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Teleskope: Das Unsichtbare sichtbar machen

Sternentstehungregion in S255
Mit großer Begeisterung vermeldeten am 21. April 2010 die deutschen, amerikanischen und italienischen Partner im Large Binocular Telescope – Projekt (LBT) die Inbetriebnahme der ersten von zwei innovativen Kameras/Spektrografen. Nach mehr als einem Jahrzehnt geprägt durch Entwicklung, Bau und Tests steht das LUCIFER 1 genannte Instrument nun den Astronomen für wissenschaftliche Beobachtungen am Teleskop auf dem Mount Graham in Arizona zur Verfügung. LUCIFER 1 ist ein hervorragendes Werkzeug, um spektakuläre Einblicke in das Universum zu gewinnen – von unserer Milchstraße bis hin zu den am weitesten entfernten Galaxien. Das Instrument wurde von einem Konsortium deutscher Institute gebaut und sein Zwilling soll Anfang 2011 ebenfalls am Teleskop zum Einsatz kommen.

Dank des innovativen Designs von LUCIFER lassen sich zum Beispiel Sternentstehungsregionen, die sich normalerweise in dichten Staubwolken verbergen, in bemerkenswerter Detailschärfe beobachten. Das Instrument bietet zudem eine einmalige Flexibilität durch besondere technische Lösungen. Ein Beispiel ist der einzigartige Roboterarm, der Masken für die Spektroskopie selbst bei den extrem kalten Betriebstemperaturen austauschen kann.

Grenzen überwinden
LUCIFER und sein Zwilling sind in den Brennpunkten der beiden gigantischen 8,4-Meter-Spiegel des LBT montiert. Um Beobachtungen im Nahinfrarot (NIR) durchführen zu können, ist LUCIFER auf –213 Grad Celsius gekühlt. Beobachtungen im Infrarotlicht sind unverzichtbar, um die Entstehung von Planeten und Sternen in unserer Galaxie zu erforschen oder den Geheimnissen der fernsten und jüngsten Galaxien auf die Spur zu kommen.

LUCIFER ist ein bemerkenswertes Mehrzweckinstrument. Es kombiniert ein großes Gesichtsfeld mit hoher Auflösung und bietet drei unterschiedliche Kameras für Bilder und Spektren in verschiedenen Auflösungen, je nach den Beobachtungsanforderungen. Neben seinen herausragenden Eigenschaften für die Aufnahme von Bildern mit gegenwärtig bis zu 18 hochqualitativen Filtern erlaubt LUCIFER die simultane Spektroskopie von etwa zwei Dutzend Objekten im Infraroten durch lasergefertigte Schlitzmasken. Für allerhöchste Flexibilität können diese Masken selbst bei der extrem niedrigen Betriebstemperatur gewechselt werden. Dies geschieht mittels eines hoch entwickelten robotischen Maskenwechslers, der die individuellen Masken aus einem Magazin entnimmt und mit absoluter Präzision in der Brennebene positioniert.

"In Kombination mit der großen Lichtstärke des LBT sind die Astronomen nun in der Lage, die spektralen Fingerabdrücke der schwächsten und am weitesten entfernten Objekte im Kosmos zu sammeln", sagt Richard Green, der Direktor des LBT. "Nach der Fertigstellung der adaptiven Sekundärspiegel des LBT zur Korrektur atmosphärischer Turbulenzen, wird LUCIFER seine volle Leistungsfähigkeit zeigen, indem es Bilder liefern wird, wie man sie bisher nur von weltraumgebundenen Observatorien her kennt."

Geburtsorte der Sterne
»Bereits die ersten LUCIFER-Beobachtungen von Sternentstehungsgebieten geben uns einen Eindruck vom enormen Potential des neuen Instruments«, sagt Thomas Henning, der Vorsitzende der deutschen LBT-Partner.

Ein einzigartiger Erfolg für die deutschen Institute
Die Instrumente wurden durch ein Konsortium von fünf deutschen Instituten gebaut (unter der Leitung des Zentrums für Astronomie Heidelberg (Landessternwarte Heidelberg, LSW) in Zusammenarbeit mit dem Max Planck Institut für Astronomie in Heidelberg (MPIA), dem Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik in Garching (MPE), dem Astronomischen Institut der Ruhr-Universität in Bochum (AIRUB), sowie der Hochschule Mannheim).

Walter Seifert (LSW), Nancy Ageorges (MPE) and Marcus Jütte (AIRUB), waren verantwortlich für die erfolgreiche Inbetriebnahme des Instruments und verbrachten mehr als ein halbes Jahr am LBT für verschiedene Tests und Beobachtungen, um die Kombination aus Teleskop und Instrument effizient zum Arbeiten zu bringen. Holger Mandel, der verantwortliche Wissenschaftler für LUCIFER sagt: "Von Beginn an gab es eine große gemeinsame Begeisterung aufgrund der Aussicht, mit dem Instrument Wissenschaft auf Weltniveau machen zu können. Nun sprechen die Bilder für sich selbst."

Quelle: Max-Planck-Institut für Astronomie

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