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.
Wenn Sie Ihr Lieblingsmusikstück hören, nehmen Ihre Ohren sehr unterschiedliche Frequenzen auf,
vom tiefsten Grummeln des Basses bis zu den höchsten Höhen.
Stellen Sie sich nun vor, Ihre Ohren wären nur für einen sehr begrenzten Frequenzbereich empfindlich.
Sie würden die meisten guten Dinge verpassen!
Aber das ist im Grunde die Situation, in der sich Astronomen befinden.
Unsere Augen sind nur für einen sehr engen Bereich von Lichtfrequenzen empfindlich:
Sichtbares Licht.
Aber wir sind gegenüber allen anderen Formen elektromagnetischer Strahlung völlig blind.
Es gibt jedoch viele Objekte im Universum, die Strahlung in anderen Teilen des elektromagnetischen Spektrums aussenden.
Zum Beispiel wurde in den 1930er Jahren durch Zufall entdeckt, dass aus den Tiefen des Weltraums auch Radiowellen zu uns kommen.
Einige dieser Wellen haben die gleiche Frequenz wie Ihr Lieblingsradiosender,
aber sie sind viel schwächer und natürlich gibt es nichts zu hören.
Um das Radio-Universum zu belauschen, braucht man eine Art Empfänger:
Ein Radioteleskop.
Für alle außer die längsten Wellen braucht man zum Empfang einfach eine Schüssel.
Ähnlich wie der Hauptspiegel eines optischen Teleskops.
Aber weil Radiowellen so viel länger sind als sichtbare Lichtwellen,
braucht die Oberfläche der Schüssel nicht annähernd so glatt zu sein wie die Oberfläche eines Spiegels.
Aus diesem Grund ist es viel einfacher, ein großes Radioteleskop zu bauen, als ein großes optisches Teleskop.
Außerdem ist es bei Radiowellenlängen viel einfacher, mit Interferometrie zu arbeiten.
Dabei kombiniert man, um den Detailgrad zu erhöhen, das Licht von zwei separaten Teleskopen,
als wären sie Teil eines einzigen, riesigen Spiegels.
Das Very Large Array in New Mexico besteht zum Beispiel
aus 27 separaten Antennen, die jeweils 25 Meter Durchmesser haben.
Jede Antenne kann separat bewegt werden
und in ihrer extremsten Konfiguration entspricht die virtuelle Antenne, die durch das Array simuliert wird, einer Schüssel von 36 Kilometer Durchmesser.
Wie sieht das Universum nun im Radiobereich aus?
Als erstes ist unsere Sonne im Radiobereich sehr hell.
Und auch das Zentrum unserer Milchstraße.
Aber da ist noch mehr.
Pulsare sind sehr dichte Sternleichen, die Radiowellen nur in einem sehr engen Strahl aussenden.
Darüber hinaus rotieren sie mit Geschwindigkeiten von bis zu mehreren hundert Umdrehungen pro Sekunde.
Ein Pulsar sieht also aus wie ein rotierender Radio-Leuchtturm.
Und was wir von Pulsaren sehen, ist eine sehr regelmäßige und schnelle Folge sehr kurzer Funkimpulse.
Daher der Name.
Die als Cassiopeia A bekannte Radioquelle ist tatsächlich der Überrest einer Supernova, die im 17. Jahrhundert explodierte.
Centaurus A, Cygnus A und Virgo A sind riesige Galaxien, die riesige Mengen an Radiowellen aussenden.
Jede Galaxie wird von einem massereichen Schwarzen Loch in ihrer Mitte beherrscht.
Einige dieser Radiogalaxien und Quasare sind so stark
dass ihre Signale noch aus einer Entfernung von 10 Milliarden Lichtjahren detektiert werden können.
Und dann gibt es das schwache, relativ kurzwellige Radiozischen, das das gesamte Universum ausfüllt.
Dies ist bekannt als der kosmische Mikrowellenhintergrund und es ist das Echo des Urknalls.
Das Nachleuchten der heißen Anfänge des Universums.
Jeder Teil des Spektrums hat seine eigene Geschichte zu erzählen.
Bei Millimeter- und Submillimeterwellenlängen
untersuchen Astronomen die Entstehung von Galaxien im frühen Universum
und den Ursprung von Sternen und Planeten in unserer eigenen Milchstraße.
Doch der größte Teil dieser Strahlung wird durch Wasserdampf in unserer Atmosphäre geschluckt.
Um sie zu beobachten, muss man in große Höhen und trockene Gebiete gehen.
Zum Beispiel nach Llano de Chajnantor.
Auf fünf Kilometern über dem Meeresspiegel befindet sich auf dem surrealistischen Plateau im Norden Chiles die Baustelle von ALMA:
Das Atacama Large Millimeter Array.
Nach Fertigstellung im Jahr 2014 wird ALMA das größte astronomische Observatorium überhaupt sein.
64 Antennen mit einem Gewicht von je 100 Tonnen arbeiten zusammen.
Riesige Lastwagen werden sie über ein Gebiet so groß wie London verteilen, um die Schärfe der Bilder zu erhöhen,
oder sie bringen sie nahe zusammen, um eine weiteres Sichtfeld zu haben.
Jede Umgruppierung wird millimetergenau durchgeführt.
Viele Objekte im Universum leuchten auch im Infrarotbereich.
Entdeckt von William Herschel, wird Infrarotstrahlung oft auch „Wärmestrahlung“ genannt,
weil sie von allen relativ warmen Objekten, einschließlich Menschen, ausgestrahlt wird.
Vielleicht kennen Sie die Infrarotstrahlung besser als Sie denken.
Denn auf der Erde wird diese Art von Strahlung von Nachtsichtgeräten und Kameras genutzt.
Aber um das schwache Infrarotlicht von entfernten Objekten einzufangen,
brauchen Astronomen sehr empfindliche Detektoren, die auf wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt herunter gekühlt sind,
um die eigene Wärmestrahlung zu unterdrücken.
Heute sind die meisten großen optischen Teleskope auch mit Infrarotkameras ausgestattet.
Sie ermöglichen es, durch eine kosmische Staubwolke einfach hindurch zu sehen
und zeigen dabei die neugeborenen Sterne im ihrem Inneren — etwas, das im Optischen nicht zu sehen ist.
Nehmen wir zum Beispiel dieses optische Bild der berühmten Sternenkrippe im Orion.
Nun schauen Sie, wie anders das aussieht, wenn man durch die Augen einer Infrarotkamera blickt!
In der Lage zu sein, im Infrarot zu sehen, ist auch sehr hilfreich bei der Untersuchung der entferntesten Galaxien.
Die neugeborenen Sterne in einer jungen Galaxie leuchten sehr hell im Ultravioletten.
Aber dann muss dieses ultraviolette Licht Milliarden von Jahren durch das expandierende Universum reisen.
Die Ausdehnung des Universums dehnt die Lichtwellen so stark, dass sie bei uns
ins nahe Infrarot verschoben ankommen.
Dieses elegante Instrument ist das MAGIC-Teleskop auf La Palma.
Es sucht den Himmel nach kosmischen Gammastrahlen ab, der energiereichsten Form der Strahlung.
Zum unserem Glück werden die tödlichen Gammastrahlen durch die Erdatmosphäre blockiert.
Aber sie hinterlassen Spuren die wir lesen können.
Wenn sie auf die Atmosphäre treffen, produzieren sie Kaskaden energiereicher Teilchen.
Diese wiederum verursachen ein schwaches Leuchten, das MAGIC sehen kann.
Und hier ist das Pierre Auger Observatorium in Argentinien.
Es sieht nicht einmal wie ein Teleskop aus.
Pierre Auger besteht aus 1600 Detektoren, verteilt auf 3000 Quadratkilometern.
Sie fangen die Zerfallsprodukte kosmischer Strahlen von entfernten Supernovae und Schwarzen Löchern ein.
Und was ist mit Neutrinodetektoren, die in tiefen Minen oder unter der Oberfläche des Ozeans oder im antarktischen Eis gebaut wurden?
Kann man die überhaupt noch Teleskope nennen?
Gut, warum nicht?
Schließlich beobachten sie das Universum, auch wenn sie keine Daten aus dem elektromagnetischen Spektrum erfassen.
Neutrinos sind schwer fassbare Teilchen, die in der Sonne und Supernova-Explosionen produziert werden.
Sie wurden sogar beim Urknall selbst produziert.
Im Gegensatz zu anderen Elementarteilchen können Neutrinos normale Materie durchdringen, sich mit beinahe Lichtgeschwindigkeit bewegen und haben keine elektrische Ladung.
Obwohl diese Teilchen schwierig zu untersuchen sind, sind sie reichlich vorhanden.
Jede Sekunde durchdringen Sie mehr als 50 Billionen Elektron-Neutrinos von der Sonne.
Schließlich haben sich Astronomen und Physiker zusammengetan, um Gravitationswellendetektoren zu bauen.
Diese „Teleskope“ beobachten keine Strahlung oder fangen Partikel auf.
Sie messen winzige Wellen in der Struktur der Raumzeit —
ein Konzept, das von Albert Einsteins Relativitätstheorie vorhergesagt wurde.
Mit einer erstaunlichen Vielzahl von Instrumenten haben Astronomen das volle Spektrum der elektromagnetischen Strahlung geöffnet
und haben sich sogar darüber hinaus gewagt.
Aber einige Beobachtungen können einfach nicht vom Boden aus gemacht werden.
Die Antwort?
Weltraumteleskope.