GREGOR
Vom Teide aus die Sonne im Visier
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft
astronews.com
15. Mai 2012

Am kommenden Montag wird auf der Kanareninsel Teneriffa mit Gregor eines der leistungsfähigsten Sonnenteleskope der Welt eingeweiht. Mit dem Instrument werden sich noch Strukturen auf der Sonne auflösen lassen, die einen Durchmesser von nur 70 Kilometern haben. Die Forscher erhoffen sich davon neue Erkenntnisse über die Phänomene, die für das Weltraumwetter verantwortlich sind.

Die Sonne im Visier: Mit einem Spiegeldurchmesser von 1,5 Metern, adaptiver Optik und verschiedenen Instrumenten wie Spektrographen und Kameras gehört Gregor weltweit zu den drei leistungsfähigsten Teleskopen zur Beobachtung des Tagesgestirns.  Bild: idw / Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik

Die Kanareninsel Teneriffa ist nicht nur ein beliebtes Ziel für Urlauber. Auch Astronomen haben die Vorzüge der Kanareninsel längst entdeckt. Sie interessieren sich allerdings nicht so sehr für die Strände und das Baden im Atlantik, sondern für die Hochebene am Fuß des 3.718 Meter hohen Vulkans Teide, wo ideale Bedingungen für Himmelsbeobachtungen herrschen. Vor zehn Jahren begannen dort Forscher eines Konsortiums aus Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Astrophysikalischem Institut Potsdam, Institut für Astrophysik der Universität Göttingen, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung sowie weitere internationale Partner mit dem Bau des Sonnenteleskops Gregor.

Der Name ist einmal keine sorgfältig ausgetüftelte Abkürzung einer lange und unhandlichen Bezeichnung, sondern soll an James Gregory erinnern. Der schottische Mathematiker und Astronom hatte im 17. Jahrhundert ein Fernrohr entwickelt, in dem ein sekundärer konkaver Spiegel das reflektierte Licht des primären Parabolspiegels durch ein kleines Loch im Primärspiegel auf das Okular und damit ins Auge lenkt. Dieses optische Prinzip kommt auch bei dem neuen Teleskop auf Teneriffa zur Anwendung.

Allerdings wird kaum ein Wissenschaftler die Sonne mit Gregor direkt beobachten, sondern dies elektronische Detektoren wie Spektrographen, Polari- und Interferometer sowie Kameras erledigen lassen. Und auch sonst lässt sich das Hightech-Teleskop nicht mit der Konstruktion von James Gregory vergleichen. So ist das Teleskop vollständig in offener Bauweise angelegt, um Luftturbulenzen im Strahlengang zu vermeiden. Untergebracht ist es in einem Gebäude mit abklappbarer Kuppel. Der 1,5 Meter durchmessende Hauptspiegel besteht aus der wärmeunempfindlichen Glaskeramik Zerodur und wird aktiv gekühlt, um eine Aufheizung der Vorderfläche des Spiegels durch absorbiertes Sonnenlicht zu vermeiden. Zwei weitere Spiegel haben die Ingenieure aus Siliciumcarbid (Cesic) gefertigt.

Gregor sieht dank einer adaptiven Optik besonders scharf: Über ein kompliziertes System von Aktuatoren und Spiegeln kompensiert das System die Schlieren innerhalb der Erdatmosphäre, die ständig das Bild der Sonne verzerren wie die wallenden Luftmassen, die über einer sommerlich-heißen Asphaltstraße flirren. Ein rotierender Umlenkspiegel verteilt das durch die adaptive Optik erzeugte Strahlenbündel auf die verschiedenen Instrumente. Diese sollen in bisher nicht gekannter Präzision diverse physikalische Parameter der Sonne vermessen, insbesondere ihr Magnetfeld, und dabei noch 70 Kilometer kleine Strukturen auflösen können - ein angesichts der Sonnenentfernung von 150 Millionen Kilometer erstaunliches Auflösungsvermögen.

Das komplexe Magnetfeld unseres Zentralsterns spielt bei nahezu allen Prozessen in und auf der Sonne eine entscheidende Rolle. Es ist für die Energiebilanz der äußeren Atmosphärenschichten verantwortlich, es steckt hinter dem elfjährigen solaren Aktivitätszyklus und es produziert die meisten der manchmal spektakulären sichtbaren Phänomene: Protuberanzen, Flares und koronale Massenauswürfe, die sich schließlich auch in Form von Polarlichtern auf der Erde bemerkbar machen. Aus theoretischen Überlegungen und numerischen Berechnungen wissen die Forscher, dass sich die Wechselwirkungen zwischen dem solaren Plasma und dem Magnetfeld auf sehr kleinen räumlichen Skalen von etwa 70 Kilometer auf der Sonne vollziehen. Genau diese Auflösung wird Gregor erreichen.

Das Teleskop betrachtet das Tagesgestirn im sichtbaren und im infraroten Licht. Dabei nimmt es die Photosphäre in den Fokus – jene rund 300 Kilometer dünne Gasschicht, die uns als Sonnenoberfläche erscheint. Aber auch die darüber liegende Chromosphäre wollen die Forscher untersuchen. Sie erhoffen sich von Gregor ein besseres Verständnis der oben genannten solaren Phänomene. Schließlich sollen diese neuen Erkenntnisse dabei helfen, Materieausbrüche, die Satelliten im Weltraum oder irdische Stromnetze gefährden können, exakter vorherzusagen.

Gregor gehört zum Observatorio del Teide des Instituto Astrofisica des Canarias (IAC). Wenn das Teleskop am 21. Mai offiziell eingeweiht wird und danach seinen wissenschaftlichen Betrieb aufnimmt, hat es seine Feuerprobe schon hinter sich: Bereits am 12. März 2009 hatte Gregor zum ersten Mal das Sonnenlicht gesehen, damals noch mit einem Testspiegel von einem Meter Durchmesser (astronews.com berichtete).

Gregor dürfte in den kommenden Jahren nicht nur neue Erkenntnisse in der Sonnenphysik liefern, sondern hat auch den klassischen Astronomen etwas zu bieten: Dank der hervorragenden optischen und mechanischen Eigenschaften wollen sie mit Gregor sonnenähnliche Sterne in langen Messreihen untersuchen, wie sie an anderen Nachtteleskopen nicht möglich sind.