Kleines Einmaleins der visuellen Beobachtungstechniken 


Wer als Neuling in das Deep-Sky-Universum eintaucht, darf keinesfalls glauben, bereits mit dem ersten Blick durchs Fernrohr alles gesehen zu haben, was bei einem beliebigen Objekt praktisch sichtbar ist. Vielmehr muß er bei der visuellen Beobachtung von Nebeln, Sternhaufen und Galaxien mit der Zeit eine ganze Reihe von Tricks und Kniffen beherrschen lernen. Diese lassen sich zu dem Begriff "Beobachtungserfahrung sammeln" zusammenfassen, entbinden jedoch den Beobachter nicht von den wichtigen Grundvoraussetzungen und Vorbereitungen, wie eine gute Durchsicht, sinnvolle Austrittspupille, ausreichende Adaption, entspanntes Beobachten und viel Geduld. Natürlich ist eine detaillierte Beschreibung aller Beobachtungshilfen und -methoden aus Platzgründen nicht möglich; so ließen sich allein über Nebelfilter und Starhopping etliche Artikel schreiben. 

Von den verschiedenen visuellen Methoden ist 

indirektes Sehen 

(extrafoveales Sehen) bei weitem die wichtigste und jedem Beobachter bekannt: Schwache Objekte werden plötzlich heller, wenn man bewußt etwas "daneben" blickt. Die Netzhaut des Auges besteht aus zwei verschiedenen Arten von Sehzellen. Die für das normale Tagsehen (photopisches Sehen) verantwortlichen Zapfen konzentrieren sich auf die sogenannte fovea centralis, den Bereich höchster Sehschärfe; die für das Dämmerungssehen (skotopisches Sehen) zuständigen Stäbchen sind hingegen weitgehend in der Peripherie verteilt. Sie sind zwar im Gegensatz zu den Zapfen "farbblind", jedoch bei weitem lichtempfindlicher.

Visiert man bei der Beobachtung mit dem Fernrohr ein lichtschwaches Objekt nicht direkt an, sondern schaut etwas seitlich an ihm vorbei, bzw. fixiert den Rand des Gesichtsfeldes, so fällt das Licht des Objekts nicht auf das weniger lichtempfindliche Netzhautzentrum, sondern auf die peripheren Bereiche. Man beansprucht also die empfindlicheren Stäbchen. Das ist allerdings zwangsläufig mit einem Verlust an Sehschärfe verbunden. Der Bereich des zentralen (fovealen) Sehens ist sehr klein und auf einen Sehwinkel von etwa 1 Grad beschränkt. Die Sehschärfe ist hier relativ hoch und beträgt im Normalfall 1 Bogenminute (1 mm in 3,5 m Entfernung). Die uns interessierende periphere Sehschärfe ist erheblich geringer. Das Auge kann bei Nachtbeobachtungen zwei Lichtpunkte voneinander trennen, wenn ihr Winkelabstand wenigstens 2 Bogenminuten beträgt, also nur die Hälfte des "Tageswertes" [1]. 

Doch die Grenze zwischen Sichtbarkeit und Unsichtbarkeit von Objekten ist individuell verschieden. In einem Übergangsbereich von 0m,25 wird ein Objekt von ein und demselben Beobachter manchmal gesehen und manchmal nicht gesehen. So mußte ich im vergangenen Herbst verblüfft feststellen, wie die horizontnahe Galaxiengruppe um NGC 7214 (PsA), einschließlich MCG-05-52-33 und -05-52-36, die zunächst mit meinem 8" direkt sichtbar war, eine gute Stunde später unter unveränderten Bedingungen nur noch für jeweils wenige Sekunden indirekt wahrgenommen werden konnte. Hat man einmal seinen "besten Punkt" des indirekten Sehens gefunden, können eine gleichmäßige Atmung und - um die Augen nicht zu überanstrengen - wiederholte Pausen die Erfolgsaussichten steigern. Längeres konzentriertes "Anstarren" eines Punktes wirkt sich eher nachteilig aus, wie wir im Folgenden sehen werden.

Gerade bei Grenzobjekten kann häufiger Okularwechsel hilfreich sein, gelegentlich auch als

eyepiece zapping 

bezeichnet. Ein Objekt mit geringer Flächenhelligkeit ist meist nur schwer auszumachen, besonders wenn es eine kleine Fläche bedeckt. Eine höhere Vergrößerung reduziert in der Regel die Helligkeit des Hintergrundes, doch wirkt sie sich nicht auf den Kontrast aus, wenn die Flächenhelligkeiten von Objekt und Hintergrund nahezu gleich sind. Dennoch, das lehrt die Erfahrung, wird aufgrund der scheinbar größeren Objektfläche ein erhöhter Kontrast wahrgenommen, denn der Kontrast benachbarter Flächen wird stets überhöht gesehen. Aus diesem Grund empfiehlt es sich eigentlich immer, möglichst viele Vergrößerungen mit der Tendenz nach oben auszuprobieren.

Selbst bei prädestinierten lp-Objekten kann die eine oder andere höhere Vergrößerungsstufe gewinnbringend sein, ohne gleich auf Filter zurückgreifen zu müssen. Natürlich ist es nicht gerade sinnvoll, bei unruhiger Luft von lp gleich auf hp oder vhp "hochzuzappen". Wie so manches ist auch dies eine Erfahrungssache, die sich mit der Zeit zum Automatismus wandelt. Da häufiger Okularwechsel eine ständige Veränderung der Austrittspupille bedeutet, bleibt jedem Beobachter die Wahl seiner persönlich angenehmsten Vergrößerung überlassen. Besonders praktisch ist dabei die Verwendung eines Okularrevolvers.

field sweeping 

(scope swinging) ist ebenfalls eine verbreitete visuelle Beobachtungsmethode. Bewegte Objekte können besser wahrgenommen werden als unbewegte. Beim Fixieren eines Punktes im Okular, z. B. eines Sterns, steht das Auge nicht absolut still. Während der ersten Sekunden treten kleine Fixierschwankungen auf, die unterhalb des Auflösungsvermögens liegen. Diese Bewegungen nehmen rasch zu, besonderes in der Dunkelheit, bleiben jedoch im Bereich von einigen 1/100 Sekunden. Trotzdem empfindet man zunächst keinerlei Verschwimmen oder Verwackeln des Bildes, aber nach einer gewissen Zeit verspürt man den Drang des Auges, auf benachbarte Flächen auszuweichen. Durch diese Blickfolgeschwankungen wird unterbewußt die Informationsaufnahme trotz des geringen Feldes hoher Sehschärfe auf der Netzhaut gesteigert. Bei der Beobachtung lichtschwacher Nebel und Galaxien kann dieser Effekt "künstlich" verstärkt werden. Meist genügt schon ein geringfügiges Schaukeln am Teleskop, um die indirekte Wahrnehmung feiner Nebelfilamente sprunghaft ansteigen zu lassen. Indirektes Sehen und field sweeping liefern für mich persönlich mit den größten Nutzen, besonders beim "Abfahren" großer Nebelkomplexe mit dem 8", Nebelfilter und größtmöglicher AP (7-8 mm), wie z. B. NGC 7000 (Nordamerika-Nebel, Cyg, Abb. 1), NGC 1499 (California-Nebel, Per) oder den gigantischen IC 1396 (Cep). Jedes gute Dobson-Teleskop läßt sich schon mit dem kleinen Finger sanft bewegen; größere Instrumente auf parallaktischen Montierungen sollten über eine manuelle Nachführmöglichkeit verfügen, andernfalls sind sie zum field sweeping schwerlich zu gebrauchen. Ich habe mir angewöhnt, das Fernrohr nur leicht anzutippen, so daß das Objekt im Gesichtsfeld etwas hin- und herschwingt. Andere Beobachter fahren dagegen kreuz und quer durch ein Himmelsareal. Natürlich muß jeder seine eigene Methode herausfinden. 

Abb. 1: NGC 7000 und IC 5067/70. Zeichnung mit einem 8"-Newton bei 28× (7 mm AP) und UHC-Filter. 


Eine weitere Technik ist nur wenigen "Extremisten" bekannt und wird

blinking 

(flicking) genannt. Auch bei sich in rascher Folge verändernden Bildern können unter Umständen sehr viel leichter feine Unterschiede erkannt werden als bei einem statischen, unveränderten Bild. Diese Technik sieht die Benutzung von Nebelfiltern vor, ist also nur bei Supernova-Resten, Planetarischen und Galaktischen Nebeln (SNR, PN, GN) anwendbar. Der Trick besteht darin, abwechselnd mit und ohne Filter durch das Okular zu blicken. In welcher Geschwindigkeit dies abläuft, muß ebenfalls jeder Beobachter für sich entscheiden. Man praktiziert diese Technik, in dem man das Filter nicht wie üblich in das Okular schraubt, sondern es entweder von Hand zwischen Auge und Augenlinse hält (Okular mit großem Augenabstand wählen und Streulicht unbedingt vermeiden) oder mittels einer Filterschiene im Strahlengang hin- und herbewegt. Letzteres ist meiner Meinung nach einfacher und effektiver. Da es kaum vernünftige Konstruktionen dieser Art im Astrohandel gibt, verwende ich eine selbstgebaute "okularkompatible" Filterschiene für 2"-Filter (Abb. 2). 

Dennoch ist Nachfokussieren nötig, da das Filter eine Verschiebung des Brennpunkts bewirkt. Ich kann aus eigener Erfahrung berichten, daß mit dieser ungewöhnlichen Beobachtungstechnik hauptsächlich bei helleren Objekten ein Anstieg in der Wahrnehmung von Hell-Dunkel-Grenzen und Flächenstrukturen zu verzeichnen ist. Die Innenbereiche von hellen Planetarischen Nebeln erscheinen stärker mottled als bei "statischer" Filterbeobachtung, weil durch den wechselnden visuellen Anblick die Aufmerksamkeit auf feinste Details gelenkt wird. So habe ich mit 12" Öffnung unter anderem die PN NGC 40, 6369, 6772 (Abb. 3), 6894 und 7008 auf diese Weise erfolgreich beobachtet, jeweils im Abstand von zwei bis drei Sekunden abwechselnd mit und ohne UHC-Filter (bei Vergrößerungen bis 600×). Bei weniger hellen und ausgedehnteren Objekten, die im 12" direkt sichtbar sind, wie den PN Abell 71 (Cyg) oder die Sommer-SNR NGC 6526 (Sgr) und 6960-5 (Cirrus-Nebel, Cyg), empfand ich das blinking mit Schmalbandfilter weniger gewinnbringend als die normale intensive Beobachtung mit [OIII]-Linienfilter. Das gilt auch für hellere GN, d. h. Beobachtung von [OIII]- und Hb-Objekten, die ohne Filter ziemlich schwierig werden. Selbst bei dem ultrahellen NGC 281 (Cas) brachte das blinking bislang sogar unter alpinen Bedingungen keine Verbesserung.

Links: Abb.3: NGC 6772. Zeichnung mit einem 12"-Newton bei 583× mit UHC-Filter.
Rechts: Abb. 4: PK 86-8.1 (= Hu 1-2). Zeichnung mit einem 12"-Newton bei 105× mit Prisma. Der Nebel zeigt das Linienspektrum (hier nur die [OIII]-Linie), die Sterne ein kontinuierliches Spektrum.


Prisma-Methode 

Sehr kleine oder nahezu stellare PN sind, besonders in sternenreichen Gebieten, visuell oftmals kaum von Umgebungssternen zu unterscheiden. Dennoch lassen sie sich mit einer ähnlichen Technik ganz ohne Nebelfilter lokalisieren. Diese Methode wird in [2] leider nur sehr oberflächlich beschrieben. Man macht sich hier die Tatsache zunutze, daß PN im Gegensatz zu Sternen Linienspektren (mit intensiven [OIII]- und [NII]- Emissionen) aufweisen. Blickt man durch ein normales 30°-Prisma, das mit der flachen Spitze zur Augenlinse über das Okular gehalten wird, erkennt man das kontinuierliche Licht der Sterne in kleine Spektren aufgefächert, während PN nahezu punktförmig bleiben. Das erfordert etwas Geschicklichkeit und ein geschultes Auge. So muß man erst den richtigen Blickwinkel herausfinden, um durch das Prisma überhaupt etwas zu sehen.

Außerdem muß absolute Dunkelheit herrschen. Das kleine Objekt PK 86-8.1 (Hu 1-2, Cyg), das normalerweise erst bei hp scheibchenförmig erscheint, konnte mit dieser Methode im 12" schon bei 105x sofort erkannt werden (Abb. 4). Noch etwas leichter ist NGC 6884, mit 10m,9 und 6" Durchmesser. Ein Grenzobjekt für diese Beobachtungstechnik war der stellare PK 147-2.1 (Per). Dieser schwache PN (13m,6/4") war durch das Prisma nur mit Mühe zu sehen und verlangte nach ziemlich hohen Vergrößerungen. Dabei hat es sich als ausgesprochen unpraktisch herausgestellt, das Prisma zwischen den Fingern dicht über die Augenlinse des Okulars zu halten. Man läuft Gefahr, die Vergütung oder das Glas zu zerkratzen. Darüber hinaus wird der Einblick schon durch geringfügiges Zittern nahezu unmöglich und die ohnehin schier unerträgliche Verzerrung des Gesichtsfeldes, die man bei dieser Methode in Kauf nehmen muß, wird noch intensiviert. Eine Haltevorrichtung mit einem justierbar eingefaßten BAK-7-Prisma, einfach auf dem Okular zu befestigen, ließ sich mit relativ wenig Aufwand herstellen (Abb. 5). 


Man darf bei dieser Art der Beobachtung natürlich keine überwältigenden visuellen Eindrücke erwarten. Diese Methode kann zumindest als Aufsuchhilfe für sehr kleine oder annähernd stellare PN betrachtet werden. Den gleichen Zweck erfüllt andererseits auch ein Blaze-Gitter, das in das Okular geschraubt wird, wenn auch nicht so kostengünstig. 

Abschließend sei noch erwähnt, daß die hier beschriebenen Techniken das Resultat eines Lernprozesses sind, den jeder Beobachter ganz für sich selbst durchlaufen muß. Sinneswahrnehmung ist etwas sehr Subjektives, jeder Mensch nimmt seine Umwelt auf seine eigene Weise wahr. Darüber hinaus mißt sich Beobachtungserfahrung nicht an der Summe der Techniken, die man beherrscht, sie ergibt sich vielmehr aus der Anzahl der Nächte, in denen man diese anwendet. Natürlich wird jemand, der - so wie der Autor - 50 Nächte im Jahr beobachtet, zwangsläufig mehr Erfahrung sammeln, als ein Beobachter, der nur an fünf Nächten sein Teleskop aufstellt. Und ist der Lohn der diffuse Schimmer eines vdB-Nebels oder das fahle Glimmen einer PGC-Galaxie, ist es völlig egal, ob einer sein Fernrohr "swingt" oder "sweept".

Literatur:

[1] R. N. Clark, Visual Astronomy Of The Deep Sky, Cambridge 1990 
[2] Webb Society Deep-Sky Observer's Handbook, vol. 2, Planetary and Gaseous Nebulae