Gestern habe ich über das beeindruckende erste Bild des neuen Weltraumteleskops Herschel geschrieben. Nachdem ich mittlerweile mit einigen Nicht-Astronomen gesprochen habe, denke ich, ich muss noch ein bisschen mehr dazu schreiben, um ein paar Mißverständnisse auszuräumen.
Zur Erinnerung: es geht um dieses Bild:
Was ist daran so toll?
Als ich das Bild einigen Freunden gezeigt hatte, fanden die das gar nicht so beeindruckend. Was ist so toll an diesem etwas verwaschenem, unscharfen Bild der Galaxie M51? Immerhin haben wir von dieser Galaxie auch Bilder wie dieses:
So stellt man sich ein beeindruckendes Bild vor! Im Vergleich zu diesem beeindruckendem Bild der M51-Galaxie ist Herschels Aufnahme wirklich mies.
Aber man darf nicht einfach nur vergleichen, wie die Bilder aussehen. Man muss sich auch bewusst sein, was diese Bilder jeweils für Informationen enthalten. Das „tolle“ Bild oben stammt vom Hubble-Teleskop. Hubble hat einen viel kleineren Spiegle als Herschel – aber die Kameras sind darauf ausgerichtet, sichtbares Licht zu registrieren. Also der Wellenlängenbereich im elektromagnetischen Spektrum, den auch wir mit unseren Augen sehen können.
Aber die Himmelsobjekte geben noch viel mehr Strahlung ab; viel mehr, als wir sehen können. Astronomen haben schon seit einiger Zeit gelernt, mit ihren Instrumenten auch in diesen für uns Menschen unsichtbaren Wellenlängenbereichen zu sehen: Infrarotstrahlung, UV-Strahlung, Mikrowellenstrahlung, Radiostrahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung.
Das ist genau die Art von Strahlung, die Herschel und auch sein „Vorgänger“ von der NASA – das Spitzer Infraroteleskop – beobachten sollen. Hier kommt aber auch ein wichtiger Faktor zu tragen: je größer die Wellenlänge ist, desto schlechter wird die erreichbare Auflösung.
Es ist also kein Wunder, dass Hubble im optischen Bereich viel „bessere“ Bilder bekommt, als Herschel im Infraroten, das ja langwelliger ist, als das sichtbare Licht.
Ich habe gestern auch geschrieben, dass Herschels Bilder viel besser sind als die vom Spitzer-Teleskop. Das mag manche Leute wundern, die diese Spitzer-Aufnahme von M51 kennen:
Diese Aufnahme ist eine Zusammenstellung aus Spitzer-Aufnahmen im Wellenlängenbereich zwischen 3 und 8 Mikrometern (diese Wellenlänge ist etwa zehnmal größer als die des sichtbaren Lichts). Diesen Bereich des elektromagentischen Spektrums nennt man „nahes Infrarot“, weil die Wellenlängen relativ kurz sind. Herschel soll aber auch im „fernen Infrarot“-Bereich beobachten – also bei sehr viel längeren Wellenlängen.
Das erste Bild von Herschel, das ich gestern präsentiert habe, ist eine Kombination aus Aufnahmen bei Wellenlängen von 70, 100 und 160 Mikrometern. Und gerade bei den sehr langen Wellenlängen macht Herschel Aufnahmen von bisher ungekannter Qualität. Das zeigt diese eindrucksvolle Gegenüberstellung der Herschel-Aufnahme von M51 bei 160 Mikrometern mit dem entsprechenden Spitzer-Bild:
Und das ist der Grund, warum das erste Bild von Herschel so toll ist! Hinzu kommt, dass es sich ja nur um die allererste Testaufnahme handelt. Die Bilder werden also noch besser werden!
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Blöder Einwand: Da wir ja Infrarot nicht sehen, dürfte es im Grunde ja auch keine Farben im Bild geben. Da es diese gibt, nehme ich an, dass sie auch etwas zu bedeuten haben? Was ist also der Sinn dieser Punkte?
Das ist wie ein schwarz-weiss Bild, nur nicht schwarz-weiss sondern schwarz-rot.
Je ‚roter‘ desto ‚heller‘, also desto mehr Infrarot-Strahlung gibt der betreffende Bereich ab.
Gruß
Marco
@Karol: Ja, in diesen Bildern sind die „Farben“ keine echte Farben. Aber irgendwie muss man ja die Informationen, die wir nicht sehen können, darstellen. Da hat man sich halt für dieses Farbschema zur kodierung der Infrarot-Intensität entschieden…
danke für die tolle erklärung. freue mich auf mehr 😀
Aber welche Informationen bzw. welche Schlüsse kann ich aus dem Bild entnehmen?
@tartaros: Naja – diese spezielle Aufnahme war ja nur als Test gedacht und noch nicht dazu, wissenschaftliche Infos zu kriegen. Aber prinzipiell kann man sehen, wo sich in dieser Galaxie größere Ansammlungen von interstellarem Staub befinden. Den sieht man z.B. mit Hubble nicht. Und da sich unterschiedliche Staubarten durch Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen bemerkbar machen, kann man da schon viel draus lernen. Hier hat ein Experte mehr dazu geschrieben.
Stimmt das, wie ich Marco verstehe, daß die verschiedenen Farben in Wirklichkeit nur verschiedene Intensitäten darstellen?
Oder wurde das Spektrum „transponiert“, so daß Rot für etwa 160µm steht, Gelb für 100 etc.?
@voynich: Das hängt vom jeweiligen Bild ab. Das letzte Bild (der Vergleich) wurde ja nur bei einer Wellenlänge gemacht: hier wird die Intensität dargestellt. Beim ersten Bild wurde aus verschiedenen Aufnahmen ein einziges Bild berechnet; genauso wie man z.B. aus einzelnen Aufnahme bei roten, grünen und blauen Wellenlängen ein „echtes“ Farbbild erstellen kann. In diesem Fall ist es so wie du vermutest: