Szintillation (Astronomie)

Unter Szintillation (von lat. scintillare: „funkeln, flackern“) versteht man in der Astronomie eine sich scheinbar ändernde Helligkeit eines Sterns, die durch Lichtbrechung in der Erdatmosphäre hervorgerufen wird.

Entstehung

Diese schnelle und scheinbare Helligkeitsänderung wird dadurch verursacht, dass sich durch Luftunruhe die Brechzahl der Atmosphäre lokal leicht verändert und dadurch das Licht des Sternes leicht abgelenkt wird. Dieser Effekt ist vergleichbar damit, dass der Grund eines Schwimmbeckens aufgrund der Wellen an der Oberfläche nicht gleichmäßig von der Sonne ausgeleuchtet wird.

Eine wichtige Voraussetzung für diesen Effekt ist, dass Sterne selbst in großen Teleskopen punktförmige Objekte sind. Sonne, Mond und die Planeten zeigen keine Szintillationen, da sie auch auf der Erde als ausgedehnte Objekte erkennbar sind und sich die Schwankungen daher über die Ausdehnung des Objektes ausmitteln. Allerdings wird auch bei letztgenannten Objekten durch den Effekt eine geringere Bildschärfe erreicht, als technisch (also von der Optik, vom Filmmaterial oder der Auflösung des verwendeten CCD-Sensors) möglich wäre.

Bestimmung und Vermeidung

Bei der fotografischen Aufnahme oder anderen länger dauernden Messungen an Sternen macht sich die Szintillation aufgrund der Belichtungszeit dadurch bemerkbar, dass der Stern durch seine sich ständig leicht verändernde Position auf der Aufnahme größer wirkt, als er eigentlich ist. Dieser Effekt wird in der Astronomie Seeing genannt. Bei flächigen Objekten führt der Effekt fotografisch zu einer unscharfen Aufnahme, visuell scheint das Objekt zu „wabern“.

Eine Möglichkeit, die Szintillation auszugleichen, ist die Verwendung von aktiven oder adaptiven Optiken, wie sie bei Spiegelteleskopen seit einiger Zeit möglich ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Teleskope an Orten mit sehr ruhiger Luft und/oder in hochgelegenen Bergregionen zu bauen, wie durch die Europäische Südsternwarte geschehen. Von vornherein vermeiden kann man atmosphärische Effekte durch Platzierung des Teleskops im luftleeren Raum. Das wohl bekannteste Beispiel dafür ist das Hubble-Weltraumteleskop.

Auch digitale Bildbearbeitung kann Bildstörungen durch Szintillation vermindern, indem zahlreiche Einzelaufnahmen mit jeweils sehr kurzer Belichtungszeit, beispielsweise von einer digitalen Videokamera, überlagert und digital nachgeschärft werden. Unbrauchbare Bilder werden von der Software automatisch aussortiert und die brauchbaren Einzelaufnahmen zu einem detailreichen Endbild vereinigt.

Ebenso lassen sich die Störungen herausrechnen, indem zwei dicht beieinander liegende Lichtfrequenzbereiche analysiert werden, die eine leicht unterschiedliche Brechung erfahren.

Weblinks

Hans Schremmer: Szintillation. 17. November 2007, abgerufen am 12. Februar 2008.