Vier Teleskope in der Nacht

Observatorien

Die Astronomie ist eine Wissenschaft, deren Entwicklung von Entdeckungen und Beobachtungen getrieben wurde und wird. Anders als beispielsweise in der Physik oder der Chemie sind planbare Versuchsaufbauten im Labor die absolute Ausnahme. Die Beobachtung des Universums auf verschiedenen Wegen mit speziellem Instrumentarium und theoretische Simulationen im Computer ersetzen das mit verschiedenen Parametern wiederholbare Experiment. Moderne astronomische Großobservatorien auf der Erde und im Weltraum eröffnen einen immer detailreicheren Zugang zum Kosmos und liefern oft überraschende Beobachtungen, welche wiederum die theoretischen Modelle der Astrophysik inspirieren oder gar unser Weltbild verändern. Durch ihre besonderen Herausforderungen sind die Astronomie und Astrophysik auch Impulsgeber für grundlegende technologische Entwicklungen.

Um immer weiter und tiefer in das Universum blicken zu können benötigen Astronominnen und Astronomen Großteleskope und speziell entwickelte Instrumentierung, die sich so nur durch internationale Zusammenarbeit realisieren lassen. Aufgrund der Luft-, Licht- und Geräuschverschmutzung nahe großer Städte werden diese Observatorien oft in entlegenen Gegenden, auf hohen Bergen oder Inseln errichtet, um möglichst ideale Sichtbedingungen und stabile Wetterlagen zu erhalten. Durch die Europäische Südsternwarte (ESO) haben Forscherinnen und Forscher aus Deutschland Zugang zu den leistungsfähigsten und produktivsten bodengebundenen Teleskopen der Welt auf dem Cerro Paranal und an den La-Silla-Observatorien in Chile. Beispielhafte bodengebundene Zukunftsprojekte mit deutscher Beteiligung sind das European Extremely Large Telescope in Chile für die optische Astronomie, das Square Kilometre Array in Australien und Südafrika für die Radioastronomie, das Cherenkov Telescope Array für die Hochenergie-Astronomie und Astroteilchenphysik und das European Solar Telescope auf Gran Canaria für die Sonnenphysik:

Weltraumteleskope haben gegenüber Teleskopen auf der Erde grundsätzlich den Vorteil, dass es keinerlei störende turbulente Atmosphärezwischen ihnen und dem Beobachtungsobjekt gibt. Für einige Bereiche der elektromagnetischen Strahlung wie UV-, Infrarot und Röntgenstrahlung schirmt die Erdatmosphäre das Licht sogar komplett ab, so dass es keine bodengebundene Alternative zur Beobachtung aus dem Weltraum gibt. Im Bereich des optisch sichtbaren Lichts können Astronomen dagegen heute durch besondere Techniken wie die adaptive Optik  Störungen der Erdatmosphäre kompensieren und so auch mit Teleskopen auf der Erde Bilder von extrem hoher Präzision erzeugen.

Astronomische Beobachtung geht über die Beobachtung der elektromagnetischen Strahlung hinaus. Die Astroteilchenphysik bedient sich extrem großer Detektoren auf der Erde beispielsweise für den Nachweis von Neutrinos und Teilchenschauern, die beim Aufprall von extrem energiereichen Teilchen auf die Erdatmosphäre entstehen. Gravitationswellendetektoren messen die Verzerrungen der vierdimensionalen Raumzeit und bieten so einen völlig neuen Zugang zum Universum.