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Planetarische Nebel in 3D

Astronomie: interaktive Weltraumansichten für Planetarien und Forschung
Planetarische Nebel in 3D

Planetarische Nebel in 3D
Nebel in 3D: Aufnahme des Butterfly Nebula M2–9 im Planetarium der Fachhochschule Flensburg Bild: Universität Stuttgart/Visualisierungsinstitut, Universität Braunschweig/Institut für Computergraphik, Planetarium FH Flensburg
Forscher der Technischen Universität Braunschweig und der Universität Stuttgart haben gemeinsam ein Programm entwickelt, das aus einer Teleskopaufnahme eines planetarischen Nebels ein interaktives 3D-Modell rekonstruiert.

Ein Sternenleben dauert mitunter mehrere Milliarden Jahre. Sterne, die der Größe unserer Sonne entsprechen, stoßen danach eine Hülle aus Gas und Plasma ab. Es bilden sich farbenprächtige, formschöne, teils leuchtende Wolken – sogenannte planetarische Nebel. Ihr faszinierendes Aussehen macht sie für Astronomen sowie für ein breites Publikum interessant, gern werden sie in Planetarien und Dokumentationen präsentiert.

Bisher waren Bilder dieser Nebel nur in 2D zu sehen. Doch vor drei Jahren entwickelte ein Forscherteam der Technischen Universität Braunschweig einen Algorithmus, der aus einem einzelnen Teleskopbild ein 3D-Modell rekonstruierte. Sie nutzten die optischen und symmetrischen Eigenschaften der Nebel, um fehlende Informationen aus anderen Perspektiven zu ersetzen. Mit anderen Worten: durch eine virtuelle Computertomographie wurde ein interaktives Objekt erzeugt. Da astronomische Nebel nicht exakt spiegelgleich sind, wurden anschließend Details entsprechend der Fotos angepasst. „Mit der Methode konnten erstmals wissenschaftlich fundierte 3D-Bilder erstellt werden, allerdings waren sie hinsichtlich ihrer Größe und Qualität noch nicht geeignet für großflächige Abbildungen“, erklärt Marcus Magnor, Professor am Institut für Computergraphik der TU Braunschweig.
Jetzt wurde in Kooperation mit der Universität Stuttgart und dem Astrophysiker Wolfgang Steffen von der Universidad Nacional Autónoma de México ein neues Verfahren entwickelt, welches die Darstellung und Auflösung der rekonstruierten Nebel enorm verbessert. Daniel Weiskopf, Professor am Visualisierungsinstitut, ist zufrieden mit dem Ergebnis: „Die Auflösung der 3D-Modelle konnte substanziell gesteigert werden und erreicht damit nahezu die Qualität der zu Grunde liegenden Teleskopbilder.“
Einer Präsentation in modernen digitalen Planetarien steht nun nichts mehr im Wege. Das Planetarium Flensburg hat bereits Interesse gezeigt. Inzwischen integriert Evans & Sutherland, eine amerikanische Herstellerfirma für Planetarien-Technik, die dreidimensionalen Nebel in ihre Software. Damit werden sie demnächst für Planetarien weltweit verfügbar sein.
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