückt:

Mag      x

1        2,5

1,5      4  

2        6,3

2,5      10

3        16

3,5      25

4        40

4,5      63

5       100

5,5     159

6       251

6,5     398

7       631

7,5    1000

8      1586

8,5    2513

9      3983

9,5    6312

10    10000

Somit erzielt ein Fernglas 8x30 unter obigen Bedingungen einen instrumentellen Lichtgewinn von 3,9 mag, ein 60 cm Teleskop hingegen einen von 5,4 mag.

Beim Vierzöller (100 mm Öffnung) sind es 6,5 mag, beim Achtzöller (200 Öffnung) theoretisch 8 mag.

Instrumentelle Grenzgröße

• Instrumentelle Grenzgröße (mag) = freiäugige Grenzgröße (mag) + instrumenteller Lichtgewinn (mag)

Unter einem perfekten Himmel fern der Stadt (freiäugige Grenzgröße vielleicht 6 mag) sieht man mit einem Achtzöller (instrumenteller Lichtgewinn 8 mag) rechnerisch also Sterne bis zur 14. Größenklasse.

Unter einem lichtbesudelten Großstadthimmel mit freiäugiger Grenzgröße von 2 oder 3 mag schafft selbst dieses Instrument nur 10 bzw. 11 mag.

Dies gilt, das sei nochmals betont, für punktförmige Objekte - also für alles, das im Teleskop punktförmig erscheint. Dazu zählen vor allem Einzel- oder Mehrfachsterne, offene Sternhaufen oder Kleinplaneten; bei geringen Auflösungen auch Planetenmonde.

Bei Objekten, die im Fernrohr flächig erscheinen (wie Gas- oder Staubnebel, Galaxien, Supernovaüberreste, Planeten oder Kometen) funktioniert obige Formel leider nicht.