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Eigenschaften des Himmels

Damit ein Ort astronomisch nutzbar ist, muss er bestimmte Bedingungen erfüllen, die den effektiven Einsatz von Teleskopen ermöglichen. Im Folgenden sind die wichtigsten Parameter aufgeführt, die die Qualität des Himmels eines Observatoriums bestimmen. In unserem Fall sind die Werte recht bescheiden, da es sich nur um eine Sternwarte für Hobbyastronomen handelt, sodass die Anzahl der nutzbaren Nächte pro Jahr nicht so wichtig ist wie bei der Planung professioneller Sternwarten; andererseits müssen auch die Höhenbegrenzung der Insel El Hierro und die Lage der zur Verfügung stehenden Grundstücke berücksichtigt werden, um den gewählten Standort zu rechtfertigen. Die geringe Bevölkerungsdichte und die abgelegene Lage der Sternwarte spielen jedoch zu unseren Gunsten, sofern es gelingt, die Zunahme der Lichtverschmutzung einzudämmen, sodass wir derzeit eine Hintergrundhelligkeit des Himmels (Dunkelheitsgrad) haben, die für die Beobachtung günstig ist. Die Daten zu diesen Punkten wurden nicht systematisch erhoben, können jedoch einen ersten Eindruck von der Qualität des Himmels im Gebiet von Las Asomadas auf der Insel El Hierro vermitteln.

Klarer Himmel

Die Nutzung des Observatoriums hängt von der Anzahl der Nächte mit klarem Himmel pro Jahr ab. Unsere Lage auf 1354 Metern Höhe führt dazu, dass wir einen beträchtlichen Teil der Zeit unterhalb der thermischen Inversionsschicht der Atmosphäre liegen, die sich auf den Kanarischen Inseln zwischen 1000 und 2000 Metern befindet. Das bedeutet, dass Nebel oder hohe Wolken keine Seltenheit sind.

Anhand von Daten aus den Jahren 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2020 und 2022 können wir eine Schätzung vornehmen: Etwa 48 % der Nächte im Jahr sind klar, was etwa 175 Nächten von insgesamt 365 entspricht – hauptsächlich zwischen Juni und Oktober.

Nächtliche Dunkelheit

In dieser Tabelle kann man die nächtlichen Dunkelheitsstunden für jeden Tag des aktuellen Monats einsehen; diese hängen von der Mondphase und der betrachteten Uhrzeit ab. In der Spalte „Final“ sind die Tage farblich markiert: • Rot bedeutet, dass der Mond zu mehr als 50 % beleuchtet ist, • Gelb steht für eine Beleuchtung zwischen 25 % und 50 %, • Grün zeigt Tage mit weniger als 25 % Mondbeleuchtung. In der Spalte „Inicio“ sind die Tage markiert, an denen es bereits in den ersten Stunden der Nacht dunkel ist.

  

Hintergrundhelligkeit des Himmels

Die Hintergrundhelligkeit des Himmels charakterisiert die Dunkelheit eines Beobachtungsortes. Sie wird mit einem speziellen Instrument gemessen, dem Sky Quality Meter (SQM) der Firma Unihedron. Ziel ist es, den minimalen Helligkeitswert des Nachthimmels zu bestimmen, bei dem eine Sternsicht noch möglich ist – also den Punkt, an dem sich Sternenlicht und Hintergrundhelligkeit gerade noch unterscheiden lassen. Einheit der Messung • Die verwendete Einheit ist Magnitude pro Quadratbogensekunde (mag/arcsec²). • Sie beschreibt die Helligkeit (Magnitude) in einem kleinen Himmelsausschnitt von 1 Bogensekunde × 1 Bogensekunde je Gebiet.

Messergebnisse • Es wurden 62 Messungen in den Jahren 2021, 2022, 2023 und 2024 durchgeführt. • Ergebnis: Ein durchschnittlicher Wert von 21,53 mag/arcsec² mit einem Fehler von 0,01 mag/arcsec². • Zur Vereinfachung wird dieser Wert auf 21,5 mag/arcsec² gerundet. Dieser Wert zeigt, dass der Himmel am Observatorium Las Asomadas auf El Hierro relativ dunkel ist – ein günstiger Faktor für astronomische Beobachtungen.

Turbulenzen (Seeing)

Die mehr oder weniger turbulenten Bewegungen der atmosphärischen Luftschichten können die Flugbahn der Lichtstrahlung je nach lokaler Topographie verändern und dafür sorgen, dass diese Turbulenzen minimal sind. In der Praxis führt dies einer Verdickung des scheinbaren Durchmessers von Sternen, die aufgrund ihrer Entfernung völlig punktförmig erscheinen sollten; diese scheinbare Größe wird in Bogensekunden mithilfe eines Parameters gemessen, der die Breite der Lichtkurve bei halber Höhe oder FWHM (Full Width at Half Maximum) berechnet.

  

Luftbewegungen beeinflussen die Lichtstrahlen und damit die Bildqualität. Gemessen mit dem Teleskop „Sinot“ und der Kamera „Starlight“.

Durchschnittlicher FWHM-Wert: 2,53", basierend auf 94 Bildern.

Atmosphärische Extinktion

Die Erdatmosphäre wirkt wie ein Filter für Strahlung aus dem Weltall, sodass nur ein Teil der eintreffenden Strahlung die Erdoberfläche erreicht. Der Effekt, bei dem das Licht beim Durchqueren der Atmosphäre an Intensität verliert, wird als Extinktion bezeichnet. Um den Wert dieses Parameters für unser Observatorium zu bestimmen, haben wir eine Messmethode verwendet, die auf den französischen Astronomen Pierre Bouguer aus dem 18. Jahrhundert zurückgeht. Die Methode besteht darin, einen Stern über die gesamte Nacht hinweg zu beobachten (oder mehrere Sterne über einen kurzen Zeitraum) und dabei jeweils die Helligkeit und die Höhe über dem Horizont zu messen. Da die Helligkeit davon abhängt, wie viel Luftmasse das Sternenlicht durchqueren muss – was wiederum von der Höhe abhängt (maximale Dichte am Horizont, minimale am Zenit) – ergibt sich bei einer grafischen Darstellung der Daten eine lineare Beziehung. Die Steigung der Geraden entspricht dem Extinktionskoeffizienten.

Basierend auf Daten von drei Nächten in den Jahren 2021 und 2022. Mittlere Extinktion: 0,269 Magnituden. Messfehler: ±0,067 Magnituden. Gerundeter Wert: 0,27 mag.

Vergleich mit anderen Observatorien

Um die Bedeutung der genannten Parameter besser einordnen zu können, lohnt sich ein Vergleich mit anderen Observatorien: • Cerro Paranal im Atacama-Wüstengebiet in Chile: 2635 m Höhe • Mauna Kea auf Hawaii: 4205 m Höhe • Roque de los Muchachos auf der Kanareninsel La Palma: 2396 m Höhe Unser Observatorium Las Asomadas befindet sich auf 1354 m Höhe, wobei die maximale Höhe der Insel El Hierro bei 1500 m liegt.

Nutznächte pro Jahr Hintergrundhelligkeit (mag/arcsec²) Turbulenzen (arsec) Extinktion (mag)
Cerro Paranal¹ 274 21,7 0,66 0,13
Mauna Kea² 277 21.6 0.64 0.11
Roque de los M.³ 256 21.9 0,70 0.15
Las Asomadas 175 21.5 2,53 0,27

¹ https://www.researchgate.net/publication/47843532_Optical_atmospheric_       extinction_over_Cerro_Paranal/download    https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/astroclimate/site.html        https://arxiv.org/pdf/0801.2270.pdf

² https://www.jstor.org/stable/40679003    https://iopscience.iop.org/article/10.1086/132018/pdf

³ https://www.ing.iac.es/Astronomy/observing/conditions/skybr/skybr.html#meas