Square Kilometer Array, E-ELT etc.: Forscher planen Astronomie des 21. Jahrhunderts

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Astronomische Projekte werden immer größer, während die Welt zusammenwächst: Aus dem Osten Australiens brauche er nach England ungefähr so lange wie in den Westen des fünften Kontinents zu einem Standort des Radioteleskops SKA (Square Kilometer Array), erklärte der Astronom Brian Schmidt auf dem EuroScience Open Forum in Manchester. Schmidt stellte das Projekt als Beispiel für wissenschaftliche Forschung im 21. Jahrhundert vor. Ungestört von menschlichen Einflüssen und irdischen Radioquellen soll das SKA Frequenzen von 50 bis 350 MHz (Antennen in Australien) und den Bereich von 350 MHz bis 24 GHz (Antennen in Südafrika) abdecken.

Unzugängliche Wissenschaft

Astronomen seien es aber gewöhnt, dass sie ihre Teleskope und Detektoren an entlegenen Orten der Erde aufstellen müssen, ergänzte der Wissenschaftsjournalist Anil Ananthaswamy. Er zeigte eindrucksvolle Bilder, etwa von einer Anlage in Minnesota, die 800 Meter unter der Erdoberfläche in einem stillgelegten Bergwerk mit einem tiefgekühlten Detektor dunkle Materie direkt nachweisen soll, oder vom Start eines Heliumballons, der 40 Kilometer über der Antarktis nach Antimaterie sucht. Auch den SKA-Standort in Südafrika hat er besucht – und war von Kapstadt aus zehn Stunden unterwegs.

Schmidt, der 2011 für die Entdeckung der dunklen Energie mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet worden, verwies darauf, dass die wissenschaftliche Forschung mit der Astronomie begonnen hat. Mehr als 17.000 Jahre alte Malereien aus der Höhle von Lascaux, die neben einem Stier die Plejaden zeigen, seien ebenso wie Erzählungen der australischen Aborigines ein Beleg dafür. Viele neue Fragen haben sich seitdem ergeben, denen das SKA auf den Grund gehen soll. So erhofft sich Schmidt etwa Aufschlüsse über das "dunkle Zeitalter" des Universums, das sich von ungefähr 50 bis 500 Millionen Jahre nach dem Urknall erstreckt. Wie konnten schon in dieser frühen Epoche die supermassiven Schwarzen Löcher entstehen?

Suche nach Außerirdischen

Andere Fragen sind alt, an erster Stelle die nach möglichem Leben außerhalb der Erde, insbesondere intelligentem Leben. Das SKA könne Fernsehsignale aus den zehn nächsten Sternsystemen empfangen, sagte Schmidt. Ein in unsere Richtung zielendes Flugzeugradar würde es sogar in den 10.000 nächstgelegenen Sternsystemen wahrnehmen. Der Astronom fügte hinzu, dass er nicht ernsthaft damit rechne, demnächst extraterrestrische TV-Sendungen zu sehen. Dennoch fiel auf, dass die Suche nach Signalen außerirdischer Intelligenz im Zusammenhang mit solchen Großprojekten mittlerweile ohne Augenzwinkern als wesentlicher Bestandteil des wissenschaftlichen Programms genannt wird.

Bevor interstellare Kontakte geknüpft werden, bringt die astronomische Forschung aber zunächst einmal die Menschen auf der Erde näher zusammen. Schmidt erinnerte daran, dass die chinesisch-australischen Beziehungen 1963 durch einen Besuch des australischen Astronomen Chris Christiansen in China angeknüpft worden seien. Heute, so seine Hoffnung, könne Wissenschaft die mit dem Ausstieg Großbritanniens aus der EU verbunden Turbulenzen abschwächen und generell internationale Beziehungen voranbringen. Zum SKA-Konsortium gehörten derzeit zehn Länder, viele weitere seien aber an einer Mitarbeit interessiert.

Internationale Kooperation

Diese internationale Zusammenarbeit soll im Rahmen einer zwischenstaatlichen Organisation geregelt werden, die im kommenden September gebildet werden soll, erklärte der wissenschaftliche Leiter des SKA, Robert Braun. Der veranschaulichte außerdem auch das Datenaufkommen des Radioobservatoriums: Der Fluss an Rohdaten dort werde demnach höher als der des gesamten heutigen Internets weltweit, der Fluss aufbereiteter Daten ins Archiv zehnmal so groß wie bei beim Teilchenbeschleuniger CERN.

Das war in gewisser Weise auch ein Kommentar zu einer Bemerkung von Schmidt, die in der Diskussion mehrfach aufgegriffen wurde: Die Erforschung des Universums und der Elementarteilchen sei interessant, aber Regierungen finanzierten die Forschung, weil sie sie für nützlich hielten. Einer dieser Nutzen liegt sicherlich darin, dass die Technologie für den Umgang mit großen Datenmengen vorangetrieben wird. Andererseits wurden etwa die LIGO-Detektoren in den USA, mit denen Anfang dieses Jahres erstmals Gravitationswellen nachgewiesen werden konnten, in Louisiana und Washington errichtet, weil diese Bundesstaaten das nötige Geld bereitgestellt hatten.

Für die ganz großen Observatorien ist das kein gangbarer Weg. So kam für das European Extremely Large Telescope (E-ELT) nur Nordchile in Frage, neben der Antarktis der trockenste Ort der Welt. 25 Kilometer vom Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) entfernt, soll das Observatorium auf dem Gipfel des Armazones errichtet werden. Dort, erklärte ESO-Wissenschaftsdirektor Rob Ivison, könne mit 360 klaren Nächten pro Jahr gerechnet und daher der aus 798 Segmenten bestehende, 39 Meter durchmessende Primärspiegel optimal genutzt werden. Diese Spiegelfläche, so Ivison, sei größer als die aller großen Observatorien zusammen.

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Das European Extremely Large Telescope (21 Bilder)

Der Betriebsbeginn für die Riesenanlage ist für 2024 geplant. Dann könnte es möglich sein, nicht nur die Umgebung um das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße noch detaillierter zu beobachten, sondern auch extrasolare Planeten direkt abzubilden, ihre Atmosphäre spektroskopisch zu untersuchen – und vielleicht die Frage zu beantworten, ob wir allein im All sind.

Um sich mit den ganz großen Fragen zu beschäftigen, muss man sich eben manchmal sehr weit zurückziehen. Das ist letztlich nichts Neues: So zeigte Ananthaswamy auch ein Bild des indischen Hanle Observatory, das im Himalaya errichtet wurde – in Sichtweite eines buddhistischen Klosters. (mho)