bei diesen grauen Novembertagen, wo keine Möglichkeit besteht, draußen unserem Hobby nachzugehen, habe ich mich einem Thema gewidmet, was mich schon länger umtreibt.
Das Auftreten von Spitzen durch Beugung (Diffraction Spikes) bei Newtonteleskopen ist ja hinlänglich bekannt.
Wenn man aber Bilder von verschiedenen Teleskopen ansieht, fallen doch Unterschiede auf, wie im folgenden Bild demonstriert wird.
Bei den Lacerta- bzw. Takahashi-Newtons fallen die Regenbogenfarben der Spikes auf, die bei meinem Orion nicht auftreten. An der optischen Qualität des Teleskops kann es wohl nicht liegen, da ich damit vorzeigbare Bilder bekomme.
Bei der Internetsuche bin ich auf die kostenfreie Software SpheroFront (https://diffractionlimit.com/ ) gestoßen, mit der man Beugungsphänomene in Teleskopen simulieren kann. Dazu muss man die Abschattung als Schwarzweiß-Bild generieren und als JPEG in das Programm laden. Die folgenden Simulationen sind exemplarisch für ein Teleskop mit 600 mm Brennweite und einer Öffnung von 60 mm über das gesamte sichtbare Spektrum durchgeführt worden. Mit den Parametern hält sich die Rechenzeit in Grenzen. Die Ergebnisbilder sind gestreckt, um die Spikes zu verdeutlichen.
In den Spikes zeigen sich keine Regenbogenfarben, genauso wie bei dem experimentellen Sternenbild.
Hier treten die Regenbogenfarben deutlich zum Vorschein. Damit ist wohl die Erklärung für das unterschiedliche optische Erscheinungsbild der Spikes gefunden.
Aber die Neugierde und der Spieltrieb haben weitere Simulationen angestoßen.
In dem Programm kann man auch die Fokuslage verändern. Bei einer Defokussierung von 50 µm spalten die Spikes in parallele Doppelspikes auf.
Ich benutze schon seit langem die Spikes zur Scharfstellung des Newtons, da die Aufspaltung sehr empfindlich auf die Defokussierung wirkt.
Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer Bahtinov-Maske.
Auch hier der Vergleich mit Defokussierung. Hier musste ich mit 100 µm Defokussierung rechnen, um einen deutlichen Unterschied sichtbar zu machen.
Vielleicht ist das Verfahren mit den Doppelspikes zur Scharfstellung doch empfindlicher.
Hier noch ein Beispiel für die Wirkung von „nicht runden“ Blenden, wie sie in Fotoobjektiven vorkommen.
Über die ästhetische Wirkung der Spikes in den Astrofotos gibt es ja die unterschiedlichsten Meinungen. Mir gefallen sie jedenfalls. Eine Möglichkeit die Spikes zu vermeiden sind gebogene Arme für die Fangspiegelbefestigung.
Die Simulation zeigt die Wirkung deutlich. Allerdings vergrößert sich der Sternenabbildung geringfügig, was aber eher theoretisch von Belang ist, da das Seeing wesentlich die Sternenabbildung beeinflusst.
Zum Schluss noch die Simulation der Struktur des James Web Sky Telescopes, das ja im Infrarotbereich arbeitet. Die Simulation wurde aber im sichtbaren Bereich des Spektrums durchgeführt, um das komplizierte Beugungsmuster prinzipiell darzustellen.
Die benutzte Simulationssoftware ist nur in Englisch verfügbar, was den Zugang und die Bedienung nicht ganz so leicht macht. Aber es lassen sich die Einflüsse von Obstruktionen verschiedenster Art im Strahlengang (Okularauszug, Halteklammern des Spiegels, Größe des Fangspiegels) sehr anschaulich demonstrieren.
Gruß und CS
Christian
