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Teleskope: So funktioniert mit ihnen der Blick ins All

  • Veröffentlicht: 21.06.2023
  • 13:00 Uhr
  • Sven Hasselberg

Teleskope holen Sterne und ferne Galaxien ganz nah zu dir. Die Technologie, die es ihnen möglich macht, uns auch entfernte Sonnensysteme zu zeigen, ist ungemein aufwendig und spannend. Hier erfährst du, wie es genau funktioniert.

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Das Wichtigste zum Thema Teleskope

  • Leonardo Da Vinci wollte schon 1512 mit gebogenen Spiegeln ins All schauen. Das erste Teleskop wurde aber erst 1608 in den Niederlanden erfunden und war eigentlich ein Fernrohr. Da Galileo Galilei es weiterentwickelt hat, ist es auch als "Galilei-Fernrohr" bekannt.

  • Fernrohre und Spiegelteleskope zählen zu den optischen Teleskopen. Sie fangen sichtbares Licht ein. In ihrem Inneren befinden sich Linsen oder Spiegel, die dieses Licht bündeln. Unsere Grafiken erklären dir das Innenleben.

  • Das aktuell größte Spiegelteleskop steht in den USA. Es kann das Licht einer Kerze in 2,5 Millionen Kilometern Entfernung auflösen. Das ist mehr als die sechsfache Strecke zwischen Erde und Mond.

  • 2024 wird das ELT der Europäischen Sternwarte in Betrieb gehen und das größte Spiegelteleskop der Welt sein. Eines der Hauptziele des Teleskops ist es, Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems zu erkunden, in denen es Leben geben könnte. Wir erklären dir die fünf größten optischen Teleskope weltweit und wo du Planetarien in Deutschland besuchen kannst.

  • Auch für Radio-, Röntgen-, Infrarot- oder Gammastrahlung gibt es besondere Teleskope, die diese erkennen und anhand von Bildern und Daten sichtbar machen. Welche Teleskope am besten Schwarze Löcher oder Supernova-Explosionen erforschen, erklärt die Fotostrecke.

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So funktionieren optische Teleskope

Funktionsweise von Teleskopen: Beim Galilei-Fernrohr bricht das Licht durch das Objektiv.
Funktionsweise von Teleskopen: Beim Galilei-Fernrohr bricht das Licht durch das Objektiv.

Optische Teleskope fangen sichtbares Licht ein, das von einem Objekt ausgeht, und holen uns so das Objekt aus weiter Entfernung näher ans Auge. Wir sehen ein reelles Bild. Die Grafiken oben zeigt, wie das Licht durch ein klassisches Galilei-Fernrohr mit Linsen fällt. Die Grafik unten zeigt die Funktionsweise eines Spiegel-Teleskops mit Hohlspiegel.

Linse 1, das Objektiv, steht beim Linsen-Teleskop näher zum Objekt. Linse 2, das Okular, steht näher zum Auge. Als Objektiv dient eine Linse, die nach außen gewölbt und am Rand dünner als in der Mitte ist - sie ist "konvex". Das Okular ist nach innen gewölbt und am Rand dicker - "konkav". Das Objektiv bricht parallel einfallendes Licht und sammelt es so, dass es sich im Brennpunkt, auch Fokus genannt, bündelt. Es dient als Sammellinse. Das konkave Okular ordnet die Strahlen wieder parallel an. Es ist die Zerstreuungslinse.

Funktionsweise von Teleskopen: Beim Spiegel-Teleskop spielt das Licht über Bande und wir von Spiegeln abgelenkt.
Funktionsweise von Teleskopen: Beim Spiegel-Teleskop spielt das Licht über Bande und wir von Spiegeln abgelenkt.

Beim Spiegel-Teleskop ist der Hauptspiegel wie eine Schüssel geformt. Er reflektiert das Licht. Nach der Reflexion wird es von einem Sekundärspiegel aufgefangen, der es an ein Okular weiterleitet - oft auch durch eine Öffnung im Hohlspiegel. Je größer der Spiegel, desto mehr Licht sammelt er, und desto weiter entfernt kann das Objekt sein.

Da das Licht nicht durchbricht, ist die Unterseite frei, um dort Stützelemente für die enorme Größe anzubringen. Denn zuerst wurden solche Spiegeltechniken auch in Fernrohren untergebracht. Diese wurden vom Linsen-Teleskop zum Spiegel-Teleskop. Allerdings waren sie schnell zu klein. Die Forschenden setzen deshalb heutzutage im optischen Bereich auf große Spiegel-Teleskope. Die Emoji-Liste erklärt dir die Top 5 der größten optischen Teleskope weltweit.

Die fünf größten optischen Teleskope der Welt

🇨🇱 Das European Extremly Large Telescope (ELT) wird voraussichtlich 2024 in Betrieb genommen. Der größte der fünf Spiegel wird einen Durchmesser von 39 Metern haben. Der Standort auf dem Gipfel des Cerro Armazones in einer Höhe von 3.048 Metern bietet optimale Bedingungen. Das kühle und trockene Wetter in der chilenischen Wüste gewährleistet eine perfekte Sicht. Der Hauptspiegel des ELT wird fünfmal größer sein als bei den derzeit leistungsstärksten Teleskopen und kann 13 Mal mehr Licht einfangen. Dadurch sind viel schärfere und detailreichere Aufnahmen möglich.

🇺🇸 Large Binocular Telescope Interferometer: 3221 Meter hoch, steht es auf dem Mount Graham in Arizona. Es besitzt zwei Spiegel, die jeweils einen Durchmesser von 8,4 Metern haben. Gesammelt wirken diese wie ein einzelner Spiegel mit einem Durchmesser von 11,8 Metern. Dank spezieller Messtechniken kann es die Auflösung sogar noch weiter vergrößern. Mit ihm gelang die erste Beobachtung eines Lavasees auf dem Jupitermond Io.

🇪🇸 Gran Telescopio Canarias: Unter anderem half das Teleskop, die Entstehung der ersten Galaxien zu erforschen. Es steht auf der Kanareninsel La Palma in 2267 Metern Höhe. Das Teleskop besteht aus 36 Einzelspiegeln, die gemeinsam die Wirkung eines Spiegels mit 10,4 Metern Durchmesser entfalten. Es kann auch Infrarot-Strahlung messen.

🇺🇸 Keck 1 und 2: Die 2 Teleskope haben Spiegel mit jeweils einem Durchmesser von zehn Metern und stehen mit 20 Metern Abstand auf dem Mouna Kea auf Hawaii - auf einer Höhe von 4.200 Metern und können zusätzlich Infrarot-Strahlung untersuchen. Jedes dieser Teleskope wiegt 300 Tonnen, das entspricht zwei Blauwalen. Mit ihnen wurde unter anderem ein Schwarzes Loch in der Mitte der Milchstraße entdeckt.

🇿🇦 Southern African Large Telescope: An einem der dunkelsten Standorte weltweit steht das SALT 1760 Meter hoch auf der Karoo-Hochebene. Zwar besitzt der Hauptspiegel einen Durchmesser von gut elf Metern, steht aber still. Die Bewegung am Himmel kann mithilfe kleinerer Assistenzmessgeräte dennoch verfolgt werden. Allerdings hat das Teleskop so nur eine Messkraft, die einem Spiegel von neun bis zehn Metern Durchmesser entspricht. Mit seiner Hilfe wurde entdeckt, dass die Milchstraße größer ist als gedacht.

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Unterschiedliche Arten von Teleskopen

Radio-Teleskop: Auch hier bündelt ein riesiger Parabolspiegel die Strahlung wie eine Schüssel. Es handelt sich um die Radiofrequenzstrahlung von Himmelskörpern – also praktisch Funkwellen aus dem All. Antennen wandeln diese in elektrische Signale um. Damit kann die chemische Zusammensetzung von Galaxien untersucht werden. Unser Foto zeigt das größte Radio-Teleskop der Welt. RATAN 600 in Russland besteht aus 895 Spiegeln.
Radio-Teleskop: Auch hier bündelt ein riesiger Parabolspiegel die Strahlung wie eine Schüssel. Es handelt sich um die Radiofrequenzstrahlung von Himmelskörpern – also praktisch Funkwellen aus dem All. Antennen wandeln diese in elektrische Signale um. Damit kann die chemische Zusammensetzung von Galaxien untersucht werden. Unser Foto zeigt das größte Radio-Teleskop der Welt. RATAN 600 in Russland besteht aus 895 Spiegeln.© picture alliance / Serguei Fomine
Infrarot-Teleskop: Infrarotlicht ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Diese Teleskope erkennen es aber. Es gibt einige, die auf der Erde stationiert sind. Da sie jedoch exaktere Daten liefern, je näher sie am Objekt operieren, schießen Forschende sie seit den 80er-Jahren meist ins All. Dazu gehört auch Hubble auf dem Foto. Infrarot-Teleskope untersuchen zum Beispiel die Entstehung von Sternen.
Infrarot-Teleskop: Infrarotlicht ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Diese Teleskope erkennen es aber. Es gibt einige, die auf der Erde stationiert sind. Da sie jedoch exaktere Daten liefern, je näher sie am Objekt operieren, schießen Forschende sie seit den 80er-Jahren meist ins All. Dazu gehört auch Hubble auf dem Foto. Infrarot-Teleskope untersuchen zum Beispiel die Entstehung von Sternen. © picture alliance / Bildagentur-online/DP |
Gamma-Teleskop: Das Foto zeigt eine Zeichnung des International Gamma-Ray Astrophysics Labratory "Integral". Diese speziellen Teleskope werden als Satellit ins Weltall geschossen. Gammastrahlung ist eine besonders intensive elektromagnetische Strahlung. Durch die Messung können unter anderem Rückschlüsse auf Energieprozesse in Galaxien gezogen werden.
Gamma-Teleskop: Das Foto zeigt eine Zeichnung des International Gamma-Ray Astrophysics Labratory "Integral". Diese speziellen Teleskope werden als Satellit ins Weltall geschossen. Gammastrahlung ist eine besonders intensive elektromagnetische Strahlung. Durch die Messung können unter anderem Rückschlüsse auf Energieprozesse in Galaxien gezogen werden. © picture-alliance / dpa | ESA
Röntgen-Teleskop: Mit einer Spannweite von 16 Metern zeigt das Foto das XMM-Newton-Teleskop der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA. Es misst Röntgenstrahlen im All. Röntgen-Teleskope helfen beim Erforschen von Supernova-Explosionen oder der Sonne und geben Aufschluss über die Zusammensetzung und Entstehung von Galaxien. Auch schwarze Löcher werden damit untersucht.
Röntgen-Teleskop: Mit einer Spannweite von 16 Metern zeigt das Foto das XMM-Newton-Teleskop der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA. Es misst Röntgenstrahlen im All. Röntgen-Teleskope helfen beim Erforschen von Supernova-Explosionen oder der Sonne und geben Aufschluss über die Zusammensetzung und Entstehung von Galaxien. Auch schwarze Löcher werden damit untersucht. © picture-alliance/ dpa/dpaweb | Esa
Radio-Teleskop: Auch hier bündelt ein riesiger Parabolspiegel die Strahlung wie eine Schüssel. Es handelt sich um die Radiofrequenzstrahlung von Himmelskörpern – also praktisch Funkwellen aus dem All. Antennen wandeln diese in elektrische Signale um. Damit kann die chemische Zusammensetzung von Galaxien untersucht werden. Unser Foto zeigt das größte Radio-Teleskop der Welt. RATAN 600 in Russland besteht aus 895 Spiegeln.
Infrarot-Teleskop: Infrarotlicht ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Diese Teleskope erkennen es aber. Es gibt einige, die auf der Erde stationiert sind. Da sie jedoch exaktere Daten liefern, je näher sie am Objekt operieren, schießen Forschende sie seit den 80er-Jahren meist ins All. Dazu gehört auch Hubble auf dem Foto. Infrarot-Teleskope untersuchen zum Beispiel die Entstehung von Sternen.
Gamma-Teleskop: Das Foto zeigt eine Zeichnung des International Gamma-Ray Astrophysics Labratory "Integral". Diese speziellen Teleskope werden als Satellit ins Weltall geschossen. Gammastrahlung ist eine besonders intensive elektromagnetische Strahlung. Durch die Messung können unter anderem Rückschlüsse auf Energieprozesse in Galaxien gezogen werden.
Röntgen-Teleskop: Mit einer Spannweite von 16 Metern zeigt das Foto das XMM-Newton-Teleskop der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA. Es misst Röntgenstrahlen im All. Röntgen-Teleskope helfen beim Erforschen von Supernova-Explosionen oder der Sonne und geben Aufschluss über die Zusammensetzung und Entstehung von Galaxien. Auch schwarze Löcher werden damit untersucht.
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Häufige Frage zu Teleskopen

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