Diese Bilder von Lasern, die den Himmel durchqueren, erinnern sofort an die Weltraumschlachten von Star Wars. Doch diese Szene ist real.
Sie zeigt eine fortschrittliche Technik, die von Astronomen genutzt wird, um das Universum zu erforschen. Die Lichtstrahlen sind keine Waffen, sondern wissenschaftliche Instrumente. Ihr Ziel? Künstliche Sterne zu erzeugen, um atmosphärische Störungen zu messen. Diese Störungen, die das Licht der Himmelskörper verzerren, sind eines der größten Hindernisse bei der Beobachtung vom Boden aus.
Die Laser des Very Large Telescope Interferometer erzeugen künstliche Sterne, um die atmosphärische Turbulenz zu messen.
Quelle: A. Berdeu/ESO
Um dem entgegenzuwirken, richten die Astronomen vier Laser auf den Tarantelnebel. An jedem so erzeugten Lichtpunkt analysieren sie, wie die Erdatmosphäre das Licht trübt und verzerrt. Dann kommen Computeralgorithmen zum Einsatz. Sie nutzen diese Daten, um die genaue Verzerrung zu berechnen und in Echtzeit zu korrigieren.
Dieser Prozess, adaptive Optik genannt, ermöglicht es Teleskopen, eine Schärfe zu erreichen, die der aus dem Weltraum nahekommt. Ohne diese Korrektur blieben die Bilder unscharf und durch die atmosphärische Turbulenz eingeschränkt.
Diese Technik der adaptiven Optik ist von größter Bedeutung, um Himmelskörper detailliert zu beobachten. Der Tarantelnebel, das Ziel dieser Laser, ist eine riesige Sternentstehungsregion. Er befindet sich in 160 000 Lichtjahren Entfernung in der Großen Magellanschen Wolke, einer Begleitgalaxie der Milchstraße. Dank der adaptiven Optik können die Astronomen seine feinen Strukturen, seine massereichen jungen Sterne und die dort ablaufenden dynamischen Prozesse untersuchen. Das so gewonnene Bild wäre ohne diese Korrektur unmöglich.
Das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) ist kein einfaches Teleskop. Es kombiniert das Licht von vier verschiedenen Teleskopen und schafft so ein virtuelles Instrument mit einer Auflösung, die einem Spiegel von mehreren hundert Metern entspricht. Dieses Interferometriesystem ermöglicht extrem präzise Beobachtungen. Seit 2016 ist es mit dem Four Laser Guide Star Facility-System ausgestattet, das die vier auf dem Foto sichtbaren Strahlen projiziert. Diese Anlage stellt einen großen Fortschritt im Kampf gegen die atmosphärische Turbulenz dar.
Trotz seiner Wirksamkeit ist die Verwendung von Laserleitsternen und adaptiver Optik nach wie vor eine junge und sich entwickelnde Technik. Nur wenige Observatorien weltweit sind damit ausgestattet. Die Implementierung des Systems am VLTI erforderte jahrelange Forschung und Kalibrierung. Die Ingenieure der ESO arbeiten weiter an der Verbesserung der Genauigkeit und Stabilität der Laser. Diese Bemühungen tragen Früchte: Die gewonnenen Bilder gehören zu den schärfsten, die jemals vom Boden aus aufgenommen wurden, und eröffnen neue Fenster zum fernen Universum.
Quelle: European Southern Observatory