Abenteuer Astronomie

Der Trend ist eindeutig: Man nehme ein existierendes Teleskop der 3m- bis 8m-Klasse und statte es mit einer riesigen Astrokamera mit 60 bis über 100 CCDs aus, um gleichzeitig Bilder von einem Quadratgrad oder noch mehr aufnehmen zu können – was dann wiederum neue Möglichkeiten eröffnet, in absehbarer Zeit zu neuen kosmologischen Einsichten zu gelangen. Drei derartige Instrumente haben in diesen Wochen ihr »First Light« erlebt und können bald den regulären Betrieb aufnehmen: die »Hyper Suprime-Cam« (HSC, First Light am 28. August) am Subaru-Teleskop auf dem Mauna Kea auf Hawaii mit 8,2m Durchmesser, die »Dark Energy Camera« (DEC, First Light am 12. September) am Blanco-Teleskop auf dem Cerro Tololo in Chile (4m) und der »One Degree Imager« (ODI, Testbilder gemacht) am WIYN-Teleskop auf dem Kitt Peak in den USA (3,5m). Von der Pixelzahl her liegt derzeit noch die HSC vorn: 870 Millionen, verteilt auf 116 einzelne CCDs. Das Gesichtsfeld ist nun mit 1,5° Durchmesser siebenmal so groß wie beim bisherigen Arbeitspferd Suprime-Cam, und ein aufwändiger Weitwinkelkorrektor sorgt für eine durchgängige Bildqualität von besser als 0,2″. Die neue Kamera, die im August installiert wurde, ist allerdings auch 3m groß und hat eine Masse von 3t.

Mit 570 Millionen Pixeln auf 62 CCDs ist die DEC kaum kleiner, die sich nun der Dark Energy Survey widmen wird: Bis zum Jahr 2018 soll sie über 5000 Quadratgrad des Himmels ablichten, darauf 300 Millionen Galaxien und 4000 ferne Supernovae. Zwar kann die DEC wegen des nur halb so großen Teleskops nicht so »tief« ins Universum schauen wie die HSC, dafür stehen für das gewaltige Beobachtungsprogramm aber mehr Nächte zur Verfügung. Das Hauptziel beider Kameras ist die genaue Bestimmung des »Weak Lensing«, des sehr schwachen aber allgegenwärtigen Gravitationslinseneffekts von Vordergrundmassen auf weiter entfernte Galaxien, deren Bilder ganz leicht verzerrt werden: Dieser bereits vor Jahren nachgewiesene Effekt wird nun erstmals systematisch angewandt, um die Verteilung der Dunklen Materie und die Expansionsgeschichte des Alls zu vermessen. Und weil er so schwach ist, wird dies – so hofft man jedenfalls bei beiden Projekten – mit der statistischen Analyse von Millionen von Galaxien mit hoher Aussagekraft gelingen.

Die dritte Kamera ODI wird es im Endausbau sogar auf über eine Milliarde Pixel auf 64 CCDs bringen, wird aber schon jetzt mit einem kleineren Chip-Mosaik getestet. Dieses Instrument soll für eine ganze Reihe von Forschungsprojekten eingesetzt werden, freilich auch wieder überwiegend kosmologischer Natur.

Daniel Fischer