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Erster „künstlicher Stern“ am Südhimmel

Neuartige Laserleitstern-Anlage verbessert Beobachtungsmöglichkeiten am Very Large Telescope

In der Atacamawüste Chiles, dem Standort des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO), haben Wissenschaftler einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zur Erforschung feinster Details im Universum erreicht. Es gelang ihnen jetzt erstmalig, einen künstlichen Stern am Himmel der südlichen Hemisphäre zu erzeugen. Dieser künstliche Laserleitstern soll die Adaptiven Optikgeräte des Very Large Telescope mit Referenzlicht versorgen.
Das Teleskop Yepun am Paranal-Observatorium mit der ersten aktiven Laserleitstern-Anlage

Das Teleskop Yepun am Paranal-Observatorium mit der ersten aktiven Laserleitstern-Anlage

Am 28. Januar 2006 um 23:07 Uhr lokaler Zeit in Chile war es so weit: Ein Laserstrahl mit einer Leistung von einigen Watt wurde von Yepun, einem der vier Teleskope des Very Large Telescope VLT, in den Nachthimmel projiziert und erzeugte in einer Höhe von 90 Kilometern einen künstlichen Stern. Fünf Jahre gemeinsamer Arbeit eines Teams von Wissenschaftlern der Max-Planck-Institute für extraterrestrische Physik in Garching und für Astronomie in Heidelberg sowie der Europäischen Südsternwarte ESO fanden an diesem Tag ihren erfolgreichen Abschluss. "Wir erleben damit den Beginn einer neuen Generation von ESO-Teleskopen, die mit Laserleitsternen und Adaptiver Optik ausgestattet sind", so Domenico Bonaccini Calia, Leiter der Laserleitstern-Gruppe der ESO.

Laser schafft Referenzlicht


Herkömmliche Teleskope, die von der Erde aus das Universum betrachten, sind in ihrer Fähigkeit, scharfe Bilder vom Nachthimmel aufzunehmen, durch die "störende" Erdatmosphäre stark eingeschränkt. Eine Adaptive Optik ermöglicht es jedoch, Bilder in einer solchen Schärfe aufzunehmen, als befände sich das Teleskop im Weltraum. Dies erlaubt es den Astronomen, wesentlich feinere Details in ihren Beobachtungsobjekten wie fernen Sonnensystemen zu studieren.

Damit die Adaptive Optik arbeiten kann, benötigt sie ein Referenzsignal, welches von einem hellen Stern nahe dem Beobachtungsobjekt, oder falls ausreichend hell, vom Beobachtungsobjekt selbst stammt. Dadurch wird allerdings der Einsatzbereich der Adaptiven Optik sehr stark eingeschränkt, da in den meisten Fällen keine ausreichend hellen Referenzsterne im Gesichtsfeld zu finden sind. Dieser Mangel lässt sich mit Hilfe eines geeignet starken Lasers überwinden, der an jeder Stelle am Himmel einen Kunststern erzeugen kann. Das Licht dieses Laserleitsterns wird dann letztlich von der Adaptiven Optik zur Bildkorrektur genutzt.


Nun ist nicht jeder Laser dafür geeignet, die in 90 Kilometer Höhe befindliche Natriumschicht zum Leuchten anzuregen. Dies gelang nun mit dem von den beiden Max-Planck-Instituten gebauten PARSEC-Laser, der kontinuierlich Licht mit einer Wellenlänge von 589 Nanometern erzeugt. "Es ist ein sehr erhebendes, ja begeisterndes Gefühl zu sehen, wie präzise und stabil die ganze Nacht über dieser Laser arbeitet", so Ric Davies, der PARSEC Projektleiter.

Optimierungsphase beginnt im Frühjahr


In der zweiten Phase der Inbetriebnahme, die im Frühjahr 2006 beginnt, wird man sich darum kümmern, den Betrieb der gesamten Anlage - Adaptive Optik, Laserleitstern, wissenschaftliche Kamera bzw. Spektrograph - weiter zu optimieren. In dieser zweiten Phase wird auch das am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg gebaute LIDAR-Gerät zur genauen Vermessung der Natriumschicht in der Atmosphäre erstmals eingesetzt. Wird diese zweite Phase ebenfalls erfolgreich abgeschlossen, steht die Laserleiteinrichtung ab Herbst 2006 allen Astronomen zur Verfügung.

Die am VLT gemachten Erfahrungen beim Betrieb eines künstlichen Laserleitsterns sind von essentieller Bedeutung für das Design von Teleskopen der nächsten Generation mit Spiegeln von 30 bis 60 Metern im Durchmesser. Die Laserleitstern-Anlage wurde entwickelt und gebaut vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München (MPE), dem Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (MPIA) und der Europäischen Südsternwarte (ESO).
(MPG, 24.02.2006 - NPO)
 
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