Teleskoptechnik

Gefiltertes Licht

Moderne Filter werden in die Steckhülse der Okulare geschraubt. Bild: A. Kerste

Okularfilter versprechen bessere, kontrastreichere Bilder und manchmal sogar das Ende der Lichtverschmutzung. Um einschätzen zu können, was ein Filter wirklich leistet, ist es wichtig, die Funktionsweise der verschiedenen Filter zu verstehen. Denn eigentlich ist es ja widersinnig: Einerseits wird versucht, ein möglichst großes Teleskop zu kaufen, das so viel Licht wie möglich sammelt, und dann wird ein Filter in das Okular geschraubt, der viel Licht einfach ausblendet.

Um die Logik dahinter zu verstehen, müssen wir uns das Licht der Sterne und Nebel einmal genauer ansehen. Physiker verwenden dazu Spektroskope, die das Licht in seine Farben zerlegen. Dazu dient entweder ein Prisma oder ein optisches Gitter, das weißes Licht in seine Regenbogenfarben aufspaltet. Das können Sie an einem sonnigen Tag unter anderem bei geschliffenem Glasschmuck oder Wassergläsern beobachten, die wie ein Prisma wirken, oder bei einer CD-ROM, die wie ein optisches Gitter wirkt.

Wenn wir damit das Licht einer Glühbirne oder eines Sterns untersuchen, erhalten wir alle Regenbogenfarben: Beide leuchten, da ihre Oberfläche glühend heiß ist. Je nachdem, wie heiß die Oberfläche ist, variiert die Farbe, die am hellsten strahlt, aber es kommen letztlich alle Farben vor. [Genau genommen gibt es im Spektrum von Sternen zahlreiche dunkle Linien, die sogenannten Fraunhofer-Linien. Sie entstehen, da kühlere Gase in der Sternatmosphäre oder im interstellaren Raum einzelne Farben bzw. Wellenlängen absorbieren.]

Wenn wir stattdessen eine Leuchstoffröhre oder einen Emissionsnebel untersuchen, sehen wir kein durchgehendes Spektrum, sondern nur einzelne helle Linien. Beide leuchten nämlich kalt: UV-Strahlung regt bestimmte Gase oder Atome zum Fluoreszieren an. Besonders interessant sind dabei die H-Alpha-Linie im tiefroten Teil des Spektrums, bei 656,3 Nanometern, und die H-Beta-Linie bei 486,1 Nanometern im blau-grünen. In diesen Farben leuchten die großen Wasserstoffwolken in Sternentstehungsgebieten wie dem Orionnebel und dem Nordamerikanebel. "Sternleichen" wie Planetarische Nebel oder Supernovaüberreste, die neben Wasserstoff und Helium noch weitere Elemente enthalten, leuchten außerdem in einigen weiteren Farben. [Etwas physikalischer: Elektronen werden auf ein höheres Energieniveau angehoben, wenn sie z. B. UV-Strahlung absorbieren. Wenn sie wieder auf ihr ursprüngliches Energieniveau abfallen, gibt es zwei Möglichkeiten: Wenn sie sofort auf das alte Niveau fallen, geben sie die UV-Strahlung wieder in der selben Wellenlänge ab, die sie auch absorbiert haben. Wenn sie die aufgenommene Energie in mehreren Schritten abgeben, geben sie Licht bzw. Strahlung in anderen, weniger energiereichen Wellenlängen ab – darunter können auch Farben sein, die wir mit unseren Augen wahrnehmen können. Diese Farben bzw. Linien entsprechen übrigens den oben erwähnten Absorptionslinien – die Gase fluoreszieren also in den selben Wellenlängen, bei denen sie auch Licht absorbieren.]

Die Aufgabe eines Filters ist nun in der Regel, nur die Wellenlängen durch zu lassen, die uns interessieren. Wer nicht das Glück hat, von einem besonders dunklen Standort aus zu beobachten, wird von der Lichtverschmutzung in Form von Streulicht oder einem aufgehellten Himmel geplagt werden. Ein Deep-Sky-Filter lässt im Idealfall nur das Licht eines Gasnebels durch und blendet das meiste Streulicht aus. Das funktioniert allerdings nur bei fluoreszierenden Nebeln. Glühende Sterne, die in allen Farben leuchten, werden dabei ebenfalls abgedunkelt, genau wie Reflexionsnebel, die das Sternlicht wiederspiegeln. Daher gibt es auch keine Filter, mit denen Sie speziell Galaxien oder Sternhaufen besser sehen können – diese leuchten genau wie Glühbirnen in allen Farben des Spektrums.

Wenn Sie Glück haben, besteht zumindest die Straßenbeleuchtung in Ihrer Umgebung aus Leuchtstoffröhren, die Sie dann gezielt mit einem "Light-Pollution-Filter" ausblenden können. Ob und wie gut das funktioniert, hängt allerdings von der Beleuchtung in Ihrer Umgebung ab. Wunder können diese Filter nicht vollbringen, eine Fahrt zu einem dunklen Standort bringt mehr.

Ganz dunkel wird es aber auch fern der Zivilisation nicht: Tagsüber spaltet die Sonnenstrahlung Moleküle in der Erdatmosphäre auf, die bei Nacht wieder rekombinieren und dabei Licht abgeben. Dieses "Airglow" tritt bei Wellenlängen zwischen etwa 540 und 630 Nanometer auf, also im grünen bis roten Bereich des Spektrums.

Schauen wir uns die verschiedenen Filter einmal näher an. Die wichtigsten sind

• Neutralfilter, Dämpfgläser und Sonnenfilter
• Solar-Contunuum-Filter
  
• H-Alpha-Filter für die Sonnenbeobachtung (nicht zu verwechseln mit H-Alpha-Filtern für Deep Sky!)
• UHC-Filter
• OIII-Filter
• H-Beta-Filter
• Breitbandfilter – Sky-Glow, CLS, LPR etc
• Minus-Blau-Filter
• UV/IR-Filter
• U-Filter
• Farbfilter für die Planetenbeobachtung

• 1,25" oder 2"?
• Warum so teuer – Interferenzfilter versus Farbfilter
  

Neutralfilter, Dämpfgläser und Sonnenfilter

Graufilter dämpfen die Bildhelligkeit bei Mond und Planeten auf angenehme Werte. Bild: A. Kerste

Die günstigsten Filter sind einfache Graufilter. Diese dämpfen das Licht, sodass Sie helle Objekte wie den Mond oder einige Planeten beobachten können, ohne geblendet zu werden. Diese Blendung ist nicht nur unangenehm, sondern führt auch dazu, dass Sie zarte Details nicht bemerken.

Einfache Graufilter liegen bereits vielen Einsteigerteleskopen bei. Teilweise gibt es als Mondfilter auch Grünfilter. Diese färben das Bild zwar ungewohnt grün ein, haben bei einfachen Linsenteleskopen aber der Vorteil, dass der Farbfehler ausgeblendet wird und das Bild so schärfer wird. Bei einem farbreinen Linsenteleskop oder einem Spiegelteleskop empfiehlt sich der Griff zu einem Graufilter, der ein farbechtes, natürliches Bild liefert.

Graufilter gibt es in verschiedenen Stärken. Welchen Filter Sie benötigen, hängt einerseits von der Bildhelligkeit ab (Stichwort Austrittspupille; bei höherer Vergrößerung wird das Bild außerdem dunkler als bei niedriger) und andererseits von Ihrer persönlichen Empfindlichkeit.

Polarisationsfilter

Sehr angenehm sind variable Polarisationsfilter. Hier haben Sie zwei Filter, die gegeneinander verdreht werden können, wobei sich der Lichtdurchlass ändert. Besonders komfortabel wird es, wenn Sie einen Filter vor den Zenitspiegel schrauben und den zweiten in das Reduzierstück oder das Okular – so können Sie die Bildhelligkeit ändern, indem Sie das Okular bzw. Reduzierstück drehen. Damit dabei keine störenden Reflexe auftreten, sollten Sie allerdings hochwertige Filter mit planoptisch polierter Oberfläche verwenden. Einige Polfilter können bei maximaler Dämpfung das Bild auch leicht einfärben.

Genau wie Polfilter sollten auch einfache Graufilter sollten eine gute optische Qualität haben, damit es keine störenden Reflexionen im Bild gibt.

Achtung Sonne!

Bei der Sonnenbeobachtung ist immer Vorsicht angebracht: Ein Blick durch ein Teleskop, das keinen oder einen unzureichenden Filter hat, kann Sie das Augenlicht kosten. Schäden im Augen heilen nicht, daher:

!!! Schauen Sie niemals ohne einen geeigneten Filter in die Sonne !!!

Sonnenfilter gehören immer vor das Objektiv... ... die einzige Ausnahme sind Herschelkeile bei Refraktoren. Bilder: A. Kerste

Ein guter Sonnenfilter ist von einem Spiegel nicht zu unterscheiden. Lassen Sie die Finger von so genannten "Sonnenfiltern", die in das Okular geschraubt werden – diese sitzen annähernd im Brennpunkt des Teleskops, können sehr heiß werden und platzen. Wenn in diesem Moment durch das Teleskop schauen, haben Sie keine Chance mehr, rechtzeitig wegzuschauen – eine Brandspur auf der Netzhaut ist Ihnen sicher. Falls Sie so einen Okularsonnenfilter besitzen, nehmen Sie einen Hammer, schlagen Sie damit auf den Filter und entsorgen Sie ihn anschließend in der Mülltonne.

Ein Sonnenfilter gehört immer vor das Objektiv Ihres Teleskops, so wird die Sonnenstrahlung schon entschärft, bevor sie in das Teleskop gerät und gebündelt wird. Sichern Sie die Filterfassung möglichst am Tubus, damit sie nicht herunterfallen kann – sei es mit Schrauben oder Klebeband. Vergessen Sie dabei auch nicht, den Sucher abzudecken oder abzubauen. Sie müssen für die Sonnenbeobachtung nicht unbedingt die komplette Teleskopöffnung nutzen, allerdings muss der Filter samt (lichtundurchlässiger!) Fassung die komplette Öffnung abdecken. Benutzer von "offenen" Teleskopen wie Gitterrohr-Dobsons müssen den Strahlengang außerdem mit einer lichtundurchlässigen Abdeckung abschotten. Ansonsten vermindert nicht nur das Streulicht den Kontrast enorm – wenn der Spiegel ungünstig steht, kann das Sonne an dem Objektivfilter vorbei auf den Spiegel gelangen, sodass Sie oder jemand anders aus Versehen geblendet werden kann. Besonders gefährliche Situationen können bei Gitterrohr-Teleskopen entstehen, wenn das Teleskop nicht direkt auf die Sonne gerichtet ist und der Spiegel das Licht unberechenbar in die Landschaft spiegelt – dann ist jeder gefährdet, der den funkelnden Spiegel bemerkt, auch wenn er nicht in unmittelbarer Nähe steht.

Am weitesten verbreitet sind Filter aus AstroSolar-Folie von Baader Planetarium. Eine ähnliche Folie wird auch für Sonnenfinsternisbrillen verwendet. Sie bietet ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis. Überprüfen Sie die Folie aber vor jedem Einsatz auf Beschädigungen. Als zusätzlicher Schutz vor unsichtbarer UV- oder Infrarotstrahlung wird dabei häufig zum Einsatz eines UV/IR-Sperrfilters geraten.

Alternativ gibt es auch Objektivsonnenfilter aus Glas. Gute Qualität ist hier allerdings sehr teuer – der Filter ist so groß wie die Öffnung Ihres Teleskops, und an seine Qualität werden die selben Ansprüche gestellt wie an die übrige Teleskopoptik.

Besitzer von Refraktor-Teleskopen können anstatt eines Objektivfilters auch einen Herschelkeil einsetzen, benötigen dann aber noch weitere Graufilter, um das Licht auf ein ungefährliches Maß abzudunkeln – beachten Sie dabei unbedingt die Gebrauchsanleitung.

Solar-Continuum-Filter

Der Solar-Continuum-Filter liefert eine grüne Sonne, auf der die im Weißlicht sichtbaren Strukturen deutlicher sein können. Bild: A. Kerste

Nur in Kombination mit einem Objektivsonnenfilter oder hinter einem Herschelkeil können Sie einen Solar-Continuum-Filter für die Sonnenbeobachtung einsetzen. Dabei handelt es sich um einen engen Grünfilter, der grünes Licht im Bereich von 540 nm passieren lässt. Bei dieser Farbe sind die meisten Refraktoren am besten farbkorrigiert, auch das Auge ist dort sehr empfindlich (deshalb sind die Teleskope schließlich auf diese Wellenlänge hin optimiert). Bei farbreinen Apochromaten oder Reflektoren hat ein normaler Grünfilter einen ähnlichen, wenn auch weniger ausgeprägten Effekt.

Mit dem Filter können Sonnenflecken und die Granulation deutlicher sichtbar werden, allerdings schwanken die Ergebnisse von Teleskop zu Teleskop und sind auch nicht bei allen Vergrößerungen gleich auffällig. Am besten bestellen Sie ihn zur Ansicht und gehen davon aus, dass Sie ihn wahrscheinlich behalten werden. Die grüne Sonne ist zwar gewöhnungsbeürftig, aber nicht weiter störend. Protuberanzen sind mit diesem Filter jedoch nicht sichtbar, dafür benötigen Sie einen H-Alpha-Sonnenfilter.

H-Alpha-Filter für die Sonnenbeobachtung – nicht zu verwechseln mit H-Alpha-Filtern für Deep Sky

Ein Protuberanzenansatz lässt nur das H-Alpha-Licht passieren und blendet die Sonne aus, sodass die Protuberanzen deutlich sichtbar werden. Bild: A. Kerste

Ein recht neues Gebiet der Sonnenbeobachtung für Amateure ist die H-Alpha-Beobachtung. Professionelle Astronomen studieren die Sonne zwar schon lange im Licht der H-Alpha-Linie, allerdings sind H-Alpha-Filter erst seit einigen Jahren auch für Amateure bezahlbar geworden. Aber auch heute sind H-Alpha-Teleskope sehr aufwendig zu konstruieren, da sie nur Licht der Wellenlänge 656,3 Nanometer durchlassen – das Durchlassfenster ist dabei weit unter einen Nanometer breit. Die H-Alpha-Filter, die für die Deep-Sky-Beobachtung ausgelegt sind, haben ein Durchlassfenster von etwa zehn oder sogar noch mehr Nanometern und sind für die Sonnenbeobachtung ungeeignet. Selbst, wenn sie dicht genug wären, um die Sonnenstrahlung auf ein ungefährliches Maß abzudämpfen, würden die Strukturen auf der Sonnenoberfläche vom dem Licht überstrahlt werden, das eine leicht andere Wellenlänge als die H-Alpha-Linie hat.

H-Alpha-Filter für die Sonnenbeobachtung sind daher eine komplexe Sache und sehr teuer. Vor das Objektiv kommt ein Energieschutzfilter, der nur das rote Licht passieren lässt und so verhindert, dass der aus Kostengründen sehr kleine eigentliche H-Alpha-Filter zu heiß wird. Dazu kommen noch weitere Schutzfilter, die das übrige störende Licht ausblenden. Da sich der Durchlass des H-Alpha-Filters verändert, wenn er sich durch das Sonnenlicht erwärmt, muss er kippbar gelagert sein, sodass die H-Alpha-Linie immer exakt eingstellt werden kann.

Eine besondere Form des H-Alpha-Filters ist der Protuberanzenansatz. Hier wird die Sonne durch einen Kegel ausgeblendet, und durch einen etwas breitbandigeren und günstigeren H-Alpha-Filter können die Protuberanzen am Sonnenrand beobachtet werden. Die Sonnenoberfläche bleibt so jedoch unbeobachtbar.

In den letzten Jahren sind mehrere Teleskope auf den Markt gekommen, die eine vergleichsweise günstige Sonnenbeobachtung ermöglichen. Bei diesen Geräten sind die Filter fest eingebaut, was eine sichere Beobachtung garantiert.

UHC-Filter

Emissionsnebel sind das typische Einsatzgebiet für UHC-Filter, zeigen im Teleskop jedoch immer noch keine Farbe. Bild: A. Kerste

UHC steht für Ultra High Contrast. Diese Filter sind die universellsten Nebelfilter und liefern auch an kleineren Geräten (besser gesagt: bei kleiner Austrittspupille) helle Bilder, bei denen nicht nur der Nebel sichtbar bleibt, sondern auch die Sterne in der Umgebung. UHC-Filter werden häufig als erster Nebelfilter empfohlen, da sie auch in kleineren Teleskopen genug Sternlicht durchlassen, sodass Sie nicht nur den Nebel sehen, sondern auch die Sterne in seiner Umgebung. Außerdem sind sie breitbandiger als OIII-Filter, sodass das gesamte Bild heller ist.

Als "Allzweck-Nebelfilter" lassen sie zahlreiche Linien durch: H-Alpha, H-Beta (beides fluoreszierender Wasserstoff), OIII (Sauerstoff, zum Beispiel in planetarischen Nebeln) sowie weite Teile des roten und grünen Spektrums, während zum Beispiel das Licht von Natrium- und Quecksilberdampflampen geblockt wird. Die H-Alpha-Linie ist dabei für visuelle Beobachtungen uninteressant, da die bei Nacht aktiven Sinneszellen des Auges für diese Wellenlänge blind sind. Für den fotografischen Einsatz ist dieses Durchlassfenster aber wieder interessant.

Bei einigen Sternen führen UHC-Filter zu einem Farbstich, da gelbes und blaues Licht weitgehend ausgeblendet wird. Bei Galaxien, Stern(hauf)en und Reflexionsnebeln sind UHC-Filter sinnlos, da diese in allen Farben leuchten. Nicht jeder Nebel reagiert gleich gut auf jeden UHC-Filter, aber einen Versuch ist es allemal wert. So auffällig wie auf langbelichteten Astro-Aufnahmen kann Ihnen jedoch kein Nebelfilter die Deep-Sky-Objekte zeigen.

Neben "echten" UHC-Filtern gibt es auch breitbandigere UHC-Filter, die günstiger in der Herstellung sind und meist Beinamen wie UHC-S oder UHC-E tragen. Ihre Filterwirkung ist deutlich dezenter, sodass sie bei der visuellen Beobachtung weniger leistungsstark sind. Fotografisch können sie sich dennoch rentieren, ob sie sich visuell an Ihrem Gerät und Ihrem Standort lohnen, müssen Sie am besten selbst ausprobieren. 

Die UHC-Filter der verschiedenen Hersteller unterscheiden sich in ihren Eigenschaften, sodass es auf das Zusammenspiel von Teleskop, Beobachtungsziel, Standort und Filter ankommt – kein Filter kann für jede Kombination ideal sein.

OIII-Filter

Planetarische Nebel wie M27 sind die typischen Ziele für OIII-Filter. Bild: A. Kerste

OIII-Filter sind etwas weniger verbreitet als UHC-Filter, aber ähnlich wichtig. Sie lassen vor allem das Licht von ionisiertem Sauerstoff durch und blenden andere Linien aus, sodass das Bild im Vergleich zum UHC dunkler wird. Sie lohnen sich vor allem an größeren Teleskopen, genauer gesagt bei einer größeren Austrittspupille. Die Paradeobjekte für OIII-Filter sind Planetarische Nebel und Supernovaüberreste, auch hier spricht jedoch nicht jeder Nebel gleich gut auf den Filter an. Außerdem unterscheiden sich die Modelle der einzelnen Hersteller zum Teil deutlich in ihrer Durchlass-Charakteristik. Achten Sie bei Erfahrungsberichten zum Beispiel im Forum auch auf das Baujahr der Filter: Die Hersteller optimieren ihre Filter gelegentlich, sodass ein älterer Filter nicht unbedingt das selbe Ergebnis wie ein aktuelles Modell liefert.

In den meisten Okularkoffern gesellt sich früher oder später ein OIII-Filter zu dem UHC-Filter.

H-Beta-Filter

Der Pferdekopfnebel ist das bekannteste Ziel für H-Beta-Filter. Bild: NASA, NOAO, ESA, STScI/AURA

H-Beta-Filter gehören zu den seltensten Filtern und sind für die Deep-Sky-Beobachtung gedacht. Ähnlich wie die H-Alpha-Filter für die Sonnenbeobachtung lassen sie nur eine Farbe durch: Die der H-Beta-Linie. Es gibt nur sehr wenige Gasnebel, bei denen diese Filter sich lohnen, daher werden sie gelegentlich auch als Pferdekopf-Filter bezeichnet – der Pferdekopfnebel gehört zu dem knappen Dutzend Nebeln, bei denen ein H-Beta-Filter etwas bringt. Allerdings dunkelt er das Bild so sehr ab, dass er sich nur bei sehr großen, lichtstarken Teleskopen lohnt. Unter einem sehr guten Himmel und bei niedriger Vergrößerung (genauer gesagt, bei Austrittspupillen zwischen 5 und 7 mm) bereits in kleineren Geräten ab 200 mm Öffnung einen Versuch wert. Sie dürfen aber auch in großen Teleskopen mit weit über 400 mm Öffnung keine Wunder erwarten.

Die meisten Beobachter können daher auf einen H-Beta-Filter verzichten, auch fotografisch hält sich sein Nutzen in Grenzen. Falls Sie jedoch unbedingt einmal den Pferdekopf- oder California-Nebel sehen wollen, kann er Ihre einzige Chance sein.

Breitband-Filter – Sky-Glow, CLS, LPR etc

Lichtverschmutzungsfilter können keine Wunder bewirken, wenn die Straßenbeleuchtung nicht zum Filter passt. Bilder: A. Kerste

Lichtverschmutzungsfilter bergen das größte Potential für Enttäuschungen. Im Idealfall blenden sie das gesamte künstliche Streulicht aus, sodass nur noch der Sternenhimel übrig bleibt. In der Praxis hängt das aber stark von den eingesetzten Leuchtmitteln ein. CLS-Filter können zwar wirklich gezielt das Licht einiger Leuchtstoffröhren ausblenden, allerdings hilft das nichts, wenn diese Lampen in der Umgebung nicht eingesetzt werden. Gegen Glühbirnen und ähnliche Leuchtkörper helfen Sie praktisch überhaupt nichts, da diese – genau wie Sterne – ohnehin in allen Farben des Spektrums leuchten. Sterne und Lichtverschmutzung werden also beide dunkler, während der Effekt auf die Nebelsichtbarkeit immer noch dezent bleibt. Außerdem sorgen sie für ziemlich bunte Sterne. Vorteilhaft ist, dass diese so genannten Breitbandfilter viel Licht durchlassen und so auch an kleinen Geräten nicht zu viel Licht schlucken. Sie können sogar bei einigen Reflexionsnebeln und Galaxien positive Effekte zeigen, allerdings nur, wenn der Himmel ohnehin schon recht gut ist. Auch unter sehr guten Bedingungen sind sie einen Versuch wert: Sie dämpfen die Sterne kaum ab, können die Nebel aber noch etwas besser hervortreten lassen. Generell liefern UHC- und OIII-Filter bei Nebeln deutlich bessere Ergebnisse, während für Sterne und Galaxien eine höhere Vergrößerung effektiver ist, da dadurch der Himmelshintergrund dunkler und der Kontrast besser wird.

Ein eher ungewöhnlicher Einsatzzweck sind Planeten, obwohl diese sich gegen die Lichtverschmutzung ohnehin gut durchsetzen können. Gerade Jupiter gefällt mir durch einen CLS-Filter überraschend gut, da so die Wolkenbänder detailreicher erscheinen. Auch bei Mars soll sich der Einsatz lohnen. Der Grund dafür liegt teilweise auch in der Dämpfung von überschüssigem Licht, sodass man bei der Beobachtung nicht geblendet wird. Für diese beiden Planeten ist auch der Baader Neodym Moon & Skyglow Filter interessant.

CLS-Filter gehen auch gegen die "himmlische Lichtverschmutzung" vor: Bei Nacht Tag werden durch die Sonnenstrahlung Ozon-Moleküle in der Erdatmosphäre gespalten, um bei Nacht wieder zu rekombinieren – dabei entsteht Licht, dass diese Filter ausblenden. Dabei wird ein größerer Bereich des Spektrums abgedämpft (etwa zwischen 540 und 630 nm, also Grün, Gelb und Orange), sodass die Vorteile bei der Deep-Sky-Beobachtung eher dezent sind.

Die Bezeichnungen der verschiedenen Hersteller variieren zum Teil, sodass Sie sich die Durchlasskurven der Filter genau ansehen sollten oder auf Erfahrungen (z.B. im Forum) zurückgreifen sollten. Die als Skyglow bezeichneten Filter von Baader Planetarium und von Orion unterscheiden sich zum Beispiel deutlich voneinander.

Minus-Blau-Filter

Achromatische Linsenteleskope zeigen bei hellen Sterne blaue Farbsäume, die ein Minus-Blau-Filter unterdrückt. Bild: A. Kerste

Linsenteleskope mit einem zu schnellen Öffnungsverhältnis zeigen einen blauen Farbsaum um helle Objekte. Vor allem kurzbauende Refraktoren, die eigentlich als Richfield-Teleskope oder Kometensucher ausgelegt, leiden darunter. Ein Filter, der blaue Licht einfach ausblendet, sorgt dafür, dass auch bei höheren Vergrößerungen scharfe Sterne möglich sind. Dabei geht zwar die Information verloren, die im blauen Licht enthalten ist, allerdings werden so höhere Vergrößerungen möglich. Diese Filter kaschieren also die Design-Fehler zu kurzer Achromate. An Apochromaten und Spiegelteleskopen sind sie überflüssig.

UV/IR-Filter

UV/IR-Filter blocken das für das Auge unsichtbare Licht und sind für die Fotografie wichtig – hier auf einer Webcam. Bild: A. Kerste

Ein UV/IR-Filter wirkt wie ein Klarglas und hat für die visuelle Beobachtung keinen Effekt. Das Einsatzgebiet dieser Filter ist die Fotografie: Linsenteleskope sind im ultravioletten und infraroten Bereich des Farbenspektrums nicht farbkorrigiert, während Kameras dort noch empfindlich sind. Ohne UV/IR-Sperrfilter können Kameras somit unscharfe Bilder liefern, selbst wenn Sie perfekt fokussiert haben.

Gelegentlich werden diese Filter auch als zusätzliche Filter für die Sonnenbeobachtung empfohlen: Wenn Sie sich nicht sicher sind, dass Ihr Objektivfilter unsichtbare Strahlung wirklich komplett ausblendet, können Sie zusätzlich einen UV/IR-Sperrfilter einsetzen – selbst wenn er bei Ihrer Teleskop-Filter-Kombination nicht nötig ist, schadet er auf keinen Fall. Sicher ist sicher – UV- und IR-Strahlung nehmen wir nicht wahr, sondern wir merken die Schäden, die sie anrichten, erst im Nachhinein. Daher wird häufig zur Kombination von Sonnenfilterfolie mit einem UV/IR-Filter geraten.

U-Filter

Ein U-Filter ist das genaue Gegenteil eines UV/IR-Sperrfilters. Er lässt nur die ultraviolette Strahlung durch, jedoch kein sichtbares Licht. Damit ist er ebenfalls für die Fotografie ausgelegt, allerdings möglichst mit Spiegelteleskopen, da die Linsen eines Refraktors UV-Strahlung teilweise schlucken und das Bild zu dunkel wird. Sinnvoll ist dieser Filter für die Fotografie der Venus, deren Wolkendecke im UV Details zeigt. In der Kamera darf dann aber auch kein weiterer UV-Sperrfilter vorhanden sein.

Farbfilter für die Planetenbeobachtung

Farbfilter lohnen sich vor allem für ernsthafte  Planetenbeobachter. Bilder: A. Kerste

Farbfilter liegen zwar vielen Okularkoffern bei, sind jedoch vor allem etwas für ambitionierte Planetenbeobachter. Falls Sie nicht wissen, was Violett Clearing auf Mars ist, benötigen Sie höchstwahrscheinlich auch keine Farbfilter...

Die Effekte diese Filter sind eher dezent. Sie helfen dabei, schwache Details etwas besser wahrnehmbar zu machen. Um sie ausreizen zu können, sollten Sie bereits etwas Beobachtungserfahrung gesammelt haben. Vor allem gilt: Die Filter sind vor allem für ernsthafte Planetenbeobachter sinnvoll. Falls Sie nur gelegentlich einen Blick auf die Planeten werfen, benötigen Sie sie in der Regel nicht. Teilweise hilft auch ein Grau- oder Polfilter bei der Planeten­beobachtung: Helle Planeten können gerade bei niedrigeren Vergrößerungen blenden, sodass Sie nicht alle Details erkennen können. Ein leichter Graufilter kann hier helfen – vor allem, wenn Sie nicht so hoch vergrößern können, dass der Planet dunkel genug wird.

Im Detail können die Filter für die folgenden Zwecke eingesetzt werden:

Rot
Bei Tagesbeobachtungen: dunklerer Himmelshintergrund
Mond: besserer Detailwahrnehmung (evtl. durch die Helligkeitsdämpfung)
Mars: Polkappen („Marsglas")

Orange
Besserer Kontrast bei Tagesbeobachtungen (Venus, Merkur), da das Blau des Himmels unterdrückt wird
Mars: Oberflächendetails
Gasplaneten: Atmosphärenstrukturen

Gelb, Dunkelgelb
Mond: besserer Detailwahrnehmung (evtl. durch die Helligkeitsdämpfung)
Mars: Oberflächendetails und Wolken
Jupiter: Wolkenstrukturen (mit größeren Geräten auch bei Saturn)
Sonne: "natürlicheres" Sonnenbild, bessere Sichtbarkeit von Granulation, Flecken und Flares

Gelb/Grün
Jupiter und Saturn: Deutlichere Atmosphärenstrukturen

Grün
Mars: CO₂-Raureif, Nebel
Saturn: Weiße Flecken in der Atmosphäre (in großen Teleskopen)
Jupiter: Großer Roter Fleck, Wolken
Mond: Strahlen um Tycho etc.
Sonne: bessere Sichtbarkeit von Granulation, Flecken und Flares
Schärfste Bilder bei achromatischen Linsenteleskopen

Blau
Jupiter, Saturn: Kontrast der Wolkenbänder
Mars: Oberflächendetails, Violett Clearing
Venus: Dunklere Wolkenstrukturen (bei großer Teleskopöffnung)
Kometen: Gasschweif kontrastreicher

Violett
Venus: Wolkenstrukturen
Saturn: Strukturen in den Saturnringen

Auch mit Filter bleiben diese Details aber anspruchsvolle Ziele, die häufig am Rande der Wahrnehmbarkeit liegen können.

1,25" oder 2"?

Außer bei Planetenfiltern lohnt sich der Griff zu den größeren Zwei-Zoll-Filtern meistens. Bild: A. Kerste

Der Griff zu den kleineren 1,25"-Filtern ist schon aus Kostengründen naheliegend, aber nicht immer sinnvoll. Es hat schon seinen Grund, warum auf dem Gebrauchtmarkt immer wieder 1,25"-Filter auftauchen, aber so gut wie nie 2"-Filter. Lediglich, wenn Ihr Teleskop nur eine 1,25"-Okularaufnahme hat, brauchen Sie sich darüber keine Gedanken zu machen.

Nebelfilter (UHC, OIII) machen auch bei niedrigen Vergrößerungen und großen Gesichtsfeldern Spaß, also in Kombination mit 2"-Okularen. Viele Nebel sind ohnehin sehr ausgedehnt oder wirken besser, wenn Sie noch ein paar Sterne in der Umgebung sehen. Wenn möglich, kaufen Sie daher gleich die 2"-Variante der Nebelfilter. Gute Reduzierstücke von 2" auf 1,25" haben auch ein Filtergewinde, sodass Sie den Filter beim Okularwechsel nicht umschrauben müssen.

Auch "Allzweck-Filter" wie Anti-Lichtverschmutzungsfilter oder Filter zur Unterdrückung des Farbfilters werden Sie bei allen Vergrößerungen verwenden wollen (abhängig von der Stärke des Farbfehlers natürlich), hier lohnt sich der Griff zum größeren Exemplar daher ebenfalls.

Farbfilter kommen an Planeten bei hoher Vergrößerung zum Einsatz, hier ist eine 2"-Variante in den meisten Fällen sinnlos – 1,25" langen völlig.

Warum so teuer – Interferenzfilter versus Farbfilter

Außer bei Planetenfiltern lohnt sich der Griff zu den größeren Zwei-Zoll-Filtern meistens. Bild: A. Kerste

Einfache Farbfilter gibt es für eine Handvoll Euro, während spezielle H-Alpha- oder OIII-Filter rasch ein paar hundert Euro kosten können. Der Grund liegt in der Herstellung, bzw. in der speziellen Funktionsweise.

Ein einfacher Farbfilter oder Breitbandfilter blockt ab einer bestimmten Wellenlänge alles ab, wobei die Kante mehr oder weniger abrupt verlaufen kann. Im Prinzip ist so ein Filter nichts anderes als farbiges Glas, das plan geschliffen und poliert wurde. Er lässt sich durch die Zugabe von Mineralien recht günstig herstellen, das Glas schluckt oder reflektiert dabei einfach die unerwünschten Farben.

Nebelfilter sind dagegen Linienfilter, die nur eine spezielle Wellenlänge (oder mehrere ausgewählte Wellenlängen) durchlassen sollen. Sie basieren nicht auf der Absorption oder Reflexion aller anderen Farben, sondern auf Interferenz: Das Licht besteht einem physikalischen Modell zufolge aus Wellen. Diese werden zwischen den Oberflächen des Filters hin- und hergeworfen und können sich gegenseitig auslöschen, wenn das Filterglas die richtige Dicke hat. Dieser Vorgang heißt Interferenz, durch geschickte Wahl der Glassorte und perfekten Dünnschliff lassen sich so Filter herstellen, die nur die gewünschten Wellenlängen passieren lassen. In der Herstellung sind sie natürlich viel aufwändiger als einfache Farbfilter und somit auch teurer. Die besonders engbandigen H-Alpha-Filter für die Sonnenbeobachtung sind häufig kippbar gelagert, sodass die Lichtstrecke im Glas so eingestellt werden kann, dass nur die gewünschte Wellenlänge passieren kann, während alle anderen ausgelöscht werden. Das ist schon deshalb nötig, da die Dicke des Filters sich ändert, wenn er warm wird, und sich damit das Durchlassfenster ändert. Für einige Sonnenfilter gibt es daher Heizungen für die Temperaturkontrolle – nur so kann bei ihnen sicher gestellt werden, dass sie immer nur die H-Alpha-Linie passieren lassen.