Gesundheit: Zwei Argusaugen blicken ins All

Die Wüste in Arizona ist fruchtbares Land für astronomische Entdeckungen. Sternengucker auf nahezu jedem Berg. Clyde Tombaugh entdeckte 1930 von hier aus den Planeten Pluto, auf einem Gipfel wie dem 2100 Meter hohen Kitt Peak ragen mehr als 20 Sonnen-, Radio- und andere Teleskope in den Himmel. Und längst haben Himmelsforscher auch den noch höheren Mount Graham erklommen, der wie der Kitt Peak ein heiliger Berg in den Augen der Indianer ist.

Auf dem Mount Graham weihen Astronomen an diesem Wochenende in mehr als 3000 Metern Höhe den weltgrößten Feldstecher (englisch: „Binocular“) ein: das „Large Binocular Telescope“. Der Weg führt in Serpentinen hinauf: bei derzeit immer noch etwa 27 Grad Celsius am Fuß des Berges an riesigen Kakteen vorbei, dann über vier Klimazonen hinweg bis zum Fichtenwald auf dem fast 20 Grad kühleren Gipfel. Das Rote Eichhörnchen (Tamiascurius hudsonicus grahamensis) ist dort zu Hause, um dessen Zukunft sich Naturschützer schon seit langem Sorgen machen.

Die Astronomen dagegen beteuern, Seelenverwandte von Tamiascurius zu sein: Auch sie suchen die Ruhe, scheuen die Nachtbeleuchtung und den Staub der Städte. Deshalb hat sich unter anderem auch der Heilige Stuhl mit dem größten kirchlichen Fernrohr auf dem Mount Graham niedergelassen: dem „Vatican Advanced Technology Telescope“.

Die Ruhe allerdings dürfte auch nach der Einweihungsfeier so schnell nicht einkehren. Ein großer Waldbrand im Sommer hat die Baufortschritte erheblich verzögert. Das Teleskop ist noch lange nicht fertig gestellt, viele Instrumente können erst nach und nach eingesetzt werden.

Sie sollen den Forschern zu bisher unerreichtem Weitblick verhelfen: Mit dem Fernglas könnte das Licht einer brennenden Kerze noch in 2,5 Millionen Kilometer Entfernung zu sehen sein – das entspricht immerhin mehr als dem sechsfachen Abstand zwischen Erde und Mond.

Es gehört zu den heiklen Teilen des Forschungsprojekts, die beiden empfindlichen Spiegel über den 47 Kilometer langen Anfahrtsweg zum Gipfel zu bringen. Jeder Spiegel hat die Grundfläche einer 55-Quadratmeter-Wohnung und ist bis auf wenige Millionstel Millimeter exakt eben geschliffen. Nach einer Probetour mit einer Attrappe wurde der erste Spiegel im November vergangenen Jahres transportiert, die Straße zuvor Meter für Meter nach Steinchen abgesucht, um möglichst jede Erschütterung auszuschließen. Der zweite Spiegel liegt noch auf einer Schleifmaschine in Tucson.

Die Spiegel sind so riesig, wie man sie gerade noch mit heutigen Herstellungsmethoden an einem Stück gießen kann. Dementsprechend hoffen die Astronomen auf spektakuläre Bilder und wollen nun noch weiter in den Kosmos hinausschauen als mit dem Weltraumteleskop „Hubble“.

Das größte Hindernis dabei ist die Atmosphäre. „Die Luft, durch welche wir nach den Sternen blicken, ist in beständigem Erzittern“, schrieb Isaac Newton schon 1704. Dieses Erzittern kommt durch die ständige Durchmischung der Luft und ihre Temperaturschwankungen zustande. Solche Turbulenzen verformen die Lichtwellen, die von fernen Himmelskörpern zu uns kommen. Statt eines punktförmigen Sterns sehen wir ein blinkendes Objekt, in einer fotografischen Aufnahme wird aus dem Stern ein verwaschenes Scheibchen.

„Deshalb hatten Weltraumteleskope bisher immer einen großen Vorteil“, sagt der dänische Astrophysiker Jesper Storm. Inzwischen aber sei es möglich, die Luftunruhe mit Hilfe eines Korrekturspiegels auszugleichen. „Dieser Sekundärspiegel ist das Herzstück des Teleskops“, sagt der Wissenschaftler des Astrophysikalischen Instituts Potsdam, das zusammen mit vier weiteren deutschen Forschungszentren am Bau des „Large Binocular Telescope“ (LBT) beteiligt ist.

Das eingefangene Licht wird zuerst auf den Korrekturspiegel gelenkt. Dieser ist weniger als zwei Millimeter dünn und innerhalb von Sekundenbruchteilen verformbar. An seiner Rückseite befinden sich dazu 672 Stellelemente. Wie der Spiegel deformiert werden muss, um die einlaufende Lichtwelle zu glätten, verrät der blitzschnelle Vergleich mit dem Licht eines Referenzsterns – falls ein solcher Stern im Blickfeld liegt. Falls nicht,soll ein Laser winzige Bereiche der Atmosphäre zum Leuchten bringen und ein künstliches Kontrolllicht erzeugen.

Wenn beide Spiegel installiert sind und deren Bilder übereinander gelegt werden können, wollen die Forscher mit dem LBT nach den ersten Sternen im All Ausschau halten. Die Ursterne könnten 100 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sein. Das von ihnen einst ausgesandte Licht ist auf der langen Reise zu uns durch die Expansion des Universums allerdings so stark gedehnt worden, dass etwa ursprünglich ultraviolettes Licht bei uns als Infrarotlicht eintrifft.

„Es ist unser Traum, diese erste Sterngeneration zu beobachten und zu analysieren“, sagt Hans-Walter Rix, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. „Mit dem LBT haben wir hierzu eine Chance.“ Mit ihm soll der Nachweis gelingen, dass moderne Teleskope nicht für einen viel höheren Preis im Weltraum aufgebaut werden müssen.

Deutschland hat wie Italien ein Viertel der Kosten von rund 100 Millionen Euro übernommen, die andere Hälfte tragen Forschungsinstitute in den USA. „Damit sichern wir uns ein Viertel der gesamten Beobachtungszeit an diesem einzigartigen Teleskop“, sagt Thomas Herbst vom Heidelberger Max-Planck-Institut.