Grenzgröße

Die Grenzgröße ist ein Begriff aus der Astronomie und beschreibt die Durchsichtigkeit der Atmosphäre.

Sie bezeichnet die scheinbare Helligkeit jener Sterne bzw. anderer astronomischer Objekte, die am Nachthimmel gerade noch wahrnehmbar sind.

Grenzgröße fürs freie Auge

Beobachtet man freiäugig - also ohne optische oder technische Hilfsmittel - so wird die Grenzgröße des natürlichen, sternklaren Himmels angegeben. Sie hängt vor allem von den Wetter- und klimatischen Bedingungen des Standortes ab, von seiner Lichtverschmutzung und vom Auge des Beobachters. Mindernde Einflüsse sind auch eventuelles Mondlicht, restliches Dämmerungs-Licht und ungenügende Adaptation des Auges an die Dunkelheit, die etwa 30 Minuten dauert.

Weit außerhalb von Städten beträgt die Grenzgröße in Europa

  • durchschnittlich 5 bis 6 mag - d.h. Sterne 5. bis 6. Größe sind gerade noch sichtbar, was etwa 500 bis 2.000 Sterne bedeutet
  • in besonders klaren Wüsten- oder Gebirgsregionen 6 bis 7 mag
  • mit besonders scharfen Augen 0,5 mag weiter, also bis maximal 7,5 mag.

Die Straßenbeleuchtung kann die Grenzgröße um bis zu 3 mag senken, die Luftverschmutzung (Dunstglocke) noch zusätzlich. Am Stadtrand und in Außenbezirken beträgt die Grenzgröße etwa 3-4, kann aber in sehr hell erleuchteten Großstädten auf 1 sinken, d.h. es sind nur noch die hellsten 5 bis 10 Sterne 1.Größe sichtbar.

Grenzgröße im Fernrohr

Bei Benutzung eines Feldstechers oder eines astronomischen Fernrohrs verschiebt sich die Grenzgröße zu wesentlich schwächeren Sternen, und zwar theoretisch im Verhältnis der Pupillengröße zur Apertur (freien Öffnung) des Fernrohr, vorausgesetzt, die Austrittspupille ist nicht größer als die Pupille des Auges. Zu berücksichtigen ist aber noch der Lichtverlust innerhalb der Optik - der meist mit 20-30 Prozent veranschlagt wird.

Die im Dunkeln herrschende Pupillengröße liegt bei Kleinkindern (die wohl selten ein Fernrohr benutzen) bei 8 mm, später bei 7 mm, und sinkt im Alter auf 5-6 mm. Ein Feldstecher 7x50 hat eine Austrittspupille von 7 mm, bringt also Jugendlichen mit angepasster Pupille einen Faktor 50 oder 4,2 Größenklassen, mit 25 % Lichtverlust 3,9 mag. An einem guten Beobachtungsplatz in Mitteleuropa sehen diese damit also noch Sterne der 9. bis 10. Größenklasse. In die Pupille eines Senioren gelangt aber nur die Hälfte des Lichts, sowohl ohne als auch mit diesem Feldstecher. Das theoretische Verhältnis ändert sich nicht. Praktisch sieht es für ihn aber viel schlechter aus,

Für einen Achtzöller, das Standardinstrument der Amateurastronomen, steigt die ins Auge fallende Lichtmenge wegen der größeren Öffnung von rund 200 mm (eine Vergrößerung von mindestens 30 vorausgesetzt) auf etwa das 16-fache, die Reichweite also um weitere 3 mag. Mit einer Grenzgröße von nunmehr etwa 13 mag (der Lichtverlust ist bei modernen Cassegrain-Systemen geringer) kann man z.B. im bekannten Kugelsternhaufen M13 (Sternbild Herkules) schon zahlreiche Sterne am Rand erkennen. Für den Zentralstern im Ringnebel (14,7 mag), dessen Aufnahmen an Riesenteleskopen oft zu sehen sind, wäre hingegen ein mindestens doppelt so großer Teleskopspiegel erforderlich.

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