Das ist der Hubblecast!
Nachrichten und Bilder vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA.
Mit unserem Gastgeber Doktor J, alias Dr. Joe Liske, reisen wir durch Zeit und Raum.
Willkommen zu dieser dritten Spezialfolge des Hubblecast, der das Internationale Jahr der Astronomie 2009 feiert.
In der letzten Folge haben wir gesehen, wie Astronomen immer größere Spiegel verwenden, um immer weiter in den Weltraum zu schauen.
Das heutige Thema ist der Fortschritt der Technologie in den siebziger und achtziger Jahren, der die Astronomie wirklich revolutioniert hat.
So wie moderne Autos nicht mehr wie eine Daimler Motorkutsche aussehen,
so unterscheiden sich heutige Teleskope radikal von ihren klassischen Vorgängern, wie dem Fünf-Meter-Hale-Teleskop.
Zum einen sind ihre Montierungen viel kleiner.
Die klassische Methode der Aufhängung ist die parallaktische Montierung, wobei eine der Achsen immer parallel zur Erdachse montiert ist.
Um die Bewegung des Himmels zu kompensieren, muss sich das Teleskop einfach um diese Achse mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, mit der sich die Erde dreht.
Einfach, aber platzraubend.
Die heutigen azimutalen Montierungen sind viel kompakter.
Mit einer solchen Montierung wird das Teleskop wie eine Kanone ausgerichtet.
Man wählt einfach Richtung und Höhe und los geht's.
Das Problem ist, der Bewegung des Himmels zu folgen.
Das Teleskop muss sich um beide Achsen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
Im Wesentlichen wurde dies erst möglich, nachdem Teleskope eine Computergesteuerung erhielten.
Eine kleinere Montierung ist billiger zu bauen.
Außerdem passt sie in eine kleinere Kuppel, was die Kosten noch weiter senkt und die Bildqualität verbessert.
Nehmen wir zum Beispiel die Zwillings-Keck-Teleskope auf Hawaii.
Obwohl ihre 10-Meter-Spiegel doppelt so groß sind wie die des Hale-Teleskops,
passen sie dennoch in kleinere Kuppeln als die auf Mount Palomar.
Teleskopspiegel haben sich ebenfalls weiterentwickelt.
Sie waren früher dick und schwer.
Heute sind sie dünn und leicht.
Spiegelschalen, die viele Meter Durchmesser haben können, werden in riesigen Drehöfen gegossen.
Und sie sind weniger als 20 Zentimeter dick.
Eine komplizierte Stützstruktur verhindert, dass der dünne Spiegel aufgrund seines Eigengewichts reißt.
Computergesteuerte Kolben und Stellantriebe tragen ebenfalls dazu bei, den Spiegel in perfekter Form zu halten.
Dieses System wird als aktive Optik bezeichnet.
Die Idee besteht darin, Verformungen des Hauptspiegels durch Schwerkraft, Wind oder Temperaturänderungen auszugleichen und zu korrigieren.
Und ein dünner Spiegel wiegt auch viel weniger.
Dies bedeutet, dass die gesamte Stützstruktur, einschließlich der Montierung, auch viel dünner und leichter sein kann.
Und billiger!
Hier ist das 3,6-Meter New Technology Telescope, das von europäischen Astronomen Ende der 1980er Jahre gebaut wurde.
Es diente als Testumgebung für viele der neuen Technologien im Teleskopbau.
Und sogar sein Gebäude hat nichts mehr mit einer herkömmlichen Teleskopkuppel zu tun.
Das New Technology Telescope war ein großer Erfolg.
Es war Zeit, die Sechs-Meter-Grenze zu knacken.
Das Mauna Kea Observatorium liegt auf dem höchsten Punkt des Pazifiks, 4200 Meter über dem Meeresspiegel.
An den Stränden von Hawaii genießen Touristen die Sonne und die Wellen.
Aber hoch über ihnen kämpfen die Astronomen mit frostigen Temperaturen und der Höhenkrankheit, während sie die Geheimnisse des Universums erforschen.
Die Keck-Teleskope gehören zu den größten der Welt.
Ihre Spiegel haben 10 Meter Durchmesser und sind hauchdünn.
Wie ein Badezimmerboden bestehen sie aus 36 hexagonalen Kacheln, die jeweils auf Nanometer genau gesteuert werden.
Dies sind wahre Giganten zur Beobachtung des Himmels. Die Kathedralen der Wissenschaft.
Einbruch der Nacht auf Mauna Kea.
Die Keck-Teleskope fangen an, Photonen aus den fernen Regionen des Kosmos zu sammeln.
Ihre Zwillingsspiegel zusammengenommen sind größer als alle früheren Teleskope zusammen.
Was wird ihr heutiger Fang sein?
Ein Paar kollidierender Galaxien, Milliarden von Lichtjahren entfernt?
Ein sterbender Stern, der seinen letzten Atemzug in einen planetarischen Nebel haucht?
Oder vielleicht ein extrasolarer Planet, der Leben tragen könnte?
Auf dem Cerro Paranal in der chilenischen Atacamawüste — dem trockensten Ort der Erde — finden wir mit Abstand die größte jemals gebaute Astronomiemaschine:
das europäische Very Large Telescope.
Das VLT besteht aus vier zusammenschaltbaren Einzelteleskopen. Jedes hat einen 8,2-Meter-Spiegel.
Antu. Kueyen. Melipal. Yepun.
Einheimische Mapuche-Namen für die Sonne, den Mond, das Kreuz des Südens und die Venus.
Die riesigen Spiegel wurden in Deutschland gegossen, in Frankreich poliert, nach Chile verschifft und dann langsam durch die Wüste transportiert.
Bei Sonnenuntergang öffnen sich die Teleskopgebäude.
Sternenlicht fällt auf die VLT-Spiegel.
Neue Entdeckungen werden gemacht.
Ein Laser durchbohrt den Nachthimmel.
Er projiziert einen künstlichen Stern in die Atmosphäre, 90 Kilometer über unseren Köpfen.
Wellenfrontsensoren messen, wie das Bild des Sterns durch die atmosphärischen Turbulenzen verzerrt wird.
Dann melden schnelle Computer einem flexiblen Spiegel, wie er sich selbst verformen muss, um die Verzerrung zu korrigieren.
Quasi um die Sterne zu entfunkeln.
Dies wird adaptive Optik genannt und ist der große Zaubertrick der heutigen Astronomie.
Ohne sie wäre unser Blick auf das Universum durch die Atmosphäre immer verschwommen.
Aber damit werden unsere Bilder gestochen scharf.
Der andere optische Zaubertrick ist als Interferometrie bekannt.
Die Idee besteht darin, das Licht von zwei separaten Teleskopen zu nehmen und es in einem einzigen Punkt zusammenzuführen, während die relativen Verschiebungen zwischen den Lichtwellen erhalten bleiben.
Wenn das genau genug gemacht wird, dann wirken die beiden Teleskope so, als wären sie Teil eines einzigen großen Spiegels, so groß wie der Abstand zwischen ihnen.
Die Interferometrie verleiht also unserem Teleskop wahre Adleraugen.
Es ermöglicht kleineren Teleskopen eine Detailgenauigkeit, die sonst nur mit einem viel größeren Teleskop möglich wäre.
Die beiden Keck-Teleskope am Mauna Kea werden regelmäßig zum Interferometer zusammengeschlossen.
Beim VLT können alle vier Teleskope zusammenarbeiten.
Zusätzlich können mehrere kleinere Hilfsteleskope hinzugenommen werden, um die Bildschärfe noch weiter zu steigern.
Andere große Teleskope können auf der ganzen Welt gefunden werden.
Subaru und Gemini North auf dem Mauna Kea.
Gemini South und die Magellan Teleskope in Chile.
Das Large Binocular Telescope in Arizona.
Sie alle sind an den besten verfügbaren Standorten postiert. Hoch und trocken, klar und dunkel.
Ihre Augen sind so groß wie Swimming Pools.
Alle sind mit adaptiver Optik ausgestattet, um den Unschärfen der Atmosphäre entgegenzuwirken.
Und manchmal können sie dank der Interferometrie die Auflösung eines virtuellen Ungetüms haben.
Und hier ist, was sie uns gezeigt haben.
Planeten.
Nebel.
Die tatsächlichen Größen – und gequetschte Formen – einiger Sterne.
Einen kühlen Planeten, der einen braunen Zwerg umkreist.
Und Riesensterne die um den Kern unserer Milchstraße wirblen, beherrscht von der Schwerkraft eines supermassereichen Schwarzen Lochs.
Seit Galileis Tagen sind wir weit gekommen.
Vielen Dank, dass Sie mich auf dieser dritten Folge der Sonderserie begleitet haben.
Das nächste Mal werden wir sehen, wie Astronomen im Laufe der Jahre Licht erfasst und gemessen haben, von Handzeichnungen bis zu elektronischen Detektoren.
Ich bin Dr. J und sage auf Wiedersehen vom Hubblecast.
Wieder einmal hat uns die Natur über unsere wildeste Vorstellungskraft hinaus überrascht.