VERY LARGE TELESCOPE
Künstlicher Stern schafft klaren Blick
von Stefan Deiters
astronews.com
13. Juni 2007

Um die Störungen durch die Unruhe in der Atmosphäre bei erdgebundenen astronomischen Beobachtungen auszugleichen, verwenden große Teleskope seit einiger Zeit eine sogenannte adaptive Optik. Dazu wird allerdings ein relativ heller Referenzstern in der Nähe des Zielobjekts benötigt, der aber nicht immer vorhanden ist. Deswegen machen sich die Astronomen am Very Large Telescope der ESO den Referenzstern künftig selbst: mit einem starken Laser.

Die wechselwirkenden Galaxien IRAS 09061-1248 aufgenommen mit dem neuen Laser Guide System für die adaptive Optik (oben). Unten eine Aufnahme mit einem Teleskop, das ohne adaptive Optik auskommen musste (aus dem UKIRT-Archiv). Bilder: ESO [Großansicht]

Die Teleskope werden immer größer, doch einem Faktor, der die Bildqualität entscheidend beeinflusst, können sie auf der Erde nicht entgehen: der Unruhe der Erdatmosphäre. Zwar befinden sich die großen Observatorien schon an abgelegenen Orten und in großer Höhe, doch reicht auch dort die Luftunruhe aus, um die Beobachtungen empfindlich zu stören. Als Ausweg bietet sich hier die sogenannte adaptive Optik an, bei der die Störungen der Atmosphäre mit Hilfe verstellbarer Spiegel und ausgefeilter Computerprogramme ausgeglichen werden.

Damit dieses Verfahren allerdings funktioniert, benötigt das System einen Referenzstern in der Nähe des beobachteten Objektes. Dieser ist leider nicht immer vorhanden, weswegen man sich am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) auf dem Paranal in Chile eine Ersatzlösung ausgedacht hat: Man erzeugt mit einem starken Laser einen künstlichen Stern in der Atmosphäre (astronews.com berichtete).

Inzwischen sind zwei der wissenschaftlichen Geräte, die eine adaptive Optik benutzen, mit dem sogenannten Laser Guide Star-System ausgerüstet: Die Infrarotkamera und der Spektrograph NACO sowie der Spectrograph for Integral Field Observation in the Near-Infrared (SINFONI). Beide Geräte haben jetzt unter Verwendung des neuen Systems erste wissenschaftliche Ergebnisse geliefert und damit gezeigt, dass das Konzept eines künstlichen Referenzsterns eine Zukunft hat. "Die einmaligen Ergebnisse unterstreichen eindrucksvoll die Vorteile der Nutzung des Laser Guide Stars mit der adaptiven Optik, da sie mit einem natürlichen Referenzstern gar nicht hätten gemacht werden können", meint auch Norbert Hubin, der die Adaptive-Optik-Gruppe der ESO leitet. "Das ist ein wichtiger Meilenstein für zukünftige Entwicklungen beim Very Large Telescope oder dem geplanten European Extremly Large Telescope."

"Um das Laser Guide Star-System bis an seine Grenzen zu testen haben wir zahlreiche Galaxien beobachtet - von einer Nachbargalaxie bis hin zu Galaxien im jungen Universum", erläutert Markus Kasper von der ESO. Und das neue System enttäuschte nicht: Zu den ersten beobachteten Objekten zählten wechselwirkende Galaxien, deren Bilder so detailreich waren, dass sie sich durchaus mit Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble messen können. In einem Fall war es sogar möglich, die Bewegung der Sterne in zwei verschmelzenden Galaxien zu bestimmen und nachzuweisen, dass es in dem System zwei rotierende Scheiben aus Sternen geben muss, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen.

Auch Beobachtungen von fernen Galaxien mit dem künstlichen Referenzstern überzeugten die Astronomen: "Die Beobachtungen sind schon bemerkenswert und auch aufregend, zeigen sie doch zum ersten Mal detailliert die Verteilung von Sternen und Gas in einer weit entfernten Galaxie und damit in einer Zeit, in der wir die Entstehung von Galaxien verfolgen können, die unserer Milchstraße gleichen," so Kasper. Ähnlich eindrucksvolle Aufnahmen konnten die Astronomen auch von aktiven Galaxien machen.

Doch selbst zur Beobachtung von viel näher gelegenen Objekten kann das neue Laser Guide Star-System eingesetzt werden: So sind etwa Beobachtungen von bestimmten Regionen der Riesenplaneten oder das Studium von Trans-Neptun-Objekten oder Asteroiden denkbar. Das VLT Laser Guide System wurde von der ESO zusammen mit den Max-Planck-Instituten für extraterrestrische Physik in Garching und für Astronomie in Heidelberg entwickelt.