Dank moderner Technik gelang Astronomen der amerikanischen Cornell Universität einer der schärfsten Aufnahmen des Gasplaneten Neptun von der Erde aus. Die Wissenschaftler machten sich dabei die vom NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) entwickelte adaptive Optik für das Hale-Teleskop des Palomar Observatoriums zu Nutze. Der Effekt dieses Systems ist beeindruckend.

Neptun aufgenommen im nahen Infrarot Bereich mit der PHARO Kamera (Oben ohne adaptive Optik und mit eingeschalteter adaptiver Optik) Fotos: Cornell Universität

Die Wissenschaftler von der Cornell Universität benutzten für ihre Aufnahmen den an der Universität entwickelten Palomar High Angular Resolution Observer (PHARO), der das Licht von einer adaptiven Optik bezieht, die die Störungen der Erdatmosphäre so gut herauskorrigiert, dass man mit dem Teleskop Bilder gewinnen kann, deren Auflösung sehr nahe am theoretischen Limit des Teleskops liegt.

Beim ersten Test des neuen Systems sollten nun Nahe-Infrarot-Aufnahmen des Neptun gemacht werden. Neptun, der achte Planet von der Sonne, ist ein Gasplanet, von dem nur die Oberfläche seiner Atmosphäre sichtbar ist. Durch sein große Entfernung ist es normalerweise von der Erde aus nicht möglich, irgendwelche Details in der Neptun-Atmosphäre zu erkennen. Dank der neuen adaptiven Optik am Hale-Teleskop sind aber jetzt sogar Wolkenstrukturen auf dem Gasplaneten auszumachen.

"Dies ist das einzige zur Zeit verfügbare Gerät, mit dem man so hochauflösende Aufnahmen machen und gleichzeitig auch Spektren aufnehmen kann", erläutert Cornell-Astronom Don Banfield die Vorteile von PHARO und der neuen adaptiven Optik des Teleskops. Mit Hilfe der Spektren könne man die Wolken genau analysieren und etwa ihre Höhe bestimmen. "Außerdem können wir den Methangehalt in der Atmosphäre messen, die Eigenschaften von einzelnen Wolken bestimmen und daraus eventuell Rückschlüsse auf Bewegungen in der Neptunatmosphäre ziehen."

Das am JPL entwickelte System der adaptiven Optik besteht im wesentlichen aus einem Spiegel zwischen der Kamera und dem Teleskop, dessen Position bis zu 500 Mal pro Sekunde angepasst werden kann, um atmosphärische Störungen auszugleichen. Dieses Prinzip ist nicht neu: Die meisten der modernen erdgebundenen Großteleskope verfügen über ähnliche Einrichtungen, beispielsweise auch das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO). Vorteil für die Astronomen der Cornell Universität ist aber natürlich, dass sie durch die Entwicklung der Kamera 90 Nächte pro Jahr am Hale-Teleskop zur Verfügung haben und so auch längere Beobachtungsreihen durchführen können.

Das nächste Ziel von PHARO soll nun Titan sein, der größte Saturnmond. Carl Sagan, einer der populärsten Astronomen Amerikas und Professor in Cornell, hatte noch kurz vor seinem Tod 1996 vorgeschlagen, Titan mit dem Hale-Teleskop zu beobachten. "Wir werden alle an Carl denken, wenn wir das nun tatsächlich machen," so Thomas Hayward von der Cornell Universität.