Hat dieses Teleskop nur eine 4-Blatt-Öffnung?

Ich habe mir gerade ein Bild aus dem APOD-Projekt der NASA angesehen

die Antennen

Mir ist aufgefallen, dass die Starbursts direkt horizontal und vertikal sind. Wenn ich mich richtig erinnere, bekomme ich bei meiner DSLR einen "Strahl" pro Klinge. Bedeutet das also, dass entweder das Hubble-Teleskop oder das Subaru NAOJ-Teleskop nur eine 4-Lamellen-Öffnung hat?

Wenn nicht, was sonst würde dieses Burst-Muster verursachen?

Für das, was es wert ist, weitere technische Informationen zu diesem Bild unter astrobin.com/293303 (voller astronomischer Dinge, die ich nicht verstehe, also nur den Link geben ...)

Antworten (2)

Was Sie sehen, ist nicht das Ergebnis einer Irisblende wie bei einer Kamera. Die 4-Punkt-Beugungsspitzen im Teleskop werden durch die vier Streben verursacht, die den Reflektor im Spiegelteleskop halten. Dieses Diagramm aus dem Wikipedia-Artikel Beugungsspitze zeigt das Beugungsmuster (unten), das durch die entsprechende Strebenanordnung (oben) erzeugt wird :

Vergleich von Beugungsspitzenmustern verschiedener Strebenanordnungen
Vergleich von Beugungsspitzenmustern verschiedener Strebenanordnungen von Cmglee über Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

Das Bild in Ihrer Frage ist eine Zusammenstellung mehrerer Bilder und Daten des Subaru-Teleskops auf Hawaii und des Hubble-Weltraumteleskops . Interessanterweise hat das Subaru-Teleskop eine 4-Streben-Anordnung, aber sie sind nicht 90° voneinander entfernt. In diesem zusammengesetzten Bild ist es jedoch wahrscheinlich, dass die Daten für die hellen Sterne vom Hubble stammen.

Hubbles 4-Strut-Spiegelhalterungskonfiguration ist berühmt dafür, lange, schmale Beugungsspitzen auf hellen Sternen zu erzeugen. Aus der Hubble-FAQ :

Warum haben Sterne in den meisten Hubble-Bildern eine kreuzförmige Verzerrung? Warum tun Galaxien das nicht?

Die Kreuzform, die auf hellen Objekten (wie Sternen) in Hubble-Bildern sichtbar ist, ist eine Form der Verzerrung, die in allen Teleskopen sichtbar ist, die einen Spiegel anstelle einer Linse verwenden, um Lichtstrahlen zu fokussieren. Die als Beugungsspitzen bekannten Kreuze werden dadurch verursacht, dass der Lichtweg leicht gestört wird, wenn es an den kreuzförmigen Streben vorbeigeht, die den Sekundärspiegel des Teleskops tragen.

Es macht sich nur bei hellen Objekten bemerkbar, bei denen viel Licht auf einen Punkt konzentriert ist, wie z. B. Sterne. Dunklere, ausgedehntere Objekte wie Nebel oder Galaxien zeigen keine sichtbaren Grade dieser Verzerrung.


In Ihrer Frage sagten Sie,

Wenn ich mich richtig erinnere, bekomme ich bei meiner DSLR einen "Strahl" pro Klinge.

Wenn Sie mit "Strahl" eine einzelne Linie von der Mitte des Sterns nach außen meinen, dann nein. Sie erhalten zwei pro Klinge. Sie erhalten horizontal entgegengesetzte "Strahlen" von jeder Kante in der Öffnung.

Beachten Sie im obigen Diagramm von Wikipedia, dass es keinen Unterschied in der Anzahl der Strahlen zwischen der Einzelstreben- und der Doppelstrebenanordnung gibt. Ebenso gibt es keinen Unterschied in der Anzahl der Strahlen zwischen den Anordnungen mit 2 Streben (Ellel), 3 Streben (T-Stück) und 4 Streben (3.–5. Anordnung): Es gibt 4 Strahlen.

In diesen Fällen überlagert sich die Hälfte der erzeugten Strahlen aufgrund des Vorhandenseins von Rändern innerhalb der Öffnung, die um 180° gegenüberliegend sind.

Aber in der Anordnung mit 3 Streben ("Y") ganz rechts befinden sich keine Streben in einem 180°-Winkel, sodass Sie die sechs erzeugten Strahlen, zwei von jeder Strebe, deutlich sehen können.

Aus demselben Wikipedia-Artikel zeigt dieses Diagramm die Beugungsspitzen, die durch nicht kreisförmige Lamellenblendenöffnungen erzeugt werden:

Vergleich von Beugungsspitzen für Öffnungen unterschiedlicher Formen und Klingenanzahl
Vergleich von Beugungsspitzen für Öffnungen mit unterschiedlichen Formen und Klingenanzahl von Cmglee , über Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0

Im Allgemeinen erzeugt eine Öffnung von N Klingen:

  • N -Punktsterne, wenn N gerade ist;
  • 2* N -Punkt-Sterne, wenn N ungerade ist.

Aus diesem Grund erzeugen DLSR-Objektive mit 7- und 9-Lamellen-Blenden bei kleinen Blendenöffnungen wunderschöne 14- und 18-Punkt-Sonnenstrahlen.

Fantastische Antwort und genau das, wonach ich gesucht habe. Ich konnte keines der Sunburst-Bilder finden, die ich gemacht hatte, und ich wusste, dass ein Punkt pro Klinge keinen Sinn machte. Tolle Erklärung
Möglicherweise dumme und nicht zum Thema gehörende Frage: Würde es den Effekt ausgleichen, wenn man Spiralstreben verwendet?
@HagenvonEitzen gar nicht dumm, interessanter Gedanke. Aber nein, das würde es nicht. Schauen Sie sich die gekrümmte 6-Blatt-Öffnung an (2. von rechts, unteres Diagramm in meiner Antwort). Beachten Sie den Effekt, den gekrümmte Klingen (dh gekrümmte Kanten ) auf das Beugungsmuster haben. Es breitet die Strahlen aus und "verschmiert" sie. Eine solche ausgebreitete Beugung erscheint unseren Augen als ein Verlust an Schärfe oder Unschärfe. Bei Deep-Sky-Bildern sind schöne, saubere Beugungsspitzen leichter zu handhaben (aufräumen oder entfernen, falls gewünscht) als ausgebreitete Unschärfe.
@HagenvonEitzen Außerdem ist die kürzeste Entfernung zwischen zwei Punkten eine gerade Linie. Ein gekrümmter Pfad ist per Definition länger. Längere Streben nehmen etwas mehr Fläche der Öffnung ein. Bei der Blende dreht sich alles um die Fläche und deren Maximierung. Nun, um fair zu sein, es hat wahrscheinlich einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Blendenzahl (weit unten in den Dezimalstellen). Die gespreizte Beugung hat einen weitaus größeren Einfluss auf das Bild.
@HagenvonEitzen Es gibt Firmen, die gebogene Klingenhalter für Sekundärspiegel in Teleskopen verkaufen. Sie sind jedoch wirklich nur für visuelle Zwecke gedacht, da die von ihnen erzeugten Schlieren im Allgemeinen zu schwach sind, um gesehen zu werden, da Scottbb darauf hingewiesen hat, dass die Gesamtmenge an Licht, die an der falschen Stelle gebeugt wird, höher ist und ein Kamera- / usw. Sensor es auswählt hoch. AIUI im Gegensatz zu den gekrümmten Schaufeln aus dem obigen Bild verschmieren 90 * gekrümmte Spinnenschaufeln die Beugung in einen Halo anstelle von breiten Stacheln.
@DanNeely Ich hatte gedacht, ich hätte gebogene Spinnenflügel gesehen. Ich konnte es einfach nicht fassen. Toller Kommentar.
Vielleicht gibt es eines Tages ein Weltraumteleskop mit magnetisch positioniertem Spiegel. In der Mikrogravitation könnte es einigermaßen machbar sein; bräuchte nur eine Art Greifer, der es an Ort und Stelle hält, wenn Booster aktiv sind.
@jpa Sie könnten es wahrscheinlich sogar auf der Erde mit einigen starken Elektromagneten machen - aber dann müssten Sie sich mit der Wirkung der Magnete auf das Licht auseinandersetzen, denke ich. Sicherlich die EM-Störungen bei all diesen empfindlichen Instrumenten. Alles in allem ist es wahrscheinlich viel einfacher, nur mit den Spikes umzugehen :)
@WayneWerner Auf jeden Fall. Rechenleistung und Bildverarbeitung sind günstig und werden immer besser. Aber das Starten schwerer beweglicher Teile in den Weltraum (Magnete und Spulen sind einfach nur dicht ) verstößt gegen zwei große No-Gos in der Weltraumtechnik: Komplexität, die nicht einer absoluten Notwendigkeit dient (bedeutet, dass Dinge kaputt gehen ); und viel tote Masse ( sehr teuer zu starten).
@jpa selbst irdisch bezweifle ich, dass es jemals passieren würde. Obwohl es nicht 10.000-50.000 US-Dollar pro kg zusätzliches Gewicht kostet, ist weit vom Gleichgewichtspunkt entfernt eine teurere Halterung erforderlich, um gut zu funktionieren. Starke Magnete in der Nähe der Stelle, an der Sie Ihre Hände und Gesicht/Okulare oder Kamera platzieren, können zu allen möglichen „interessanten“ Unfällen führen. Am schwerwiegendsten ist jedoch, dass der Fehlermodus für etwas, das schief geht (einschließlich des Stoßens der Sekundärseite, um zu sehen, wie sie wieder an ihren Platz zurückspringt), die Erzeugung wirklich teurer Glasscherben beinhaltet.
Schließlich bieten Schmidt/Maksutov-Cassegrain- oder Newton-Teleskope bereits ein differenzierungsspitzenfreies Seherlebnis, indem der Sekundärspiegel auf einem Glasstück mit voller Öffnung montiert wird.

Die ausgezeichnete Antwort von @ scottbb ist gründlich. Für die wissenschaftliche Analyse von Bildern von Hubble muss man alle Aberrationen, Beugungen und Pixelbildung berücksichtigen. Dazu gibt es einen schönen Bericht: 20 Jahre optische Modellierung des Hubble-Weltraumteleskops mit Tiny Tim (kostenpflichtig, auch hier verfügbar und siehe diese Seite ).

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