LUCKY IMAGING
Bessere Bilder als Hubble
von Stefan Deiters
astronews.com
5. September 2007

Astronomen der englischen Universität in Cambridge und vom California Institute of Technology haben mit einem neuen Verfahren von der Erde aus Aufnahmen gemacht, die schärfer sind als alle Bilder, die das Weltraumteleskop Hubble bislang gemacht hat. Die Methode, bei der eine adaptive Optik und eine neue Kamera zum Einsatz kommt, nennen die Forscher Lucky Imaging.

Der Katzenaugen-Nebel NGC 6543 aufgenommen am 5,1-Meter Teleskop des Palomar-Observatoriums mit adaptiver Optik und der Lucky Camera. Unten ein Bild, das ohne Korrekturen mit dem gleichen Teleskop gemacht wurde. Foto: IoA, University of Cambridge / CalTech

Beobachtet man den Sternenhimmel von der Erde aus, hat man normalerweise mit der Luftunruhe der Erdatmosphäre zu kämpfen, die die Bilder verschwommen erscheinen lässt und beispielsweise auch dafür sorgt, dass Sterne zu flackern scheinen. Man versucht diese Effekte durch ein System von beweglichen Spiegeln auszugleichen, durch die die Folgen der Luftunruhe herausgefiltert werden. Solche sogenannten adaptiven Optiken haben - wie schon öfter berichtet - bereits zu beachtlichen Ergebnissen geführt, funktionieren allerdings bislang vor allem in infraroten Wellenlängen.

Nun haben Astronomen eine solche adaptive Optik mit einer neuen Hochgeschwindigkeits-Kamera kombiniert, die vom gleichen Objekt in jeder Sekunde 20 Aufnahmen macht. Da die Luftunruhe in der Atmosphäre sich ständig ändert, sind einige dieser so gewonnenen Aufnahmen weniger verschwommen als andere. Eine speziell entwickelte Software ist nun in der Lage, aus der Fülle der Aufnahmen die besten Bilder herauszusuchen und daraus ein Bild des beobachteten Objektes zu erstellen, das weitaus schärfer und detailreicher ist als alle Aufnahmen, die bislang von der Erde aus gemacht wurden.

"Schärfere Aufnahmen als Hubble von der Erde aus zu machen, ist schon ein gewaltiger Erfolg", freute sich auch Dr. Craig Mackay vom Institute of Astronomy der Universität im englischen Cambridge, der die Forschergruppe leitete. "Dies sind die schärfsten Bilder, die je gemacht wurden - sowohl von der Erde aus als auch aus dem Weltall. Dafür haben wir im Prinzip nur sehr simple Technologien verwendet, die recht billig ist. Das bedeutet, dass wir dieses Verfahren bei Teleskopen auf der ganzen Welt anwenden können."

Das Lucky Imaging-Vefahren wurde erstmals in den 1970er Jahren angewandt, um Doppelsternsysteme aufzuspüren, deren Partner zu dicht beieinander liegen und die zu lichtschwach sind, um sie mit normalen Teleskopen von der Erde aus zu entdecken.

Die jetzt von den englischen und amerikanischen Astronomen gezeigten Ergebnisse ihrer Lucky Camera sind beeindruckend: Auf einem Bild des 25.000 Lichtjahre entfernten Kugelsternhaufens M13 konnten sie noch Sterne identifizieren, die nur einen Lichttag voneinander entfernt waren. Im Katzenaugen-Nebel (unser Bild) sind noch Details zu erkennen, die nur wenige Lichtstunden auseinanderliegen.

Die Aufnahmen des Teams entstanden mit dem 5,1-Meter-Teleskop des Palomar Observatory. Normalerweise sind Bilder von der Erdoberfläche aus um einen Faktor zehn unschärfer als Bilder des Hubble-Teleskops. Die adaptive Optik des Teleskops hatte schon im Infraroten die Unruhe der Erdatmosphäre eindrucksvoll reduziert, im sichtbaren Bereich des Lichtes waren die Aufnahmen aber immer noch deutlich schlechter als vergleichbare Hubble-Bilder. Mit dem Lucky Imaging Verfahren konnten nun Aufnahmen gewonnen werden, die doppelt so scharf waren, wie die von Hubble.

Die neue Technik könnte nun auch an größeren Teleskopen, wie dem Keck-Teleskop oder dem Very Large Telescope der ESO in Chile eingesetzt werden. So könnten noch schärfere Aufnahmen gewonnen werden. "Die Bilder von Weltraumteleskopen sind von extrem hoher Qualität, aber sie sind durch die Größe des Teleskops begrenzt", so Mackay. "Unser Verfahren ist ideal, wenn das Teleskop größer ist als Hubble und deswegen im Prinzip auch ein besseres Auflösungsvermögen hat." Die Entwicklung der verwendeten Kamera ist erst in jüngster Zeit durch erhebliche technische Fortschritte auf dem Gebiet der CCD-Detektoren möglich geworden.