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Fantastische Ergebnisse mit LUCI
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Heidelberg
astronews.com
26. April 2016
Zehn Jahre lang wurde entwickelt, nun ist das Instrument
LUCI am Large Binocular Telescope fast einsatzbereit: Die ersten
Testbeobachtungen lieferten "fantastische Ergebnisse". Mit LUCI können Spektren
und Bilder im Infraroten gewonnen werden, die in der Qualität sogar die
Aufnahmen mit dem Weltraumteleskop Hubble übertreffen.
Ein aus mehreren Aufnahmen zusammengesetztes
Bild des planetarischen Nebels NGC 6543.
Bild:
Landessternwarte Königstuhl [Großansicht] |
Nach zehnjähriger Entwicklungs- und Bauzeit ist ein neues Universalgerät für
astronomische Beobachtungen am größten Einzelteleskop der Welt, dem Large
Binocular Telescope in den USA, in seiner endgültigen Ausbaustufe zu einem
erfolgreichen Testeinsatz gekommen. Das hochkomplexe Instrument mit der
Bezeichnung LUCI erlaubt es, Bilder und Spektren im Infraroten mit
herausragender Qualität aufzunehmen.
Entwickelt wurde es von Wissenschaftlern des Zentrums für Astronomie der
Universität Heidelberg (ZAH) gemeinsam mit Kollegen des Max-Planck-Instituts
für Astronomie in Heidelberg und des Max-Planck-Instituts für
Extraterrestrische Physik in Garching. In den kommenden Wochen folgen weitere
Kalibrationen des Messsystems. Anschließend wird LUCI im allgemeinen
Beobachtungsbetrieb der Forschung zur Verfügung stehen. Die damit gewonnenen
Daten sollen Einblicke in die "Kinderstube" von Sternen bieten oder
möglicherweise auch die Beobachtung von Planeten erlauben, die um ferne Sterne
kreisen.
Das Large Binocular Telescope (LBT) auf dem rund 3.200 Meter hohen
Mount Graham in Arizona umfasst als Hauptelemente zwei Spiegel mit einem
Durchmesser von jeweils 8,4 Metern, die auf einer gemeinsamen Montierung sitzen.
Das LBT erreicht so das Lichtsammelvermögen eines Zwölf-Meter-Teleskops und ist
damit das derzeit größte Einzelteleskop der Welt.
Um sein Potential optimal nutzen zu können, entwickeln Astrophysiker und
Ingenieure spezielle Messinstrumente, zu denen auch LUCI gehört; die Abkürzung
steht für "Large Binocular Telescope Near-infrared Utility with Camera and
Integral Field". Das Universalgerät kann sowohl Infrarot-Bilder einer
Himmelsregion aufnehmen, als auch das Licht einzelner Objekte spektral zerlegen,
wie Dr. Walter Seifert erläutert. Der Wissenschaftler von der Landessternwarte
Königstuhl, die zum ZAH gehört, hat an der Entwicklung von LUCI von Beginn an
maßgeblich mitgewirkt.
Die Forscher sind davon ausgegangen, dass das LBT weitaus schärfere Bilder
liefern müsste als das Weltraumteleskop Hubble. Das war lange Zeit
jedoch nicht der Fall, denn durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre, die auch für
das Funkeln der Sterne verantwortlich sind, werden die Bilder von Sternen und
Galaxien erheblich "verschmiert". Eine neue Technologie mit einem
Sekundärspiegel, eine sogenannte Adaptive Optik, ermöglicht es jedoch, diesen
Effekt am Large Binocular Telescope weitgehend auszugleichen.
Bereits vor fünf Jahren lieferte das LBT erste superscharfe Aufnahmen mit einer
Testkamera. Neu ist nun, dass diese Qualität auch mit der komplexen Messmaschine
LUCI erreicht wird, obwohl das Licht der Objekte erst zahlreiche Linsen und
Spiegel passieren muss, ehe der Detektor das Signal aus dem Kosmos registriert.
Die gesamte Optik befindet sich dabei in einem sogenannten Kryostaten, der die
Komponenten von LUCI auf minus 200 Grad Celsius kühlt.
"Dies ist notwendig, um störende infrarote Wärmestrahlung der verschiedenen
Bauteile zu vermeiden, die das extrem schwache Infrarotlicht der untersuchten
astronomischen Objekte sonst überstrahlen würde", erläutert Prof. Dr. Jochen
Heidt von der Landessternwarte Königstuhl. Der Heidelberger Astronom hat die
jüngsten Testbeobachtungen durchgeführt, die nach seinen Worten "fantastische
Ergebnisse" geliefert haben. Danach sind die optischen Komponenten perfekt
konzipiert und eingestellt. "Sie liefern im Infrarot-Bereich definitiv bessere
Ergebnisse als Hubble", unterstreicht Heidt.
LUCI besteht aus zwei speziellen Kameras, die für infrarote Direktaufnahmen des
Himmels und der Spektroskopie astronomischer Objekte eingesetzt werden. Eine
dritte Kamera wurde für die Aufnahme von besonders scharfen Bildern konzipiert
und kommt in Kombination mit dem adaptiven Teleskop-Sekundärspiegel des LBT nun
erstmals zum Einsatz. Sie nutzt die volle optische Auflösung des Teleskops.
Eine herausragende Besonderheit von LUCI sind nach Angaben von Heidt die zehn
festen und bis zu 23 austauschbaren Masken, die für die Langspalt- und
Multi-Objekt-Spektroskopie eingesetzt werden. Diese am Max-Planck-Institut für
Extraterrestrische Physik entwickelte Technologie macht es möglich, bis zu zwei
Dutzend Objekte gleichzeitig zu beobachten. Dabei können die Masken auch bei
einer tiefen Arbeitstemperatur ohne mehrtägige Aufwärm- und Abkühlphase des
gesamten LUCI-Instruments ausgetauscht werden.
Nach den abschließenden Kalibrationen des Messsystems wird LUCI unter anderem
bei Untersuchungen weit entfernter Galaxien zum Einsatz kommen, deren Licht
durch die kosmische Rotverschiebung im infraroten Spektralbereich zu finden ist.
LUCI soll auch Einblicke in die Geburtsstätten von Sternen ermöglichen, die von
intergalaktischem Staub eingehüllt sind, den nur infrarotes Licht durchdringen
kann. Die Wissenschaftler erhoffen sich außerdem neue Erkenntnisse zur
Entstehung von Planeten, die ferne Sterne umkreisen.
An der Entwicklung und dem Bau von LUCI haben neben den Experten der
Landessternwarte Königstuhl und der beiden Max-Planck-Institute weitere Partner
mitgewirkt. Dies sind Wissenschaftler der Hochschule Mannheim und des
Astronomischen Instituts der Ruhr-Universität Bochum. Das LUCI-Projekt wurde vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung als Verbundforschungsprojekt
finanziell gefördert.
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