Astronomie

Der Sternenhimmel hat mich schon immer fasziniert. Astronomie ist für mich eine Möglichkeit, mit etwas  theoretischem Wissen im Hintergrund, den Himmel zu erleben, mit ihm in direktem Kontakt zu stehen, seine Erhabenheit zu spüren und dabei das Gefühl zu haben, am Rande der Unendlichkeit zu sein. Himmelsobjekte, wie z.B. den Mond, unsere Planeten, Sternhaufen und Galaxien selbst im Teleskop zu sehen ist für mich nach wie vor ein Erlebnis und viel intensiver, als die Betrachtung einer noch so guten, professionellen Aufnahme in einem Buch.

Darüberhinaus stellt für mich die Astrofotografie ein spannendes Betätigungsfeld dar. Auch wenn viele vor mir diese Motive schon fotografiert und dabei viel genauer und auch  besser dargestellt haben, so hat es schon seinen Reiz, selbst dem Himmel bei durchaus nicht immer optimalen atmosphärischen Verhältnissen das eine oder andere Bild abgetrotzt zu haben. Dabei geht es nicht um Wissenschaft, die ja auch mit den begrenzten Mitteln eines Amateur-Astronomen wie mir wenig Sinn machen würde – es geht um Ästhetik und Schönheit der kosmischen Strukturen und der Möglichkeit auch mit kleinem Equipment dies darzustellen.

Allgemeines

Eine Steigerung war für mich zusätzlich die Herausforderung der Astrofotografie. Mit Hilfe von fotografischen Methoden kann man viel mehr erkennen, als wenn man durch die gleiche Optik mit dem Auge blickt. Vor allem die Farben und viele Details der Himmelsobjekte werden erst durch die Fotografie sichtbar. Durch die stürmische Entwicklung der digitalen Aufnahmetechnik in den letzten Jahren und die Möglichkeit der Nachbearbeitung der Rohaufnahmen am Computer ist man auch als Amateur schon in der Lage mit kleinen Optiken fantastische und farbenprächtige Aufnahmen von vielen Himmelsobjekten zu machen. Auch wenn die Lernkurve anfangs flach war, so freut man sich über jede gelungene Aufnahme. Man findet sich mit Gleichgesinnten zusammen und langsam wächst die Erfahrung und Fertigkeit bessere Ergebnisse zu erzielen. Es ist nicht immer leicht in Mitteleuropa gute Aufnahmebedingungen vorzufinden. „ Lichtverschmutzung“ durch künstliche Lichtquellen und oftmals schlechte Wetterbedingungen sind leider nicht selten und lassen die Sterne verblassen.

Die Astrofotografie ist ein kompliziertes fotografisches Verfahren. Die Erde dreht sich konstant von Westen nach Osten um sich selbst, daher scheint sich für uns der Himmel von Osten nach Westen zu drehen. Dieser Bewegung der Sterne muss man mit dem Teleskop und der Kamera exakt folgen, wenn man langbelichtete Aufnahmen machen möchte. Dazu benötigt man eine sehr gute Montierung, die diese Bewegung vollzieht. Die häufigste Bauart in der Astrofotografie ist die parallaktische oder deutsche Montierung, bestehend aus zwei im rechten Winkel angeordneten Drehachsen. Eine davon, die Stunden- oder Rektaszensionsachse muss exakt parallel zur Erdachse ausgerichtet sein, um dem Kurs der Sterne ohne Abweichung folgen zu können. Die Motoren werden heute meist über einen Computer mit entsprechenden Programmen gesteuert. Als Aufnahmekamera werden entweder modifizierte digitale Spiegelreflexkameras oder astronomische CCD – oder CMOS Kameras verwendet. Am lichtempfindlichsten sind die Schwarz/Weiß CCD Kameras bzw. die moderneren CMOS Kameras. Um damit Farbaufnahmen zu erstellen, müssen 4 Aufnahmeserien (LRGB) oder mit den Schmalbandfiltern (H alpha, O III, S II) gemacht werden – drei durch Farbfilter (rot/grün/blau) und eine Serie Graustufenbilder ohne Filter. 60 – 200 Einzelbilder (mehrere Minuten pro Einzelbild) erfordern eine Gesamtbelichtungszeit von mehreren Stunden pro Aufnahmeobjekt.

Die Bildbearbeitung am Computer, um aus den Einzelaufnahmen ein Farbbild zusammenzusetzen ist ebenfalls sehr aufwendig. Da sich Astronomie immer im Grenzbereich der Wahrnehmung auch für die Kameras bewegt, machen sich auch optische Fehler und Beugungsfiguren durch Staub unangenehm bemerkbar. Durch Kalibrierungsbilder (Darkfields, BIAS und Flatfields) und dem entsprechenden Programm werden diese Fehler aus den Rohaufnahmen heraus gerechnet. Ebenso Satelliten- und Flugzeugspuren können heute erfolgreich entfernt werden. Nun werden die Rohbilder durch ein Stackingprogramm (z.B. CCD-Stack oder PixInsight) exakt übereinandergelegt und gemittelt. Je mehr gute Rohbilder gemittelt werden, umso detailreicher und rauschärmer wird das Endergebnis. Nun erfolgt der Zusammenbau zum Farbbild und die Endausfertigung durch   Bildbearbeitungsprogramme (z.B. Adobe Photoshop oder/und PixInsight).

Philosophie

Es sind doch nur Himmelsobjekte, die wir zwar bestaunen aber doch als “Normalsterbliche“ nicht besuchen, erreichen und für uns nutzbar machen können. Wir haben doch hier auf unserer Erde genug Probleme – richtig.

Wir Menschen benehmen uns sehr überheblich. Wir glauben den Olymp erstürmt zu haben und Göttern gleich die Erde regieren zu können. Wir wollen alles bestimmen, regeln und nach „unserer Pfeife“ tanzen lassen.

Doch wechseln wir unsere Perspektive und betrachten unsere Welt, die Erde, aus astronomischer Sicht.

Unsere Sonne ist ein mittelgroßer konstant strahlender Hauptreihenstern. Nach heutigen Berechnungen bildet sie mit ca 200 Milliarden weiteren Sternen unsere Heimatgalaxie die Milchstraße – eine Balken Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von ca 100.000 Lichtjahren. Unzählige weitere Galaxien bevölkern den Kosmos. Die Distanzen sind unvorstellbar groß.

Das Licht legt im leeren Raum knapp 300.000 km pro Sekunde zurück. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt – das heißt 9,45 Billionen Kilometer – diese Distanz kann man nur mit Hilfe einer Modellvorstellung erahnen.

Stellen wir uns vor, unsere Sonne wäre so groß wie eine Orange und unsere Erde so groß wie ein Stecknadelkopf, der in ca 8 m Entfernung unsere Modellsonne umkreisen würde. Ein uns nahgelegenes Sternsystem Alpha Centauri ist von uns „nur“ 4,3 Lichtjahre entfernt, was in unserem Modell 2.400 km entsprechen würde. Vielleicht kreisen auch um diesen Doppelstern in der Größe zweier Orangen stecknadelkopfgroße Planeten. Wir sehen also, es handelt sich um gigantische Distanzen und Lebensraum ist nur eine winzige, praktisch punktförmige, Besonderheit im lebensfeindlichen Weltraum.

Es wird uns sehr rasch klar, wie zerbrechlich unsere „heile Welt“ ist. Wir leben in einer hauchdünnen Sphäre von 4 km Stärke auf ca 29% der Oberfläche einer Kugel mit gut 12.700 km im Durchmesser – und mehr nicht – und es gibt weit und breit im All keinen vergleichbaren Ort, der uns zusätzlich annähernd gleich gut behüten könnte. Wir haben begrenzte Ressourcen an Trinkwasser, Atmosphäre, erneuerbaren Rohstoffen und Bodenschätzen, verhalten uns aber so, als wäre alles unbegrenzt für uns verfügbar. Die Erde und ihre Biosphäre gehören nicht uns – wir gehören zu ihr und wenn wir ihre Gesetze von der Erhaltung des Gleichgewichts nicht respektieren, kappen wir unseren eigenen Lebensfaden und den vieler Tier- und Pflanzenarten mit dazu. Wir tragen durch unseren Entwicklungsstand große Verantwortung und müssen diese unbedingt wahrnehmen, wenn wir nicht aus dem evolutionären Prozess ausgeschieden werden wollen. Eine wichtige Tatsache im Rahmen der Apollo-Mondflüge war neben der technischen Höchstleistung und der geologischen Erforschung der Mondoberfläche der Rückblick auf unsere Erde als Planet und dabei die Erkenntnis, wie begrenzt doch unser Lebensraum ist. Einer der Astronauten hat sie damals vom Mond aus betrachtet und sehr treffend mit einer „wunderschönen und zerbrechlichen Christbaumkugel“ verglichen. Mobilisieren wir all unsere Kräfte, damit sie wirklich nicht zerbricht!!

Die Astronomie ist die Wissenschaft des Makrokosmos und beschäftigt sich unter anderem auch mit grundlegenden Fragen unseres Seins. Wie ist unsere Lebensinsel entstanden? Wohin wird sie voraussichtlich gehen? Welche Voraussetzungen  bedurfte es, damit wir überhaupt hier sein können. Echte Grundlagenforschung fragt nicht nach dem Nutzen.

Es ist faszinierend, dass wir als kleine Wesen bereits schon so viel über den Kosmos und seinen Himmelskörpern in Erfahrung bringen konnten. Wir beginnen langsam die großen Ereignisse am Himmel zu verstehen, erkennen die Entwicklungen und Abläufe großer kosmischer Prozesse und weiten ungestüm unser Wissen darüber aus. Auch wenn wir physisch an unseren Planeten noch gebunden sind, schweift unser Geist durch Raum und Zeit und findet sich mit viel Fantasie auf fernen Welten und Schauplätzen kosmischer Veränderungen.

Ich bin auch überzeugt, dass sich Leben nicht nur auf der Erde abspielt, sondern ein universelles kosmisches Prinzip darstellt. Die sprunghaften Entdeckungen von Exoplaneten in den letzten Jahren zeigen uns, dass Planetensysteme nicht die Ausnahme, sondern eher die Regel sind und dass wahrscheinlich die Zahl der Planeten alleine schon in unserer Milchstraße gigantisch ist.

„Die Wirklichkeit übertrifft die Erwartungen unserer Träume bei weitem“ Zitat aus dem Film „1492“ Christopher Columbus