Simulation
Die Simulation ermöglicht es die verschiedenen Effekte der Refraktion, der Dispersion und der Ausrichtung der Stundenachse auf eine Himmelsfotografie zu studieren. Die Beschreibung soll den Einstieg erleichtern, da die Bedienung des Programms und die Interpretation einige Kenntnisse voraussetzt.
Das Design der optischen Komponenten heutiger Teleskope wird detailliert mit sogenannten Ray Tracing Programmen untersucht. Dies Programme geben eine Antwort auf die Frage: wie wird eine punktförmige Quelle mit einem realen Teleskop und unter einem idealen Himmel in die Fokalebene abgebildet.
Hier beantworte ich die komplementäre Frage: wie wird eine punktförmige Quelle mit einem idealen durch die Beugung begrenzten Teleskop unter einem realen Himmel in die Fokalebene abgebildet.
Fügt man diese beiden Aspekte zusammen, dann erhält man ein vollständiges Bild des Sternabbilds in der Fokalebene.
Die beiden unten stehenden animierten GIFs zeigen wie sich die Spuren von 25 Sternen, welche sich auf einem Gitter mit der Kantenlänge von 1 Grad befinden, entwickeln. Die Aufnahme ist im Zentrum bei der Wellenlänge von 550 nm nachgeführt (gelbes Pixel). Die blaue und die rote Spur entsprechen den Wellenlängen von 450 und 650 nm (Dreifarbendarstellung). Die Deklination des Zentrums ist -10 Grad und bei Beginn der Aufnahme war der lokale Stundenwinkel -3h. Die Aufnahme dauerte sechs Stunden und die einzelnen Schritte entsprechen 30 Minuten. Der Balken links unten misst 2.5 Bogensekunden und bezieht sich auf die um den Faktor 120 vergrösserten Spuren. Die entstehenden Spuren sind deutlich grösser als das Auflösungsvermögen des Objektivs (Durchmesser 20 cm). Aus dem Ablauf der einzelnen Aufnahmen ist ersichtlich, dass schon bei kurzen Belichtungszeiten von etwa 30 Minuten, die Refraktion und die Dispersion ihre Handrschrift deutlich hinterlassen. Die Drehung und teilweise die Kompression des Bildfelds ist leicht erkennbar. Die Darstellung entspricht den analytisch berechneten Spuren gemäss H.H. Turner.
Kumulierte Spurlängen, sonst gleich wie die obigen Aufnahme.
Kommentare, Fragen, Korrekturen: markus.wildi@one-arcsec.org