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Eine neue Ära der Interferometrie dank GRAVITY+
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
11. November 2025
Vor wenigen Tagen ist es am VLTI in Chile erstmals gelungen,
mit vier Lasern künstliche Sterne in der Hochatmosphäre zu erzeugen, die den
zusammengeschalteten vier 8-Meter-Teleskopen erlauben, besonders scharfe
Himmelsbeobachtungen durchzuführen. Das Upgrade steigert die Empfindlichkeit des
Systems um einen Faktor zehn.
Eines der ersten Bilder, das mit
VLTI/GRAVITY+ unter Verwendung von vier Lasern aufgenommen
wurde. Es zeigt einen Doppelstern im zentralen Bereich des
Tarantelnebels, einer Sternentstehungsregion in der Großen
Magellanschen Wolke. Ursprünglich wurde vermutet, dass es sich
bei dem Objekt um einen extrem massereichen Stern handelt,
doch die neuen Beobachtungen zeigen jetzt, dass es ein
Doppelstern ist. Die kleine Ellipse in der Aufnahme unten
rechts stellt die Auflösung von GRAVITY+ dar.
Bild: ESO / GRAVITY+ Collaboration.
Hintergrundbild: ESO / IDA / Danish 1.5 m / R. Gendler, C. C.
Thöne, C. Féron und J.-E. Ovaldsen / P. Crowther / C.J. Evans [Großansicht] |
In der Theorie wäre alles ganz einfach: je größer der Durchmesser eines
Teleskops ist, desto schärfere Details können aufgelöst und umso lichtschwächere
Objekte beobachtet werden. Doch im Gegensatz zu Teleskopen im Weltall wie dem
Hubble-Weltraumteleskop müssen Teleskope auf der Erde immer durch unsere
Erdatmosphäre schauen, die durch ihre Schichten und Turbulenzen die Bilder
unscharf macht. Je nach Stärke der Störungen sprechen Astronomen von guten oder
schlechtem "Seeing". Doch selbst bei exzellentem Seeing an den atmosphärisch
besten Standorten der Welt wie am Paranal-Observatorium der ESO erreichen
Teleskope normalerweise niemals auch nur annähernd ihre technisch mögliche
Bildschärfe.
Mit einer sogenannter Adaptiver Optik kann dies jedoch korrigiert werden: Bei
diesem Verfahren analysiert man permanent die Störungen der Bildschärfe anhand
von Vergleichssternen im Gesichtsfeld des eigentlichen Beobachtungsobjekts, z.
B. einer Galaxie, und steuert damit in Echtzeit deformierbare Spiegel im
Strahlengang. Diese adaptiven Spiegel erzeugen dann Korrekturen, die den
Verzerrungen der Atmosphäre entgegengesetzt sind und im Ergebnis hat man scharfe
Bilder.
Doch es gibt ein Problem: sehr oft sind keine geeigneten Vergleichsterne in
der Nähe eines wissenschaftlich interessanten Objekts. Hier helfen Speziallaser,
mit deren Hilfe man in etwa 90 Kilometer Höhe in der Atmosphäre künstliche
Sterne erzeugen kann, die dann der adaptiven Optik die Korrektur ermöglichen.
Damit können dann im Grunde unbegrenzt Objekte an beliebigen Stellen des Himmels
erforscht werden. Hat man mehrere Teleskope, die mit adaptiver Optik und solchen
Lasern ausgestattet sind, können diese zusammengeschaltet werden und durch den
nun nochmals größeren Durchmesser der Gesamtanordnung die Auflösung weiter
steigern.
Beim Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der Europäischen
Südsternwarte ESO geschieht dieses als Interferometrie bezeichnete Verfahren
durch Kombination aller vier 8-Meter-Teleskope oder vier weiterer kleinerer
Teleskope. "Im Rahmen des GRAVITY+-Upgrades des VLTI wurde nun der Laserbetrieb
an allen vier 8-Meter-Teleskopen ermöglicht und damit ist nun eine
interferometrische Beobachtung beliebiger Himmelsobjekte in bisher unerreichter
Qualität realisierbar. Dieser Meilenstein macht das VLTI zu einem weltweit
einzigartigen Interferometer", sagt Laura Kreidberg, Direktorin am MPIA und "Co-Investigator"
von GRAVITY+.
Das mehrjährige aufwändige Upgrade von GRAVITY+ schließt nicht nur die Laser
ein, sondern auch Verbesserungen bei den Detektoren und den adaptiven
Spiegelsystemen. Das VLTI ist jetzt nicht nur an beliebigen Stellen des Himmels
einsetzbar, sondern auch zehn Mal empfindlicher. Bereits in den Jahren zuvor
hatte das VLTI mit dem bisherigen GRAVITY-System herausragende
Beobachtungsergebnisse geliefert. Dazu zählten beispielweise die Beobachtungen
der Umgebung des massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum unseres
Milchstraßensystems oder die von Exoplaneten. Doch mit GRAVITY+ können nun nicht
nur viel mehr Objekte beobachtet werden, sondern vor allem auch deutlich
lichtschwächere Himmelskörper. Damit sind nun auch Objekte wie aktive Galaxien
aus der Frühzeit des Universums bei großen Lichtlaufzeitdistanzen von Milliarden
von Lichtjahren in Reichweite.
Als erstes Testobjekt wurde vor wenigen Tagen der berühmte Tarantelnebel –
ein Sternentstehungsgebiet in unserer Nachbargalaxie, der Großen Magellanschen
Wolke – ins Visier genommen. Bereits mit den ersten Testbeobachtungen konnte ein
bislang als heller Einzelstern mit angeblichen 150 Sonnenmassen interpretiertes
Objekt im Tarantelnebel als Doppelstern entlarvt werden – und dies bei einer
Distanz des Objekts von der Erde von mehr als 160000 Lichtjahren.
GRAVITY+ wird von einem Konsortium aus Max-Planck-Institut für
extraterrestrische Physik, INSU/CNRS, Universität zu Köln, Max-Planck-Institut
für Astronomie, CENTRA, der Universität Southampton und dem assoziierten Partner
KU Leuven in enger Zusammenarbeit mit der ESO gebaut.
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