PUFFINS
Auf den Spuren des intergalaktischen Staubs
Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
astronews.com
23. Oktober 2026

Ein kleines Teleskop namens PUFFINS soll ab Beginn des kommenden Jahrzehnts aus einer erdnahen Umlaufbahn etwa 70 Sterne beobachten, um herauszufinden, wie ihr Licht auf seinem Weg zur Erde durch interstellaren Staub verändert wurde. Außerdem wird PUFFINS auch extrasolare Planeten im Ultravioletten ins Visier nehmen.

Das PUFFINS-Teleskop vor einer Infrarotaufnahme des Zentrums unserer Milchstraße durch das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA. Bild: SFL Missions Inc. / PUFFINS Team (Teleskop) & NASA / JPL-Caltech / S. Stolovy (Spitzer Science Center / Caltech; Milchstraße) [Großansicht]

"PUFFINS wird uns dabei helfen, den Staub zwischen den Sternen zu verstehen", erläutert Sreejith Aickara Gopinathan vom Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der Mitglied im wissenschaftlichen Kernteam und Co-Investigator von PUFFINS ist. Das Verständnis dieser winzigen Körner ist laut Sreejith unerlässlich, um ein vollständiges Bild davon zu bekommen, wie sich interstellarer Staub im Laufe der Zeit entwickelt und zu den Bausteinen neuer Sterne und Planeten wird.

Die Auswirkungen des interstellaren Staubs sind in nahezu allen Bereichen der Astrophysik spürbar, obwohl er nur etwa ein Prozent der sichtbaren Masse der Milchstraße ausmacht. Durch die Beobachtung von Sternen in unterschiedlichen Entfernungen und Umgebungen – nahegelegene Sternentstehungsgebiete, Reflexionsnebel und sogar unsere nächsten extragalaktischen Nachbarn, die Magellanschen Wolken – wird die Mission eine detaillierte Karte erstellen, die zeigt, wie sich der interstellare Staub am Himmel verändert.

PUFFINS (die Abkürzung steht für "Polarimetry in the Ultraviolet to Find Features in INterStellar dust") bedient sich der Polarimetrie als Messmethode. Die Polarisation beschreibt in der Physik die Richtung, in der eine Transversalwelle – wie die Lichtwelle – schwingt. Beispiele aus dem Alltag für die Nutzung von Polarimetrie sind 3D-Brillen im Kino und Sonnenbrillen. Polarimetrie kommt aber auch bei der Müllsortierung oder Krebserkennung zum Einsatz, da verschiedene Materialien bzw. gesundes und krankhaft verändertes Gewebe die Polarisation des Lichts unterschiedlich beeinflussen.

"Durch die Messung der Polarisation des Lichts wird PUFFINS neue Erkenntnisse darüber liefern, woraus die kleinsten interstellaren Staubkörner bestehen und wie sie sich in einigen der extremsten Umgebungen unserer Galaxie verhalten", erläutert Ramya Anche von der University of Arizona, die als Principal Investigator die Mission leitet. Die Polarimetrie nutzt die Tatsache, dass sich interstellare Staubkörner - ähnlich wie eine Kompassnadel - am Magnetfeld der Galaxie ausrichten und so zu einem Polarisationsfilter für das Sternenlicht werden, das durch sie hindurchgeht.

Das Herzstück von PUFFINS ist ein spezielles Teleskop mit einem Durchmesser von nur 24 cm, das ultraviolettes Licht von fernen Sternen einfängt. UV-Polarimetrie ist eine Technologie, die seit fast drei Jahrzehnten nicht mehr im Weltraum eingesetzt wurde. PUFFINS kann die kleinsten Korngrößen untersuchen, die für optische und Infrarot-Teleskope unsichtbar sind. "Der Messbereich ist kleiner als etwa 50 Nanometer, das entspricht ungefähr der Größe eines Erkältungsvirus", sagt Ambily Suresh, Wissenschaftlerin bei Silicon Austria Labs und Mitglied im PUFFINS-Wissenschaftsteam.

Neben seinem primären Forschungsziel – der Untersuchung des interstellaren Mediums – kann PUFFINS auch die Atmosphären von Exoplaneten, also von Planeten, die andere Sterne als die Sonne umkreisen, charakterisieren. Messungen im ultravioletten Wellenlängenbereich liefern wertvolle Informationen über die oberen Schichten der Exoplaneten-Atmosphären. Die meisten Beobachtungen von Exoplaneten erfolgen im sichtbaren und/oder infraroten Wellenlängenbereich. Diese können Aufschluss über die Größe, Temperatur, atmosphärische Zusammensetzung und das Klima eines Planeten geben.

UV-Messungen liefern ergänzende Erkenntnisse: Sie ermöglichen es, die energetische Umgebung eines Planeten und – unter günstigen Umständen – auch die ausgedehnte obere Atmosphäre zu untersuchen, in der sogenannte Atmosphärenflucht stattfindet. Bei Planeten, die ihren Stern nahe umlaufen, kann intensive Sternstrahlung die obere Atmosphäre aufheizen, die sich daraufhin ausdehnt und unter den richtigen Bedingungen ins All entweicht. Über Millionen oder Milliarden von Jahren hinweg kann dieser Prozess die Atmosphäre und möglicherweise auch die Entwicklung des Planeten selbst erheblich verändern.

"Im ultravioletten Bereich können wir einige der dynamischsten Prozesse beobachten, die in der Atmosphäre eines Exoplaneten ablaufen. Der Verlust von Atmosphäre stellt eine Verbindung zwischen dem, was wir heute beobachten, und der langfristigen Entwicklung eines Planeten her", so Luca Fossati, Mitglied im PUFFINS-Wissenschaftsteam sowie stellvertretender Direktor und Gruppenleiter am IWF Graz. Das IWF hat bereits umfangreiche Erfahrungen auf diesem Gebiet durch Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Kleinsatelliten Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) der NASA gesammelt, an dem das IWF maßgeblich beteiligt war und der im Juli 2026 in der Erdatmosphäre verglüht ist und damit seine nominelle Missionsdauer von 6 Monaten um beinahe fünf Jahre überschritten hat. "Jede neue Beobachtungsmöglichkeit im Ultraviolettbereich ist für die Exoplanetenforschung äußerst wertvoll. Wir benötigen Beobachtungen vieler verschiedener Planetensysteme, um zu verstehen, wie sich exoplanetare Atmosphären entwickeln", ergänzt Fossati. Der Start von PUFFINS ist bereits für 2030 vorgesehen.