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ADAPTIVE OPTIK
Schärfster Blick ins All
von Stefan Deiters
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26. August 2013

Mithilfe einer neue adaptiven Optik am Magellan-Teleskop in Chile ist Astronomen nun der bislang detailreichste Blick ins All im sichtbaren Bereich des Lichts gelungen. Von dem neuen Verfahren versprechen sich die Wissenschaftler Aufnahmen, die mindestens die doppelte Schärfe von Beobachtungen erreichen, die mit dem Weltraumteleskop Hubble möglich sind.

Theta 1 Ori C

Die Leistungsfähigkeit der neuen adaptiven Optik im sichtbaren Bereich des Lichts: Oben der Stern Theta 1 Ori C ohne adaptive Optik, unten links mit eingeschaltetem System. Unten rechts eine Vergrößerung. Erstmals ist deutlich zu erkennen, dass es sich um ein Doppelsternsystem handelt. Bild: Laird Close/UA

Weltraumteleskope bieten Astronomen einen entscheidenden Vorteil: Zwischen ihnen und dem astronomischen Objekt, das sie ins Visier nehmen, befindet sich keine störende Erdatmosphäre, die die Bilder unscharf erscheinen lässt. An allen großen Teleskopen auf der Erdoberfläche bemüht man sich daher darum, mit ausgeklügelten Verfahren, die störende Unruhe in der Luft zu kompensieren. Man bezeichnet solche Techniken als "adaptive Optiken". Meist wird dabei durch einen verformbaren Sekundärspiegel versucht, die Luftunruhe in Echtzeit auszugleichen.

Die neue adaptive Optik, die jetzt erstmals am 6,5-Meter-Magellan-Teleskop in Chile ausprobiert wurde, haben Astronomen der University of Arizona, des Osservatorio Astrofisico di Arcetri bei Florenz und des Carnegie Observatory entwickelt. Das Team beschäftigt sich seit mehr als 20 Jahren mit der Entwickelung solcher Verfahren.

"Es war schon begeisternd zu sehen, wie diese neue Kamera den Nachthimmel deutlich schärfer aussehen ließ als jemals zuvor", so Laird Close von der University of Arizona, der verantwortliche Wissenschaftler des Projekts. "Wir können jetzt erstmals lang belichtete Aufnahmen mit einer Auflösung von nur 0,02 Bogensekunden machen."

Die Aufnahmen, die im sichtbaren Bereich des Lichts gelangen, sind mindestens doppelt so scharf wie Bilder des Weltraumteleskops Hubble, was an dem deutlich größeren Spiegel des Magellan-Teleskops liegt. Bislang waren von der Erde aus im sichtbaren Bereich des Lichts auch trotz adaptiver Optik, nur vergleichsweise verschwommene Bilder möglich.

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Um die Turbulenzen in der Atmosphäre auszugleichen, setzte das Team auf einen dünnen Sekundärspiegel, der sich etwas mehr als neun Meter über dem Hauptspiegel des Magellan-Teleskops befindet. Die Form der gekrümmten Spiegeloberfläche kann an insgesamt 585 Punkten bis zu 1.000 Mal in der Sekunde verändert werden, so dass die störenden Effekte der Erdatmosphäre ausgeglichen werden. "Dadurch können wir den Nachthimmel im sichtbaren Bereich des Lichts klarer sehen als jemals zuvor", so Close. "Es ist fast so, als hätte man ein Teleskop mit einem 6,5-Meter-Spiegel im All."

Die Wissenschaftler haben ihre neues, MagAO - für Magellan Adaptive Optics - genanntes Verfahren auch schon für die ersten wissenschaftlichen Beobachtungen genutzt, über die sie in mehreren Fachartikeln in der Zeitschrift Astrophysical Journal berichteten. So visierten sie während des "First Light" den Stern Theta 1 Ori C an, einen massereichen Stern im Orionnebel, bei dem es sich eigentlich um ein Doppelsternsystem handelt. Die beiden Komponenten sind sich allerdings so nahe, dass sie bei direkten Beobachtungen bislang nicht zu trennen waren.

"Ich beobachte Theta 1 Ori C schon über 20 Jahre lang und konnte nie direkt erkennen, dass es sich in Wirklichkeit um zwei Sterne handelt", so Close. "Aber sobald wir das MagAO-System anschalteten, war ganz wunderbar zu sehen, dass es sich um zwei Sterne handelt." Die Astronomen verwendeten das neue System auch, um mehr über die Auswirkungen der intensiven Strahlung und der heftigen stellaren Winde von Theta 1 Ori C auf die Scheiben aus Staub und Gas um junge Sterne in der Umgebung zu lernen. In solchen Scheiben könnten sich einmal Planeten bilden.

Weitere Beobachtungen lieferten neue Erkenntnisse über die Verteilung von Gas und Staub in jungen planetaren Systemen. "Es ist wichtig zu verstehen, wie der Staub in diesen Objekten verteilt ist, denn die Natur nutzt Staub und Gas zur Bildung von Planeten", so Close. Mit der fortschrittlichen adaptiven Optik dürften bald noch weitere faszinierende Einblicke in stellare Kinderstuben wie dem Orionnebel und viele andere astronomische Phänomene möglich werden. 

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siehe auch
Planetenentstehung: Nur die Schnellsten kommen durch - 27. April 2001
Links im WWW
The University of Arizona
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