Wie die neue Generation von Teleskopen den Blick auf unser Universum verändern wird

Teleskope werden jahrzehntelang entwickelt und widmen sich dann oft unvorhergesehenen Fragestellungen. Was werden sie als Nächstes entdecken? Ein Gastbeitrag.

In den letzten Jahrzehnten haben wir enorm viel über das Universum und seine Geschichte gelernt. Die rasche Entwicklung der Teleskoptechnologie – sowohl auf der Erde als auch im Weltraum – hat dabei eine entscheidende Rolle gespielt.

Neue Riesenteleskope in Chile

Die Teleskope, die in den nächsten zwei Jahrzehnten in Betrieb genommen werden sollen, könnten allerdings die Grenzen unseres Verständnisses der Kosmologie erheblich erweitern.

Alle Observatorien haben eine Liste wissenschaftlicher Ziele, bevor sie in Betrieb genommen werden, aber es sind ihre unerwarteten Entdeckungen, die den größten Einfluss haben können. Viele überraschende Fortschritte in der Kosmologie wurden durch neue Technologien ermöglicht, und die zukünftigen Teleskope werden über leistungsstarke Fähigkeiten verfügen.

Dennoch gibt es Lücken, wie z.B. das Fehlen von Weltraumteleskopen für die Astronomie im ultravioletten und sichtbaren Licht. Politik und nationale Interessen haben den wissenschaftlichen Fortschritt gebremst. Selbst für die berühmtesten Observatorien werden die finanziellen Spielräume immer enger.

Die größten neuen Teleskope werden in den Bergen Chiles gebaut. Das Extremely Large Telescope (ELT) wird unter einer riesigen Kuppel in der Atacama-Wüste einen Spiegel von der Größe von vier Tennisplätzen beherbergen.

Reflektierende Teleskope wie das ELT arbeiten mit einem Primärspiegel, der Licht vom Nachthimmel sammelt, das dann von weiteren Spiegeln auf eine Kamera reflektiert wird. Größere Spiegel sammeln mehr Licht und können schwächere Objekte sehen.

Ein weiteres bodengebundenes Teleskop, das in Chile gebaut wird, ist das Vera C. Rubin Teleskop. Rubins Kamera ist die größte, die je gebaut wurde: so groß wie ein Kleinwagen und rund drei Tonnen schwer.

Ihre 3200 Megapixel werden alle drei Tage den gesamten Himmel fotografieren, um sich bewegende Objekte zu erkennen. Über einen Zeitraum von zehn Jahren werden diese Aufnahmen zu einem gigantischen Zeitraffer-Video des Universums zusammengesetzt.

Astronomie war früher ein körperlich anstrengender Beruf, der Reisen zu abgelegenen Teleskopen an dunklen Orten erforderte – aber viele Astronomen begannen schon lange vor Covid, von zu Hause aus zu arbeiten.

Ende des 20. Jahrhunderts begannen große bodengebundene Observatorien mit der Einführung von Technologien, die es Astronomen ermöglichten, Teleskope für nächtliche Beobachtungen zu steuern, auch wenn sie nicht persönlich anwesend waren. Heute sind Fernbeobachtungen über das Internet alltäglich.

Erwarte das Unerwartete

Der Blickwinkel eines Teleskops am Boden ist jedoch begrenzt, selbst wenn es sich auf einem Berggipfel befindet. Durch den Einsatz von Teleskopen im Weltraum können diese Einschränkungen umgangen werden.

Die Geschichte des Hubble-Weltraumteleskops begann, als das Space Shuttle es am 25. April 1990 über die Atmosphäre hob. Hubble erhielt die volle Science-Fiction-Behandlung der 1960er Jahre: eine Rakete für den Start, Gyroskope für die Steuerung und elektronische Kameras anstelle von Fotofilmen.

Aber ein Plan scheiterte: Hubble sollte einen pendelnden Astronomen beherbergen, der entschlossen weit weg von zu Hause arbeiten würde.

Hubble wurde entworfen, um die Milchstraße und ihre Nachbargalaxien erfassen. Sein Nachfolger, das James Webb Space Telescope, soll noch weiter entfernte Galaxien untersuchen.

Beide Teleskope haben unser Verständnis des Universums auf unerwartete Weise revolutioniert. In den ursprünglichen Plänen für Hubble waren Entdeckungen, die heute als seine größten Erfolge gelten, nicht vorgesehen: Wasserfontänen vom Jupitermond Europa, Wirbel um Schwarze Löcher, unsichtbare Dunkle Materie, die das Universum zusammenhält, und Dunkle Energie, die es auseinandertreibt.

Webb, das am 25. Dezember 2021 gestartet wurde, verbringt nun ein Drittel seiner Zeit mit der Beobachtung von Planeten um andere Sterne, von denen man bei seiner Konstruktion noch nichts wusste.

Das erklärte Ziel eines teuren Teleskops ist in der Regel nur ein Verkaufsargument für Raumfahrtagenturen, Regierungen und (psst...) Steuerzahler.

Das Webb-Teleskop sollte seine ursprünglichen wissenschaftlichen Ziele erreichen, aber die Astronomen wussten schon immer, dass es noch viel mehr kann: weiter, genauer oder in mehr Farben sehen. Unerwartete Entdeckungen, die mit Teleskopen gemacht werden, sind oft wichtiger als die ursprünglichen wissenschaftlichen Ziele.