Interview zu Riesenteleskop "Wir suchen nach den ältesten Sternen"

Mit einem gigantischen 100-Meter-Teleskop wollen europäische Forscher der Astronomie neue Dimensionen erschließen. SPIEGEL ONLINE sprach mit dem britischen Experten Gerry Gilmore über die Suche nach den ersten Sternen, bewohnbare Planeten und die Schwenkbarkeit von Riesenspiegeln.


Das "Very Large Telescope" der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist noch nicht fertig, da denken die Astronomen bereits über ein weit größeres Riesenteleskop nach. Bei einem Treffen an diesem Freitag in London wollen zwei europäische Projekte - im Bild ein Entwurf für das "Overwhelmingly Large Telescope" der ESO - ihre Kräfte vereinigen. Ziel ist ein "Extremely Large Telescope" (ELT) mit einem Spiegel von 100 Meter Durchmesser. Der Astronom Gerry Gilmore von der britischen University of Cambridge ist Vorsitzender des Organisationsgremiums für das ELT.
ESO

Das "Very Large Telescope" der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist noch nicht fertig, da denken die Astronomen bereits über ein weit größeres Riesenteleskop nach. Bei einem Treffen an diesem Freitag in London wollen zwei europäische Projekte - im Bild ein Entwurf für das "Overwhelmingly Large Telescope" der ESO - ihre Kräfte vereinigen. Ziel ist ein "Extremely Large Telescope" (ELT) mit einem Spiegel von 100 Meter Durchmesser. Der Astronom Gerry Gilmore von der britischen University of Cambridge ist Vorsitzender des Organisationsgremiums für das ELT.

SPIEGEL ONLINE:

Herr Gilmore, gemeinsam mit Kollegen arbeiten Sie an den Plänen für ein optisches 100-Meter-Teleskop, das "Extremely Large Telescope" (ELT). Wie lässt sich ein Spiegel dieser Größe überhaupt bauen?

Gerry Gilmore: Stückweise. Die derzeit größten Teleskope haben Spiegel mit bis zu zehn Meter Durchmesser. Einige davon bestehen aus einem Stück, andere aus einzelnen Segmenten mit jeweils etwa einem Meter Durchmesser. Mit dieser Segment-Technologie lassen sich auch erheblich größere Teleskope realisieren.

SPIEGEL ONLINE: Wie groß sollen diese einzelnen Segmente sein?

Gilmore: Ein bis zwei Meter. Dafür gibt es einen Grund: Für ein 100-Meter-Teleskop brauchen wir ungefähr 10.000 solcher Einzelspiegel - bei dieser Größenordnung lohnt sich eine industrielle Produktionsweise. Und diese ist die einzige Möglichkeit, ein derartiges Teleskop überhaupt bezahlbar zu machen. Mit der bislang üblichen Einzelfertigung der Spiegel in Handarbeit wäre es unerschwinglich.

SPIEGEL ONLINE: Wo könnte ein solches Riesenteleskop errichtet werden?

Gilmore: Das ist noch nicht entschieden. Gegenwärtig sind vier bis fünf Standorte in der Diskussion. Wichtige Kriterien sind eine hohe Lage, geringe Luftfeuchtigkeit, wenig Wind und kaum seismische Aktivität. Die Plätze, die in Frage kommen könnten, befinden sich auf La Palma, Hawaii, in Nordchile und in Zentralasien. Sie werden derzeit sorgfältig geprüft.

SPIEGEL ONLINE: Der Blick solcher Bodenobservatorien wird von Turbulenzen in der Atmosphäre gestört. Können Sie diese bei einem derart großen Teleskop mit existierenden Technologien beseitigen?

Mit 10-Meter-Spiegeln derzeit Weltspitze: Das Zwillingsteleskop Keck auf Hawaii (mit einem Laser, der als Referenz für die adaptive Optik dient)
Adam Contos / W.M. Keck Observatory

Mit 10-Meter-Spiegeln derzeit Weltspitze: Das Zwillingsteleskop Keck auf Hawaii (mit einem Laser, der als Referenz für die adaptive Optik dient)

Gilmore: Das ist neben der kostengünstigen Produktion tatsächlich die andere große Herausforderung. Lösen wollen wir das Problem mit der so genannten adaptiven Optik, die sich allerdings noch in einem frühen Stadium befindet. Gegenwärtig arbeiten Wissenschaftler in Deutschland, Italien, Großbritannien und Frankreich daran, sie zu einer zuverlässigen, einsatzfähigen Technologie weiter zu entwickeln.

SPIEGEL ONLINE: Im Zusammenhang mit Riesenteleskopen ist häufig sogar von einer "multikonjugierten adaptiven Optik" die Rede. Was ist damit gemeint?

Gilmore: Das Prinzip der adaptiven Optik besteht darin, die von der Atmosphäre verursachten Verzerrungen des Bildes etwa tausendmal pro Sekunde durch entsprechende Verformungen des Spiegels auszugleichen. Wenn Sie Ergebnisse erzielen wollen, als befände sich das Teleskop im luftleeren Weltraum, dürfen Sie die Atmosphäre aber nicht als einen einheitlichen Block betrachten - tatsächlich besteht sie aus mehreren Schichten. Hinter dem unschönen Ausdruck "multikonjugierte adaptive Optik“ verbirgt sich eine Technik, die diese Schichtung mit Hilfe eines Computermodells berücksichtigt.

SPIEGEL ONLINE: Lässt sich ein so großes Teleskop noch beliebig schwenken?

Gilmore: Ja, damit gibt es keine Probleme. In der Nähe von Bonn steht ein schwenkbares Radioteleskop mit etwa 100 Metern Durchmesser. Ein optischer Spiegel in der Größe ist zwar schwerer, stellt aber keine unlösbare Aufgabe dar. Fußballstadien haben bewegliche Dächer, die größer sind.

SPIEGEL ONLINE: Was leistet so ein bodengestütztes Teleskop, das sich mit Weltraumteleskopen nicht erreichen lässt?

Gilmore: Zunächst einmal müssen im Orbit stationierte Teleskope auf eine Raketenspitze passen. Das derzeit größte Weltraumteleskop Hubble hat einen Spiegel mit etwas mehr als zwei Metern Durchmesser, und auch sein Nachfolger, der in etwa zehn Jahren in Betrieb gehen soll, wird kleiner sein als die größten heutigen Bodenteleskope. Außerdem ist es unglaublich teuer, solche Geräte in die Umlaufbahn zu befördern: Das Hubble-Nachfolgemodell wird ungefähr doppelt so viel kosten wie das bodengestützte 100-Meter-Teleskop. Und schließlich produzieren Weltraumteleskope zwar großartige und wissenschaftlich bedeutsame Bilder, aber sie zeigen uns nur, wie die entfernten Objekte aussehen. Um zu untersuchen, woraus sie bestehen, müssen wir ihr Licht in ein Spektrum zerlegen. Die dafür nötige Lichtmenge können wir nur mit großen Teleskopen am Boden sammeln.

SPIEGEL ONLINE: An was für Beobachtungen denken Sie da?

Gilmore: Eine der zentralen Aufgaben eines 100-Meter-Teleskops betrifft die Suche nach erdähnlichen Planeten in anderen Sternsystemen. Da solche Trabanten sehr schwach leuchten, müssen wir sehr viel Licht von ihnen einfangen. Außerdem brauchen wir extrem starke Vergrößerungen, um sie von ihren Muttergestirnen unterscheiden zu können.

SPIEGEL ONLINE: Gibt es noch weitere Gründe für die Errichtung eines Riesenteleskops?

Gilmore: Wir möchten mit so einem Teleskop die ersten Sterne entdecken, die sich im Universum gebildet haben. Hierfür müssen wir Sterne in den ungefähr 20 verschiedenen Galaxientypen beobachten. Die ältesten Exemplare erwarten wir dabei in den großen elliptischen Galaxien. Wir können berechnen, wie hell diese Sterne sind und was für Teleskope wir brauchen, um sie zu untersuchen: Demnach sind Spiegeldurchmesser von 60 bis 70 Metern erforderlich. Es gibt also gute wissenschaftliche Gründe, so große Geräte zu bauen. Es geht nicht nur darum, neue technische Rekorde aufzustellen.

SPIEGEL ONLINE: Wie viel kostet ein 100-Meter-Teleskop?

Gilmore: Ungefähr eine Milliarde Euro.

Das Interview führte Hans-Arthur Marsiske.



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