KI-generierte Illustration: Teleskop unter dem Sternenhimmel.
Wie funktioniert ein Teleskop? Im Kern ist es ein Lichtsammler. Die Pupille deines Auges ist selbst in dunkler Nacht nur wenige Millimeter weit, zu klein, um schwache Galaxien oder Nebel zu erkennen. Ein Teleskop fängt das Licht dagegen mit einer viel größeren Fläche auf, bündelt es in einem Brennpunkt und macht so sichtbar, was dem bloßen Auge verborgen bleibt. Die Hauptarbeit übernimmt dabei entweder eine Linse oder ein Spiegel.
Das Linsenteleskop (Refraktor)
Die ersten Teleskope kamen 1608 in den Niederlanden auf und arbeiteten mit Glaslinsen. Bei einem Linsenteleskop, auch Refraktor genannt, sitzt vorne eine große Sammellinse, das Objektiv. Sie bricht die einfallenden Lichtstrahlen so, dass sie sich weiter hinten im Brennpunkt treffen und dort ein kleines Bild des Objekts entstehen lassen. Refraktoren liefern scharfe, kontrastreiche Bilder. Der Haken: Große Linsen sind schwer, schlucken mit wachsender Dicke Licht und müssen auf beiden Seiten makellos geschliffen sein. Außerdem bricht Glas die Farben unterschiedlich stark, was ohne aufwendige Korrektur zu farbigen Säumen führt. Das größte Linsenteleskop für die Forschung, der 1897 fertiggestellte Refraktor der Yerkes-Sternwarte in den USA, hat deshalb „nur“ rund einen Meter Öffnung.
Das Spiegelteleskop (Reflektor)
Fast alle großen Teleskope nutzen heute statt einer Linse einen gewölbten Hauptspiegel. Er wirft das Licht zurück und konzentriert es in einem Brennpunkt, meist über einen kleineren Fangspiegel, der es zur Seite oder nach hinten lenkt. Weil das Licht nicht durch Glas hindurchmuss, kommt es nur auf die Form der Spiegeloberfläche an. Spiegel lassen sich dünner, leichter und viel größer bauen als Linsen, und die typischen Farbfehler entfallen. Ein beliebter Einstieg ist das Dobson-Teleskop, ein schlicht montiertes Spiegelteleskop mit viel Öffnung fürs Geld.
Brennweite, Okular und Vergrößerung
Das Bild im Brennpunkt betrachtest du durch das Okular, eine Art Lupe aus mehreren kleinen Linsen. Die Vergrößerung ergibt sich aus zwei Zahlen: der Brennweite des Teleskops geteilt durch die Brennweite des Okulars. Ein Teleskop mit 1.200 Millimetern Brennweite und ein 25-Millimeter-Okular ergeben also eine 48-fache Vergrößerung, mit einem 12-Millimeter-Okular sind es 100-fach. Wechselst du das Okular, änderst du die Vergrößerung. Mehr dazu in unserem Überblick zum Dobson-Teleskop-Zubehör.
Warum die Öffnung wichtiger ist als die Vergrößerung
Auf vielen Verpackungen prangen Angaben wie „500-fach“. Davon solltest du dich nicht blenden lassen. Entscheidend ist die Öffnung, also der Durchmesser von Linse oder Spiegel. Die gesammelte Lichtmenge wächst mit der Fläche: Doppelter Durchmesser bedeutet viermal so viel Licht. Schon ein Teleskop mit fünf Zentimetern Öffnung sammelt je nach Weite deiner Pupille etwa 50- bis 100-mal mehr Licht als dein Auge. Eine größere Öffnung zeigt außerdem feinere Details. Vergrößerst du stärker, als die Öffnung hergibt, wird das Bild nur größer, aber dunkler und verschwommener. Hinzu kommt die unruhige Luft der Erdatmosphäre, die bei hoher Vergrößerung alles flimmern lässt.
Teleskope im Weltraum
Genau deshalb schicken Forschende Teleskope ins All. Oberhalb der Atmosphäre stört keine Luftunruhe, und auch Licht, das die Lufthülle verschluckt, etwa große Teile des Infrarots und Ultravioletts, wird messbar. Das Hubble-Weltraumteleskop hat einen Hauptspiegel von 2,4 Metern, das James-Webb-Weltraumteleskop einen von rund 6,5 Metern aus 18 Segmenten. Damit sammelt Webb etwa sechsmal so viel Licht wie Hubble. Das Prinzip ist aber dasselbe wie bei einem Teleskop im Garten: Ein größerer Spiegel sammelt mehr Licht und zeigt schwächere Objekte.