Beobachtungen und Observatorien

Astronomische Observablen

Die Astronomen gewinnen den grössten Teil ihrer Informationen aus elektromagnetischer Strahlung:

• Intensität I(x,y,wl,t):
  • Strahlung als em-Welle (Maxwell Equations) mit lineare und zirkularer Polarisation
  • Strahlung als Teilchen
• Position x,y (RA, DEC):
  • Punktobjekte -> astrometrische Position
  • ausgedehnte Objekte -> 2-dim Struktur
• Wellenlänge wl (Photonenenergie):
  • definiert Beobachtungsbereich
    • vom Erdboden möglich:
      • optischer Bereich, Radiobereich
    • nur vom Weltraum:
      • IR-, UV-, Röntgen-, $\gamma$-Bereiche
  • Spektrale Auflösung: $\frac{\lambda }{\mathrm{\Delta }\lambda }$ ist wichtig für die Messung von physikalischen Parametern und der Radialgeschwindigkeit $v_r$
• Zeitliche Auflösung t:
  • definiert die zeitlichen Variationen, die eventuell beobachtet werden können.

Auflösungsvermögen

Nach dem Rayleigh Kriterium fällt das Beugungsmaximum des zweiten Sterns in das erste Minimum des ersten Sterns:

• $\lambda$ Wellenlänge
• $D$ Öffnung oder Hauptspiegelgrösse

Optische Teleskope

Der Refraktor

Vergrösserung ist gegeben durch das Verhältnis von $\frac{f_{Obj}}{f_{Oku}}$

Chromatische Aberration

Verschiedene Wellenlängen werden in den Linsen verschieden gebrochen, dadurch entstehen Artefakte an Kanten und das Bild wird unschärfer.

Es gibt achromatische Linsen, die versuchen die chromatische Aberration zu verkleinern.

Das Spiegelteleskop

Ein Spiegel hat nicht das Problem der chromatischen Aberration, aber wenn der Spiegel nicht eine parabolische Form hat, sondern eine sphärische, dann entsteht sphärische Aberration

Instrumentierung

Astro-Fotografie

Die ersten Teleskope wurden nur von Auge benutzt, mit der Zeit kam es dazu das Bildsensoren benutzt wurden.

Spektroskopie

In der Spektroskopie wird aufgeschlüsselt welche Wellenlängen ankommen, anhand dieser Fraunhoferlinien, kann festgestellt werden aus welchen Elementen etwas besteht oder es können auch Rotverschiebungen gemessen werden.

Adaptive Optik

Die Erdatmosphäre ist unruhig und verursacht das funkel der Sterne und eine Verschmierung der Abbildung. Aus diesem Grund erscheint ein Stern grösser als die optische Limite des Teleskops.

Mit der adaptiven Optik werden die Turbulenzen ausgeglichen, indem ein Spiegel aktiv deformiert wird.

Koronagraphie

Um die Umgebung um einen Stern zu beobachten, muss der Stern abgedunkelt werden. Das kann gemacht werden indem man das Licht des Sterns aktive abblockt mit einer Maske die in den optischen Pfad des Teleskops gelegt wird.

Das elektromagnetische Spektrum

Die Atmosphäre schluckt einige Wellenlängen mehr als andere.