Beobachtungen durch Singlet-Refraktoren

[OviAstro]

Beobachtungsbericht: Eine Nacht mit dem „Großen Ovidiani-Refraktor“ – 4. Mai

Datum: 4. Mai 2026
Zeit: 20:00 – 23:10 EEST
Ort: Corunca, Rumänien
Instrument: Selbstgebauter Refraktor, 46 mm Öffnung, 4130 mm Brennweite (f/89,7) – Replik eines Refraktors aus dem 17. Jahrhundert
Beobachter: Ovidiu Catalin

Ich freue mich außerordentlich, die Ergebnisse der gestrigen Beobachtungsnacht zu teilen. Ich hatte das Privileg, meine neueste Eigenkonstruktion zu testen – einen Refraktor mit einer enormen Brennweite von 4100 mm (4,1 Meter) und einer vergleichsweise kleinen freien Öffnung von 46 mm.
Ich nenne dieses Instrument gerne den „rumänischen Cassini“. Das Objektiv gehört zu den besten Linsen, die ich je gefertigt habe, streng nach den Schleif- und Poliertechniken des 17. Jahrhunderts, wie sie von Meistern wie Christiaan Huygens und Giuseppe Campani angewendet wurden. Aufgrund des extremen Öffnungsverhältnisses von f/89 ist die chromatische Aberration nahezu vollständig unterdrückt, obwohl es sich um eine einfache Einzellinse (Singlet) handelt. Die gelieferten Bilder waren schlicht spektakulär – eine „Beast-Mode“-Leistung für eine so kleine Öffnung.
Die Atmosphäre war relativ stabil, sodass ich die Vergrößerung erhöhen und die Auflösungsgrenzen dieses außergewöhnlich langen Teleskops ausloten konnte.

Planetenbeobachtung: Jupiter
Mein Hauptziel des Abends war Jupiter. Trotz des abnehmenden scheinbaren Durchmessers des Planeten mit wachsender Entfernung von der Opposition lieferte das hohe Öffnungsverhältnis einen beeindruckenden Kontrast.
Bei 129× (32-mm-Okular): Ich verwendete ein Standard-Okular mit 32 mm Brennweite, was eine Vergrößerung von 129× ergab. Das Bild war scharf und für die kleine Austrittspupille erstaunlich hell. Sofort konnte ich den Großen Roten Fleck (GRF) erkennen. Diese historische jovianische Sturmstruktur durch eine selbstgefertigte 46-mm-Linse, auf Papier poliert, zu sehen, ist ein unbeschreibliches Erlebnis.
Bei 165× (25-mm-Kellner): Mit einem 25-mm-Kellner-Okular erhöhte ich die Vergrößerung auf 165×. Der Große Rote Fleck blieb klar sichtbar, und die Detailstruktur innerhalb der äquatorialen Hauptbänder verbesserte sich deutlich. Das Fehlen von Farbfehlern führte zu einem außergewöhnlich klaren Kontrast zwischen dunklen Bändern und helleren Zonen.


Doppelstern-Beobachtungen auf höchstem Niveau
Anschließend richtete ich das Teleskop auf Doppelsterne mit hohem Kontrast. In diesem Bereich zeigen langbrennweitige, unobstruierte Systeme ihre wahre Stärke. Die Auflösungsleistung war makellos und zeigte lehrbuchmäßige, perfekt runde Airy-Scheibchen mit feinen Beugungsringen.
Castor (α Geminorum): Vollständig getrennt. Ein wunderschöner Anblick, bei dem beide Komponenten A und B als brillante blaue Punkte erschienen, die Begleitkomponente leicht bläulich – ein sehr schöner Kontrast.

Algieba (γ Leonis): Ein beeindruckender Farbkontrast war sichtbar. Die Hauptkomponente erschien deutlich golden, während die sekundäre einen tieferen rötlich-orangen Farbton zeigte. Sie waren klar getrennt und extrem scharf.
Porrima (γ Virginis): Sauber getrennt. Diese beiden nahezu identischen weißen Sterne wirkten wie zwei Perlen, klar voneinander getrennt.

Die Herausforderung der Nacht: Izar (ε Boötis)
Um die 46-mm-Linse bis an ihre theoretische Grenze zu testen, wählte ich den notorisch schwierigen Doppelstern Izar, oft „Pulcherrima“ (die Schönste) genannt, aufgrund seines markanten Farbkontrasts. Mit einer Helligkeitsdifferenz von 2,6 Magnituden und einer Trennung von etwa 2,9 Bogensekunden stellt er einen anspruchsvollen Test für eine 46-mm-Öffnung dar.
Bei 165× (25-mm-Plössl): Ich verwendete ein 25-mm-Plössl-Okular. Dies war die Beobachtung des Abends. Nachdem sich mein Auge angepasst hatte und ich Momente perfekten Seeings abgewartet hatte, konnte ich die winzige, bläuliche Begleitkomponente erkennen, die direkt am Rand des Airy-Scheibchens des hellen Hauptsterns erschien. Sie befand sich an der absoluten Sichtbarkeitsgrenze und erforderte höchste Konzentration – aber sie war eindeutig vorhanden.


Fazit
Diese Beobachtungsnacht beweist, dass Öffnung nicht alles ist. Durch die Anwendung der Langbrennweiten-Philosophie des 17. Jahrhunderts habe ich ein spezialisiertes Instrument geschaffen, das nahezu farbfehlerfreie und kontrastreiche Bilder liefert. Den Großen Roten Fleck auf Jupiter zu sehen und einen schwierigen Doppelstern wie Izar mit nur 46 mm Öffnung zu trennen, ist ein klarer Beweis für die Leistungsfähigkeit großer Öffnungsverhältnisse und präziser optischer Fertigung.

 

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Beobachtungsprotokoll vom 5. Mai 2026 der Simplet-Objektive (Design des 17. Jahrhunderts)
Zeit: 20:30 – 22:40 Seeing 5/5, geringe Transparenz


Verwendete Instrumente:

1. Refraktor mit symmetrischem bikonvexem Simplet-Objektiv, Durchmesser 52 mm, Brennweite 3400 mm (auf Filz poliert). Bekannte Fehler: zentrale Aufwölbung und abgefallener Rand (TDE – turned down edge). Abgeblendet auf nutzbare Öffnungen von 36 mm und 34 mm. Das Ronchi-Profil ist jenem des Objektivs ähnlich, das von Christiaan Huygens zur Entdeckung des Saturnmondes Titan verwendet wurde (das historische Objektiv hatte eine Brennweite von 3367 mm und wurde bei Öffnungen zwischen 36 mm und 31 mm betrieben).
2. Refraktor mit symmetrischem bikonvexem Simplet-Objektiv, Durchmesser 52 mm, Brennweite 3340 mm (auf Papier poliert). Abgeblendet auf eine nutzbare Öffnung von 45 mm. Das Ronchi-Profil ist dem ersten Objektiv deutlich überlegen und qualitativ vergleichbar mit den Campani-Linsen aus der Willach-Sammlung.

Atmosphärische Bedingungen: außergewöhnliches Seeing, bewertet mit 5/5.


Beobachtungen mit Linse 1 (Brennweite 3400 mm, auf Filz poliert):


Ich begann den Abend mit der 52-mm-Linse mit 3,4 m Brennweite, deren Ronchi-Profil dem des Objektivs ähnelt, mit dem Christiaan Huygens den Titan entdeckte. Die Brennweiten dieser Linsen sind sehr ähnlich; beide arbeiten optimal bei einem Durchmesser von 35–36 mm. Die originale Huygens-Linse hatte 3367 mm Brennweite und wurde bei einer Öffnung zwischen 31 und 36 mm verwendet.

Venus: Beobachtet mit Metalltubus, abgeblendet auf 36 mm. Bei 68× (Huygens-Okular 50 mm) war die Phase des Planeten sehr klar definiert. Aufgrund nicht vollständig unterdrückter Randfehler war die Planetenscheibe von einem dünnen weißlichen Halo umgeben, der den visuellen Kontrast jedoch nicht wesentlich beeinträchtigte. Die chromatische Aberration blieb auf einem extrem niedrigen Niveau. Eine Reduktion der Öffnung auf 34 mm eliminierte zonale Fehler vollständig und führte zu einem deutlich klareren Bild mit hohem Kontrast; die chromatische Aberration verschwand praktisch vollständig.
Bei 85× (Plössl-Okular 40 mm) blieb das Bild stabil und zeigte bestimmte Kontrastzonen („Details“) auf der Venusscheibe. Diese Beobachtungen bestätigen praktisch die visuellen Artefakte, die von Astronomen des 17. Jahrhunderts wie Giovanni Domenico Cassini und Francesco Bianchini beschrieben wurden: Rest-Sphärenfehler, Chromatismus und planetare Irradiation erzeugen optische Illusionen und erklären fehlerhafte historische Beobachtungen. Selbst Rauchglasfilter konnten diesen durch Helligkeit induzierten Halo nicht vollständig eliminieren – im Gegenteil, der Effekt wurde mit neutralen Rauchglasfiltern oft noch sichtbarer. Solche Phänomene können leicht zu der Annahme führen, Venus besitze veränderliche Wolkenstrukturen, obwohl es sich tatsächlich um instrumentelle und atmosphärische Artefakte handelt.

Jupiter: Beobachtet bei 36 mm Öffnung. Die äquatorialen Bänder waren klar und deutlich sichtbar. Bei 68× entsprach der Kontrast nahezu dem eines apochromatischen Objektivs, ohne störenden Chromatismus. Bei 85× blieb die Bildschärfe erhalten, und auch die Polarregionen waren von den äquatorialen Zonen unterscheidbar. Dies demonstriert die hohe Leistungsfähigkeit dieser Linse bei kleiner Öffnung und bestätigt die Wirksamkeit starker Abblendung zur Maskierung peripherer Aberrationen.


Beobachtungen mit Linse 2 (Brennweite 3340 mm, auf Papier poliert):


Durch die sichtbar verbesserte optische Qualität infolge der Politur auf Papier mit trockenem CeO₂ konnte das Objektiv optimal bei einer größeren Öffnung von 45 mm betrieben werden.

Jupiter: Spektakuläre, kontrastreiche Bilder. Bei 133× (25-mm-Okular) und 167× (Plössl 20 mm) wurde die Planetenscheibe dunkler, behielt jedoch eine ausgezeichnete Auflösung („Schärfe“). Dank Seeing 5/5 konnten bei 167× deutlich Wellenstrukturen im südlichen Äquatorialband erkannt werden (invertiert dargestellt, bedingt durch das Fehlen eines Zenitspiegels).

Algieba: Bei 167× vollständig getrennt. Die Airy-Scheiben waren perfekt kreisförmig, groß im scheinbaren Gesichtsfeld und zeigten eine ausgeprägte gelbliche Farbdominanz.
Castor: Beobachtet bei 133× und 167×. Die Darstellung zeigte den hohen Kontrast des Instruments. Größe und Definition der Airy-Scheiben bestätigen die Eignung langbrennweitiger Objektive für helle Doppelsterne. Der Begleiter erschien schwach bläulich mit perfekt kreisförmiger Beugungsscheibe.
Mizar: Mühelos getrennt. Die bläulichen Komponenten zeigten klar definierte Beugungsscheiben – ein ästhetisch außergewöhnlicher Anblick, der selbst durch achromatische Refraktoren kaum erreicht wird.
Eta Cassiopeiae: Die Detektion des Begleiters erforderte eine Reduktion der Vergrößerung zur Vermeidung starker Helligkeitsverluste. Der Begleiter war indirekt bei 66× und grenzwertig bei 83× sichtbar.
Porrima: Bemerkenswerte Beobachtung bei 167×. Das System wurde hervorragend getrennt, mit einem Abstand deutlich größer als ein klassischer „hair split“. Der Begleiter lag am Rand des Beugungsrings des Primärsterns; die scheinbare Größe der Komponenten war beeindruckend, mit ästhetisch perfekten Airy-Scheiben.

In keinem noch so guten achromatischen Refraktor habe ich derart eindrucksvolle Beugungsbilder bei Doppelsternen gesehen wie durch diese Simplet-Linsen.


Betriebliche Aspekte:
Diese langbrennweitigen Refraktoren sind ausschließlich für helle Doppelsternsysteme geeignet (theoretische Grenzgröße etwa Magnitude 4 für sinnvolle Direktbeobachtung). Die Ausstattung mit einem Sucherfernrohr ist strukturell nicht möglich, da die konstante Durchbiegung des Haupttubus die Kollimation der optischen Achsen wiederholt zerstört. Die astronomische Ausrichtung erfolgt daher ausschließlich rudimentär, weshalb die Zentrierung der Objekte Okulare mit geringer Vergrößerung (große Brennweiten, bis maximal 40 mm) erfordert.

Jupiter-Simulation durch ein 3340-mm-Teleskop, Brennweite 45 mm, Öffnung bei 133-facher Vergrößerung, 25-mm-Kelner-Okular

 

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Beobachtungen mit einem 1,1 m langen Einzelrefraktor bei 25 mm Öffnung

Ich ging kurz vor dem Aufziehen der Wolken nach draußen, um Jupiter mit dem kleinen Refraktor (1 m Brennweite, 25 mm Öffnung) zu beobachten.
Der Gesamtdurchmesser der Linsen mit 1,1 m und 1 m Brennweite beträgt 47 mm, die nutzbare Öffnung 25 mm. Die polierten Bilder auf dem Papier waren hervorragend.

Jupiter erscheint bei 40-facher Vergrößerung (25-mm-Kellner-Okular) extrem klein – winzig –, doch die Äquatorialbänder sind bei einer effektiven Öffnung von 25 mm sichtbar.

Bei einer Blendenöffnung von 28 mm verbessert sich die Sicht mit einem dunklen Gelbfilter leicht, allerdings wird chromatische Aberration als schwacher weißlicher Schleier um die Planetenscheibe sichtbar. Diese kurzbrennweitigen Einzelrefraktoren sind sehr empfindlich gegenüber chromatischer Aberration.

Bei einer 25-mm-Öffnung mit einem dunkelgelben Filter und 60-facher Vergrößerung (17-mm-Plössl-Okular) erscheint Jupiter etwas größer und schärfer. Ich war überrascht, die Polarregionen sogar ohne Filter erkennen zu können.

Bei 100-facher Vergrößerung mit einem 10-mm-Plössl-Okular erscheint Jupiter größer, doch ohne Filter ist das Bild bei 28 mm Öffnung recht schlecht. Die chromatische Aberration ist bei 28 mm Öffnung deutlich sichtbar, vergleichbar mit der Beobachtung durch einen achromatischen Refraktor mit f/8–f/6.

Mit einem dunkelgelben Filter Nr. 15 erhöhte sich der Kontrast jedoch deutlich, und die Polarregionen wurden klar abgegrenzt.

Bei einer 28-mm-Öffnung mit dem Gelbfilter und 100-facher Vergrößerung ist das Bild eher schlecht: Die chromatische Aberration zeigt sich als weißlicher Halo um Jupiter (seine Farbe wird durch das gelbe Glas gefiltert), und der Detailgrad bleibt im Wesentlichen gleich, ohne weitere Verbesserung.

Bei 25 mm Brennweite sieht es bei 100-facher Vergrößerung anders aus. Porrima hat deutlich eine Achterform, Castor ebenfalls, die beiden Komponenten sind klar als Acht erkennbar, und auch Algieba zeigt dasselbe, wobei der Begleiter aus der Hauptkomponente hervortritt. Jupiter ist bei 100-facher Vergrößerung mit dem GSO Dark #15 Gelbfilter ebenfalls sehr gut zu sehen, wobei die Wolkenbänder und die Polarregion sichtbar sind.

 

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Dies ist das auf 3,3 m verlängerte Rohr für die 3340 mm Brennweite und den 45 mm Durchmesser. Auch der Große Rote Fleck war sichtbar – eine äußerst interessante Beobachtung.

Dies beweist außerdem, dass Cassini ihn mit seinem von Campani gebauten, 3,7 m langen Teleskop beobachtet hat.

Zitat aus „Giuseppe Campani – Ein außergewöhnliches Genie“ von Silvio Bedini:
Ende April 1662 hatte Giuseppe seine ersten erfolgreichen Teleskope gebaut. Das erste Teleskop schenkte er Bartoli als Dank für dessen Unterstützung und Ermutigung. Das Instrument war mit vier Linsen ausgestattet und maß 10 römische Palmen (2,2 Meter) in der Länge.
Bei Beobachtungen während dieser Gelegenheit entdeckte Cassini die Schatten der Jupitermonde. Campani schenkte ihm daraufhin ein von ihm gefertigtes, ausgezeichnetes Teleskop mit einer Brennweite von 17 Palmen (3,5 Metern). Cassini nahm es später auf seine Reise in die Toskana mit und brachte es auch nach seinem Umzug nach Paris mit. Mit diesem Instrument entdeckte Cassini im Juli 1665 die permanenten Flecken des Jupiters (GRS). Weitere Beobachtungen dieser Flecken ermöglichten es ihm, die Rotationsdauer des Jupiters um seine Achse zu bestimmen, die er auf 9 Stunden und 56 Minuten festlegte. Diese Messung war für seine Zeit hervorragend, denn die tatsächliche Rotationsdauer, abhängig von der geografischen Breite der Jupiteroberfläche relativ zum Äquator, liegt seither zwischen 9 Stunden und 50 Minuten und 9 Stunden und 56 Minuten. Campani kam Colberts Drängen nach und fertigte eine Objektivlinse mit einer Brennweite von 34 Fuß an, wofür er 1000 Eçus erhielt. Mithilfe dieser Campani-Linsen entdeckte Cassini zwei neue Saturnmonde: Wie wir sehen werden, fand er den ersten im Oktober 1671 mit der 17-Palmen-Linse (3,5 m) und den zweiten im Dezember 1672 mit der 34-Fuß-Linse (11 m). Drei Jahre später, 1675, entdeckte er die Unterteilung des Saturnrings, der heute seinen Namen trägt. Während dieser Zeit gelang es Cassini auch, von den Gärten der Abtei Saint-Martin-des-Champs aus Beobachtungen durchzuführen, die später das Conservatoire des Arts et Métiers beherbergten.

Das Bild unten zeigt Giuseppe Campani, eine Illustration, in der er Cassinis Entdeckung der Schatten der Jupitermonde verkündet (1664).
Nachfolgend sind Zeichnungen des Jupiter mit einer großen roten Wassersäule abgebildet, die Cassini 1671 mit dem 17 römischen Palmen (3,5 m) großen Campani-Teleskop an der Pariser Sternwarte anfertigte.