Wie weit sieht man mit dem besten Teleskop?

Wie weit sieht das beste Teleskop? Eine Frage, die auf den ersten Blick einfach erscheint, entpuppt sich bei genauerer Betrachtung als komplex. Die Antwort lässt sich nicht mit einer einzigen Zahl, beispielsweise „x Lichtjahre, zufriedenstellend beantworten. Denn die „Sichtweite eines Teleskops hängt von mehreren entscheidenden Faktoren ab, die weit über die bloße Größe des Instruments hinausgehen.

Die Größe des Teleskops, genauer gesagt der Durchmesser seines Spiegels oder Objektivs, ist natürlich ein wichtiger Faktor. Ein größerer Spiegel sammelt mehr Licht, wodurch schwächere und damit weiter entfernte Objekte sichtbar werden. Das Extremely Large Telescope (ELT), derzeit im Bau, wird mit seinem 39-Meter-Spiegel einen enormen Lichtfang erzielen und somit Objekte beobachten können, die für kleinere Teleskope unerreichbar sind. Doch selbst das ELT wird an Grenzen stoßen, die nicht durch die Technik, sondern durch die Natur gesetzt sind.

Ein entscheidender Punkt ist die Wellenlänge des beobachteten Lichts. Das menschliche Auge ist auf den sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums beschränkt. Teleskope hingegen können auch im Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgen- und Radiobereich beobachten. Das James Webb Space Telescope (JWST), das im Infrarotbereich arbeitet, blickt tatsächlich am weitesten in die Vergangenheit, indem es die schwache Infrarotstrahlung von extrem weit entfernten Galaxien detektiert. Diese Galaxien sind Milliarden von Lichtjahren entfernt und ihr Licht hat Milliarden von Jahren gebraucht, um uns zu erreichen. Wir sehen sie also so, wie sie Milliarden Jahre in der Vergangenheit aussahen. Das bedeutet aber nicht, dass das JWST eine größere Entfernung sieht als ein erdgebundenes Teleskop im sichtbaren Licht; es sieht vielmehr Objekte, die aufgrund ihrer Infrarotstrahlung und der Entfernung für Teleskope im sichtbaren Licht unsichtbar wären.

Die atmosphärischen Bedingungen spielen ebenfalls eine enorme Rolle. Erdgebundene Teleskope müssen mit der Erdatmosphäre kämpfen, die das Licht streut und verzerrt (Seeing). Das führt zu unscharfen Bildern und limitiert die Auflösung. Um diesen Effekt zu minimieren, werden Teleskope oft auf hohen Bergen mit dünner Atmosphäre aufgestellt, und adaptive Optik-Systeme korrigieren die atmosphärischen Störungen in Echtzeit. Weltraumteleskope wie das Hubble- oder das JWST sind von dieser atmosphärischen Beeinträchtigung gänzlich befreit und erreichen daher eine deutlich höhere Auflösung.

Letztendlich ist die Sichtweite eines Teleskops weniger eine Frage der direkten Entfernung und mehr eine Frage der Auflösung und Empfindlichkeit. Ein Teleskop kann ein Objekt nur dann beobachten, wenn es genügend Licht von diesem Objekt sammelt, um ein detektierbares Signal zu erzeugen. Diese Grenze wird durch die Entfernung, die Helligkeit des Objekts, die Wellenlänge des Lichts und die Empfindlichkeit des Detektors bestimmt. Das JWST kann zwar Galaxien Milliarden von Lichtjahren entfernt beobachten, aber das bedeutet nicht, dass es jedes Objekt in dieser Entfernung sehen kann. Es kann nur Objekte detektieren, die genügend Infrarotstrahlung emittieren und deren Signal stark genug ist, um über das Rauschen des Detektors herauszuragen. Die Sichtweite ist also letztlich eine komplexe Funktion vieler Parameter, und eine einfache Zahlenangabe greift zu kurz.