Vera Rubin Observatory: Das neue US-Superteleskop legt los - [GEO]

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Vor mehr als 20 Jahren begannen Forschende, Ideen für das Design des Vera C. Rubin Observatory zu sammeln. Als erstes Bauteil wurde 2008 der Rohling für den Hauptspiegel des Teleskops gegossen, damals noch mit Geldern privater Spender. Später stiegen die National Science Foundation und das US-Energieministerium in die Finanzierung ein. Der erste Spatenstich auf dem 2682 Meter hohen Gipfel des Cerro Pachón in Chile erfolgte 2015. Dort ist die Luft dünn und trocken, und kein irdisches Licht stört den Blick in die Sterne. Das Foto stammt aus dem Juni 2025, als das Simonyi Survey Telescope des Obervatoriums erstmals den Nachthimmel fotografierte. — Neubau mit Geschichte

Vor mehr als 20 Jahren begannen Forschende, Ideen für das Design des Vera C. Rubin Observatory zu sammeln. Als erstes Bauteil wurde 2008 der Rohling für den Hauptspiegel des Teleskops gegossen, damals noch mit Geldern privater Spender. Später stiegen die National Science Foundation und das US-Energieministerium in die Finanzierung ein. Der erste Spatenstich auf dem 2682 Meter hohen Gipfel des Cerro Pachón in Chile erfolgte 2015. Dort ist die Luft dünn und trocken, und kein irdisches Licht stört den Blick in die Sterne. Das Foto stammt aus dem Juni 2025, als das Simonyi Survey Telescope des Obervatoriums erstmals den Nachthimmel fotografierte.

© RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/T. Matsopoulos

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Eines der ersten Bilder, die das Team des gerade in Betrieb genommenen Vera C. Rubin Observatory der Öffentlichkeit präsentierte. Es zeigt einen Ausschnitt des Virgo-Galaxiehaufens, der bis zu 2000 Galaxien umfasst. Sterne in der Milchstraße funkeln blau, nahe Spiralgalaxien erscheinen weiß. Weit entfernte, elliptische Galaxien leuchten gelb und orange. Anhand der Farben des Lichts können Forschende ihre Entfernung bestimmen. Tatsächlich sehen wir nur einen kleinen Ausschnitt der eigentlichen Aufnahme. Das Bild, das die Kamera des Observatoriums auf ihren Sensor bannt, ist 50-mal größer. Um alle Feinheiten mit bloßem Auge betrachten zu können, bräuchte es einen hochauflösenden Bildschirm von der Größe eines Basketballfelds. Nur so ließen sich Details wie die verschmelzenden Galaxienpaare oben rechts im Bild erkennen.

Diese Detailaufnahme zeigt den Trifidnebel (oben rechts) und den Lagunennebel, beide Tausende Lichtjahre von der Erde entfernt. In die Aufnahme flossen 678 Einzelbilder ein, die über einen Zeitraum von sieben Stunden hinweg aufgenommen wurden. So offenbaren sich auch lichtschwache Details wie Staubbänder, die sich als dunkle Schlieren durch die strahlenden Gaswolken ziehen. Dank seines großen Sichtfelds braucht das Teleskop lediglich drei bis vier Tage, um den gesamten Himmel der südlichen Hemisphäre abzulichten. Dies wird es in den kommenden zehn Jahren für den "Legacy Survey of Space and Time" (LSST) wieder und wieder tun – und so ein einmaliges Zeitraffervideo des Nachthimmels erstellen.

Dieses Bild zeigt das Anderthalbfache jener Himmelsfläche, die das Observatorium pro Aufnahme ablichtet. Darin enthalten: etwa zehn Millionen Galaxien. Forschende gehen davon aus, dass der LSST in den kommenden zehn Jahren insgesamt 40 Milliarden Objekte je 800-mal ablichten wird. Der Survey scannt den Himmel mindestens zehnmal schneller als vergleichbare Teleskope. Dabei erhebt er jede Nacht bis zu 20 Terabyte an Daten. Eine Software wertet aus, was sich von Aufnahme zu Aufnahme verändert: Sie detektiert aufleuchtende Supernovae, pulsierende Sterne, vorbeiflitzende Asteroiden, weitgereiste Objekte von außerhalb des Sonnensystems. Wer selbst in den Bildern auf Entdeckungsreise gehen möchte, kann das über die SkyViewer-App des Observatoriums tun.

In diesem Bild sind etliche bekannte Sterne und Galaxien beschriftet. Doch viele lichtschwache Objekte sehen die Forschenden mithilfe des LSST zum ersten Mal. Innerhalb von nur sieben Nächten entdeckten sie bereits 2104 neue Asteroiden, sieben davon in einer erdnahen Umlaufbahn. Innerhalb der nächsten Dekade erwarten die Forschenden, die Zahl bekannter Asteroiden von einer auf sechs Millionen zu steigern. Auch etliche Millionen explodierender Sterne hoffen sie zu erspähen. Željko Ivezić, Direktor des Rubin-Observatoriums, bezeichnet die Sternwarte als "größte astronomische Entdeckungsmaschine, die je gebaut wurde." Die Jagd nach neuen Himmelsobjekten ist kein Selbstzweck: Indem Physikerinnen und Astronomen den Kosmos präzise vermessen, können sie unter anderem die Ausdehnung des Kosmos, die Effekte Dunkler Materie und Dunkler Energie untersuchen.

Vor mehr als 20 Jahren begannen Forschende, Ideen für das Design des Vera C. Rubin Observatory zu sammeln. Als erstes Bauteil wurde 2008 der Rohling für den Hauptspiegel des Teleskops gegossen, damals noch mit Geldern privater Spender. Später stiegen die National Science Foundation und das US-Energieministerium in die Finanzierung ein. Der erste Spatenstich auf dem 2682 Meter hohen Gipfel des Cerro Pachón in Chile erfolgte 2015. Dort ist die Luft dünn und trocken, und kein irdisches Licht stört den Blick in die Sterne. Das Foto stammt aus dem Juni 2025, als das Simonyi Survey Telescope des Obervatoriums erstmals den Nachthimmel fotografierte.

Die Digitalkamera des Observatoriums hat eine Auflösung von 3200 Megapixeln, wiegt 2,8 Tonnen und hat die Maße eines Kleinwagens. Damit ist sie die größte ihrer Art. Jede Aufnahme entspricht der 45-fachen Fläche des Vollmondes. Drei Teleskopspiegel lenken das Licht des Nachthimmels im Zickzack in das Objektiv. Eine Besonderheit des Designs: Der runde Tertiärspiegel sitzt im Zentrum des ringförmigen Hauptspiegels. Diese Bauart macht das Teleskop kompakter, sodass es sich schneller neu ausrichten lässt.

Die LSST-Kamera besitzt 189 Bildsensoren mit je 4000 mal 4000 Pixeln. Um sie zu testen, nahmen Forschende 2020 ein Lochkamerabild der Namenspatin Vera Rubin (1928–2016) auf. Die Astronomin machte eine bahnbrechende Entdeckung: Sie wies nach, dass sich die Sterne am Rand der Galaxie genauso schnell bewegen wie jene im Zentrum. Dass sie trotzdem nicht ins All hinausgeschleudert werden, ließ sich am überzeugendsten durch den Einfluss Dunkler Materie erklären. Ihre Schwerkraft hält Galaxien wie unsichtbarer Kleber zusammen. Vera Rubin musste nicht nur ihre Forschungsergebnisse gegenüber Skeptikern verteidigen. Als Frau legte ihr die akademische Welt immer wieder Steine in den Weg. Damals gab es zahlreiche Studienprogramme und Forschungseinrichtungen, die Männern vorbehalten waren. Doch Rubin blieb beharrlich – und gilt heute nicht nur als Pionierin der Dunkle-Materie-Forschung, sondern auch als Wegbereiterin für Frauen in der Naturwissenschaft.

27. Februar 2021,00:15

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