Abenteuer Astronomie

… oder ein Sonnenkraftwerk: Ein israelischer Astronomiedoktorant hat einen verwegenen Plan für ein gigantisches optisches Interferometer entwickelt, dessen riesige Spiegel tagsüber zur Energieerzeugung oder Hochtemperaturvernichtung von Müll eingesetzt werden könnten, um die Anlage zu finanzieren. Dabei geht es nicht um ein Interferometer im »üblichen« Sinne, bei dem das Licht, das einzelne Teleskope einfangen, wellenlängengenau zusammengeführt werden muss: Diese Amplituden- oder Michelson-Interferometrie ist eine mechanisch sehr anspruchsvolle Aufgabe. Vielmehr möchte Aviv Ofir eine ein halbes Jahrhundert alte Technik wiederbeleben, die nach ersten Erfolgen von der Amplitudeninterferometrie zumindest aus der Astronomie völlig verdrängt worden ist: die Intensitäts-Interferometrie nach Hanbury Brown. Dabei wird an den Einzelteleskopen unabängig die fluktuierende Intensität der Strahlung eines Himmelsobjekts aufgezeichnet und später nach Korrelationen der Intensitätsschwankungen gesucht.

Wie man vielleicht nicht unbedingt direkt einsieht aber in ein paar Zeilen vorrechnen kann, variiert das korrelierte Signal als Funktion des Abstands der Teleskope (je kleiner, je stärker) – und man kann daraus z.B. auf den Winkelabstand zwischen zwei Objekten oder ihren Durchmesser schliessen. Diese Entdeckung von 1949 legte die Fundamente für die Quantenoptik und half zunächst der aufkeimenden Radioastronomie bei der Steigerung der Winkelauflösung. Aber auch im sichtbaren Licht funktioniert es: Ein Stellarinterferometer in Australien hat tatsächlich mit dieser Methode 1965-72 die Durchmesser von 32 Sternen auf Millibogensekunden genau gemessen, was damals noch mit keiner anderen Technik möglich war. Die mechanischen Anforderungen sind um viele Größenordnungen geringer als bei der Amplitudeninterferometrie, und es ist keinerlei Verbindung der Teleskope untereinander nötig: Man kann die Korrelation der aufgezeichneten Intensitätssignale irgendwann und irgendwo durchführen, was bei der Michelson-Interferometrie nur im Radiobereich möglich ist. Und ein weiterer Vorteil: Die Luftunruhe stört nicht, weil – vereinfacht gesagt – keine langen Wellenzüge sondern nur Photonenpakete zusammengebracht werden müssen.

Doch der große; Nachteil der »klassischen« Intensitätsinterferometrie ist die extrem geringe Empfindlichkeit: Trotz zweimal 30 Quadratmetern Lichtsammelfläche konnte das australische Instrument nur Sterne bis +2,5m untersuchen. Ofir jedoch hat ein Intensitätsinterferometer mit zahlreichen Spiegeln und hoher Redundanz erdacht, das die Empfindlichkeit über hundertfach steigern können sollte. Bis zur 14. Sterngrösse würde nach seinen Berechnungen ein Instrument aus 100 Elementen à 100 m Durchmesser vordringen, und zahlreiche spannende astronomische Anwendungen könnten damit angegangen werden, wobei inbesondere auch die Erzeugung echter zweidimensionaler Bilder möglich sein sollte. Da die mechanischen Anforderungen so gering sind, könnte ein entsprechendes Instrument mit heutiger Technik gebaut werden, aber kosten würde es natürlich schon: daher Ofirs Idee, die Anlage – die vom Design her mit dem als Cherenkov-Teleskop genutzten Sonnenkraftwerk STACEE vergleichbar wäre – nachts für bahnbrechende Astronomie und tags im wahrsten Wortsinne gewinnbringend als Sonnenofen einzusetzen, sei es zur Energiegewinnung oder eben zur Müllverbrennung …