Quelle: NASA, 9. Januar 2026

Mit an Bord sind zwei schuhkartongroße Satelliten namens BlackCAT (Black Hole Coded Aperture Telescope) und SPARCS (Star-Planet Activity Research CubeSat), mit denen die NASA innovative und ehrgeizige wissenschaftliche Missionen durchführt, die mit kostengünstigen, kreativen Ansätzen Fragen wie „Wie funktioniert das Universum?“ und „Sind wir allein?“ beantworten sollen.

„Das Ziel von Pandora ist es, die atmosphärischen Signale von Planeten und Sternen mithilfe von sichtbarem und nahinfrarotem Licht zu entwirren“, sagte Elisa Quintana, Pandoras Hauptforscherin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Diese Informationen können Astronomen dabei helfen, festzustellen, ob die entdeckten Elemente und Verbindungen vom Stern oder vom Planeten stammen – ein wichtiger Schritt bei der Suche nach Anzeichen von Leben im Kosmos.“

BlackCAT und SPARCS sind kleine Satelliten, die das vergängliche, hochenergetische Universum bzw. die Aktivität von Sternen mit geringer Masse untersuchen werden.
Pandora wird Planeten beobachten, wenn sie aus unserer Perspektive vor ihren Sternen vorbeiziehen, ein Ereignis, das als Transit bezeichnet wird.
Wenn Sternenlicht die Atmosphäre eines Planeten durchdringt, interagiert es mit Substanzen wie Wasser und Sauerstoff, die charakteristische Wellenlängen absorbieren und dem Signal ihre chemischen Fingerabdrücke hinzufügen.
Aber während nur ein kleiner Teil des Sternenlichts den Planeten streift, sammeln Teleskope auch den Rest des Lichts, das von der dem Stern zugewandten Seite ausgestrahlt wird. Sternoberflächen können hellere und dunklere Bereiche aufweisen, die im Laufe der Zeit wachsen, schrumpfen und ihre Position verändern, wodurch Signale aus planetarischen Atmosphären unterdrückt oder verstärkt werden. Erschwerend kommt hinzu, dass einige dieser Bereiche möglicherweise dieselben Chemikalien enthalten, die Astronomen in der Atmosphäre des Planeten zu finden hoffen, wie beispielsweise Wasserdampf.
All diese Faktoren machen es schwierig, mit Sicherheit zu sagen, dass wichtige nachgewiesene Moleküle ausschließlich vom Planeten stammen.
Pandora wird zur Lösung dieses Problems beitragen, indem es im ersten Jahr mindestens 20 Exoplaneten und ihre Muttersterne eingehend untersucht. Der Satellit wird jeden Planeten und seinen Stern zehnmal beobachten, wobei jede Beobachtung insgesamt 24 Stunden dauert. Viele dieser Welten gehören zu den über 6.000 Planeten, die von Missionen wie dem TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) der NASA entdeckt wurden.

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Pandora wird sichtbares und nahes Infrarotlicht mit einem neuartigen, vollständig aus Aluminium gefertigten 17 Zoll (45 cm) breiten Teleskop sammeln, das gemeinsam vom Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien und Corning Incorporated in Keene, New Hampshire, entwickelt wurde. Der Nahinfrarotdetektor von Pandora ist ein Ersatzteil, das für das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA entwickelt wurde.

Jede lange Beobachtungsperiode wird das Licht eines Sterns sowohl vor als auch während eines Transits erfassen und dabei helfen, festzustellen, wie sich die Oberflächenmerkmale von Sternen auf die Messungen auswirken.
„Diese intensiven Untersuchungen einzelner Systeme sind bei Missionen mit hoher Nachfrage wie Webb nur schwer zu planen“, sagte Ingenieur Jordan Karburn, stellvertretender Projektleiter von Pandora in Livermore. „Außerdem sind simultane Messungen in mehreren Wellenlängen erforderlich, um das Signal des Sterns von dem des Planeten zu unterscheiden. Die langen Beobachtungen mit beiden Detektoren sind entscheidend, um die genaue Herkunft von Elementen und Verbindungen zu ermitteln, die Wissenschaftler als Indikatoren für potenzielle Bewohnbarkeit betrachten.“

Pandora ist der erste Satellit, der im Rahmen des Astrophysics Pioneers-Programms der Behörde gestartet wird, dessen Ziel es ist, spannende Astrophysik zu geringeren Kosten zu betreiben und gleichzeitig die nächste Generation von Führungskräften in der Weltraumwissenschaft auszubilden.
Nach dem Start in die niedrige Erdumlaufbahn wird Pandora einen Monat lang in Betrieb genommen, bevor er seine einjährige Hauptmission antritt. Alle Daten der Mission werden öffentlich zugänglich sein.
„Die Pandora-Mission ist ein mutiges neues Kapitel in der Erforschung von Exoplaneten”, sagte Daniel Apai, Professor für Astronomie und Planetenwissenschaften an der Universität von Arizona in Tucson, wo sich das Operationszentrum der Mission befindet. „Es ist das erste Weltraumteleskop, das speziell dafür gebaut wurde, das durch die Atmosphären von Exoplaneten gefilterte Sternenlicht detailliert zu untersuchen. Die Daten von Pandora werden Wissenschaftlern helfen, Beobachtungen aus früheren und aktuellen Missionen wie den Weltraumteleskopen Kepler und Webb der NASA zu interpretieren. Und sie werden eine Grundlage für zukünftige Projekte bei der Suche nach bewohnbaren Welten legen.“

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Die Missionen BlackCAT und SPARCS werden zusammen mit Pandora im Rahmen des Astrophysics CubeSat-Programms der NASA starten, wobei letzteres von der CubeSat Launch Initiative der Behörde unterstützt wird.
CubeSats sind eine Klasse von Nanosatelliten, deren Größe einem Vielfachen eines Standardwürfels mit Kantenlängen von 10 Zentimetern entspricht. Sowohl BlackCAT als auch SPARCS sind 30 x 20 x 10 Zentimeter groß. CubeSats wurden entwickelt, um einen kostengünstigen Zugang zum Weltraum zu ermöglichen, um neue Technologien zu testen und Nachwuchswissenschaftler und -ingenieure auszubilden und gleichzeitig spannende wissenschaftliche Erkenntnisse zu liefern.

Die BlackCAT-Mission wird ein Weitfeldteleskop und einen neuartigen Röntgendetektor einsetzen, um starke kosmische Explosionen wie Gammastrahlenausbrüche, insbesondere aus dem frühen Universum, und andere flüchtige kosmische Ereignisse zu untersuchen. Sie wird sich dem Netzwerk der NASA-Missionen anschließen, die diese Veränderungen beobachten. Abe Falcone von der Pennsylvania State University in University Park, wo der Satellit entworfen und gebaut wurde, leitet die Mission mit Unterstützung des Los Alamos National Laboratory in New Mexico. Kongsberg NanoAvionics US stellte den Raumfahrzeugbus zur Verfügung.

Der SPARCS CubeSat wird Flares und andere Aktivitäten von Sternen mit geringer Masse mithilfe von ultraviolettem Licht beobachten, um festzustellen, wie sie sich auf die Weltraumumgebung um umkreisende Planeten auswirken. Evgenya Shkolnik von der Arizona State University in Tempe leitet die Mission unter Beteiligung des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. Neben der wissenschaftlichen Unterstützung hat das JPL die Ultraviolettdetektoren und die dazugehörige Elektronik entwickelt. Blue Canyon Technologies hat den Raumfahrzeugbus hergestellt.

Pandora wird von der NASA Goddard geleitet. Livermore ist für das Projektmanagement und die Technik der Mission verantwortlich. Das Teleskop von Pandora wurde von Corning hergestellt und in Zusammenarbeit mit Livermore entwickelt, das auch die Bilddetektoren, die Steuerelektronik der Mission und alle unterstützenden thermischen und mechanischen Subsysteme entwickelt hat. Der Nahinfrarotsensor wurde von der NASA Goddard bereitgestellt. Blue Canyon Technologies lieferte den Bus und führte die Montage, Integration und Umwelttests des Raumfahrzeugs durch. Das Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley wird die Datenverarbeitung der Mission übernehmen. Das Missionskontrollzentrum von Pandora befindet sich an der University of Arizona, und eine Reihe weiterer Universitäten unterstützt das Wissenschaftsteam.

Verfasserin: Jeanette Kazmierczak
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

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• Mission Twilight auf Falcon 9

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Quelle: NASA / Jet Propulsion Laboratory, 18. Dezember 2025

Diese 102 Infrarotwellenlängen des Lichts sind für das menschliche Auge zwar nicht sichtbar, aber ein großer Anteil der Strahlung im Kosmos liegt in diesen Bereichen. Die Beobachtung des gesamten Himmels auf diese Weise ermöglicht es Wissenschaftlern, wichtige Fragen zu beantworten, darunter auch, wie ein dramatisches Ereignis, das sich in der ersten Milliardstel Billionstel Billionstel Sekunde nach dem Urknall ereignete, die 3D-Verteilung von Hunderten Millionen Galaxien in unserem Universum beeinflusst hat. Darüber hinaus werden Wissenschaftler die Daten nutzen, um zu untersuchen, wie sich Galaxien im Laufe der fast 14 Milliarden Jahre alten Geschichte des Universums verändert haben, und um mehr über die Verteilung der wichtigsten Bestandteile für Leben in unserer eigenen Galaxie zu erfahren.

„Es ist unglaublich, wie viele Informationen SPHEREx in nur sechs Monaten gesammelt hat – Informationen, die besonders wertvoll sind, wenn sie zusammen mit den Daten unserer anderen Missionen genutzt werden, um unser Universum besser zu verstehen“, sagte Shawn Domagal-Goldman, Direktor der Astrophysik-Abteilung im NASA-Hauptquartier in Washington. „Wir verfügen im Wesentlichen über 102 neue Karten des gesamten Himmels, jede in einer anderen Wellenlänge und mit einzigartigen Informationen über die Objekte, die sie zeigt. Ich denke, jeder Astronom wird hier etwas Wertvolles finden, da die Missionen der NASA es der Welt ermöglichen, grundlegende Fragen darüber zu beantworten, wie das Universum entstanden ist und wie es sich verändert hat, um schließlich einen Lebensraum für uns zu schaffen.“

SPHEREx (kurz für Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) umkreist die Erde etwa 14½ Mal pro Tag und bewegt sich dabei von Norden nach Süden über die Pole hinweg. Jeden Tag nimmt er etwa 3.600 Bilder entlang eines kreisförmigen Streifens des Himmels auf, und im Laufe der Tage, während sich der Planet um die Sonne bewegt, verschiebt sich auch das Sichtfeld von SPHEREx. Nach sechs Monaten hat das Observatorium den Weltraum in alle Richtungen beobachtet und den gesamten Himmel in 360 Grad erfasst.

Die Mission, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien geleitet wird, begann im Mai mit der Kartierung des Himmels und stellte im Dezember ihr erstes Mosaik des gesamten Himmels fertig. Während ihrer zweijährigen Hauptmission wird sie drei weitere Scans des gesamten Himmels durchführen, und durch die Zusammenführung dieser Karten wird die Empfindlichkeit der Messungen erhöht. Der gesamte Datensatz steht Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit frei zur Verfügung.
„SPHEREx ist eine mittelgroße astrophysikalische Mission, die große wissenschaftliche Erkenntnisse liefert“, sagte JPL-Direktor Dave Gallagher. „Es ist ein phänomenales Beispiel dafür, wie wir mutige Ideen in die Realität umsetzen und damit ein enormes Potenzial für Entdeckungen erschließen.“

Superleistungsstarkes Teleskop

Jede der 102 von SPHEREx erfassten Farben steht für eine Wellenlänge des Infrarotlichts, und jede Wellenlänge liefert einzigartige Informationen über die Galaxien, Sterne, Planetenentstehungsgebiete und andere kosmische Merkmale darin. Beispielsweise strahlen dichte Staubwolken in unserer Galaxie, in denen Sterne und Planeten entstehen, in bestimmten Wellenlängen hell, während sie in anderen Wellenlängen kein Licht abgeben (und daher völlig unsichtbar sind). Der Prozess der Aufspaltung des Lichts einer Quelle in seine einzelnen Wellenlängen wird als Spektroskopie bezeichnet.

Zwar haben auch einige frühere Missionen den gesamten Himmel kartiert, wie beispielsweise der Wide-field Infrared Survey Explorer der NASA, aber keine davon hat dies in annähernd so vielen Farben getan wie SPHEREx. Im Gegensatz dazu kann das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA Spektroskopie mit deutlich mehr Wellenlängen des Lichts durchführen als SPHEREx, hat jedoch ein tausendmal kleineres Sichtfeld. Die Kombination aus Farben und einem so großen Sichtfeld macht SPHEREx so leistungsstark.
„Die Superkraft von SPHEREx besteht darin, dass es etwa alle sechs Monate den gesamten Himmel in 102 Farben erfasst. Das ist eine erstaunliche Menge an Informationen, die in kurzer Zeit gesammelt werden“, sagte Beth Fabinsky, SPHEREx-Projektmanagerin am JPL. „Ich denke, das macht uns zum Fangschreckenkrebs unter den Teleskopen, denn wir verfügen über ein erstaunliches mehrfarbiges visuelles Erkennungssystem und können außerdem einen sehr weiten Bereich unserer Umgebung sehen.“

Um diese Leistung zu vollbringen, verwendet SPHEREx sechs Detektoren, die jeweils mit einem speziell entwickelten Filter mit einem Farbverlauf von 17 Farben ausgestattet sind. Das bedeutet, dass jedes mit diesen sechs Detektoren aufgenommene Bild 102 Farben (sechs mal 17) enthält. Es bedeutet auch, dass jede von SPHEREx erstellte Vollhimmelskarte eigentlich aus 102 Karten in jeweils unterschiedlichen Farben besteht.
Das Observatorium wird diese Farben nutzen, um die Entfernung zu Hunderten von Millionen Galaxien zu messen. Obwohl die Positionen der meisten dieser Galaxien bereits von anderen Observatorien in zwei Dimensionen kartiert wurden, wird die Karte von SPHEREx in 3D erstellt, sodass Wissenschaftler subtile Unterschiede in der Anordnung und Verteilung der Galaxien im Universum messen können.

Diese Messungen werden Einblicke in ein Ereignis liefern, das sich in der ersten Milliardstel Milliardstel Milliardstel Sekunde nach dem Urknall ereignet hat. In diesem Moment, der als Inflation bezeichnet wird, dehnte sich das Universum um das Billionenfache aus. Seitdem hat sich nichts Vergleichbares im Universum ereignet, und Wissenschaftler möchten dieses Phänomen besser verstehen. Der Ansatz der SPHEREx-Mission ist ein Weg, um diese Bemühungen zu unterstützen.

Weitere Informationen zu SPHEREx

Die SPHEREx-Mission wird vom JPL für die Astrophysikabteilung der NASA innerhalb der Wissenschaftsdirektion in Washington geleitet. Das Teleskop und der Raumfahrzeugbus wurden von BAE Systems gebaut. Die wissenschaftliche Analyse der SPHEREx-Daten wird von einem Team von Wissenschaftlern aus 10 Institutionen in den USA, Südkorea und Taiwan durchgeführt. Die Daten werden am IPAC am Caltech in Pasadena verarbeitet und archiviert, das das JPL für die NASA verwaltet. Der Hauptforscher der Mission ist am Caltech tätig und hat eine gemeinsame Anstellung am JPL. Der SPHEREx-Datensatz ist öffentlich zugänglich.
Weitere Informationen über die SPHEREx-Mission finden Sie unter: https://science.nasa.gov/mission/spherex/

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• SPHEREx-Weltraumteleskop auf Falcon 9

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Quelle: NASA / Missions, 4. Dezember 2025

„Die Fertigstellung des Roman-Observatoriums ist ein entscheidender Moment für die Behörde“, sagte Amit Kshatriya, stellvertretender Administrator der NASA. „Transformative Wissenschaft hängt von disziplinierter Technik ab, und dieses Team hat Stück für Stück, Test für Test ein Observatorium geschaffen, das unser Verständnis des Universums erweitern wird. Während Roman nach der Integration in die letzte Testphase eintritt, konzentrieren wir uns darauf, präzise zu arbeiten und im Namen der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft einen erfolgreichen Start vorzubereiten.“
Nach den abschließenden Tests wird Roman zum Startplatz im Kennedy Space Center der NASA in Florida gebracht, wo im Sommer 2026 die Startvorbereitungen getroffen werden. Der Start von Roman ist für Mai 2027 geplant, aber das Team ist auf dem besten Weg, bereits im Herbst 2026 starten zu können. Eine SpaceX Falcon Heavy-Rakete wird das Observatorium zu seinem endgültigen Ziel eine Million Meilen von der Erde entfernt bringen.
„Mit der Fertigstellung von Roman stehen wir kurz vor einer unvorstellbaren wissenschaftlichen Entdeckung“, sagte Julie McEnery, leitende Projektwissenschaftlerin für Roman bei der NASA Goddard. „In den ersten fünf Jahren der Mission sollen mehr als 100.000 ferne Welten, Hunderte Millionen Sterne und Milliarden Galaxien entdeckt werden. Nach dem Start von Roman werden wir sehr schnell eine enorme Menge an neuen Informationen über das Universum erhalten.“

Durch die Beobachtung aus dem Weltraum wird Roman sehr empfindlich für Infrarotlicht – Licht mit einer längeren Wellenlänge, als unsere Augen sehen können – aus weit entfernten Bereichen des Kosmos. Die Kombination seiner scharfen Infrarotsicht mit einem weitreichenden Blick auf den Weltraum ermöglicht es Astronomen, unzählige kosmische Themen zu erforschen, von dunkler Materie und dunkler Energie bis hin zu fernen Welten und einsamen Schwarzen Löchern, und Forschungen durchzuführen, die mit anderen Teleskopen Hunderte von Jahren dauern würden.
„In unserer Lebenszeit ist ein großes Rätsel über den Kosmos aufgetaucht: Warum scheint sich die Expansion des Universums zu beschleunigen? Es gibt etwas Grundlegendes über Raum und Zeit, das wir noch nicht verstehen, und Roman wurde gebaut, um herauszufinden, was es ist“, sagte Nicky Fox, stellvertretender Administrator der Wissenschaftsdirektion der NASA-Zentrale in Washington. „Mit Roman als vollständigem Observatorium, das die Mission auf Kurs für einen möglicherweise frühen Start hält, sind wir dem Verständnis des Universums einen großen Schritt näher gekommen wie nie zuvor. Ich könnte nicht stolzer auf die Teams sein, die uns bis hierher gebracht haben.“

Doppelte Sicht

Roman ist mit zwei Instrumenten ausgestattet: dem Weitwinkelinstrument und dem Coronagraph-Instrument zur Demonstration der Technologie.
Der Coronagraph wird neue Technologien zur direkten Abbildung von Planeten um andere Sterne demonstrieren. Er wird das grelle Licht entfernter Sterne blockieren und es Wissenschaftlern erleichtern, das schwache Licht von Planeten in ihrer Umlaufbahn zu sehen. Der Coronagraph soll Welten und staubige Scheiben um nahegelegene Sterne im sichtbaren Licht fotografieren, um uns zu helfen, riesige Welten zu sehen, die älter, kälter und in näheren Umlaufbahnen sind als die heißen, jungen Super-Jupiter, die bisher hauptsächlich durch direkte Bildgebung entdeckt wurden.
„Die Frage ‚Sind wir allein?‘ ist eine große Frage, und es ist eine ebenso große Aufgabe, Instrumente zu entwickeln, die uns helfen können, sie zu beantworten“, sagte Feng Zhao, Manager des Roman Coronagraph Instrument am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Der Roman Coronagraph wird uns diesem Ziel einen Schritt näher bringen. Es ist unglaublich, dass wir die Möglichkeit haben, diese Hardware im Weltraum mit einem so leistungsstarken Observatorium wie Roman zu testen.“
Das Coronagraph-Team wird eine Reihe von vorab geplanten Beobachtungen über einen Zeitraum von drei Monaten durchführen, die sich über die ersten anderthalb Jahre der Mission erstrecken. Danach kann die Mission auf Grundlage von Beiträgen der wissenschaftlichen Gemeinschaft zusätzliche Beobachtungen durchführen.
Das Wide Field Instrument ist eine 288-Megapixel-Kamera, die den Kosmos von unserem Sonnensystem bis zum Rand des beobachtbaren Universums enthüllen wird. Mit diesem Instrument wird jedes Roman-Bild einen Ausschnitt des Himmels erfassen, der größer ist als die scheinbare Größe eines Vollmondes. Die Mission wird Daten hunderte Male schneller sammeln als das Hubble-Weltraumteleskop der NASA und im Laufe ihrer fünfjährigen Hauptmission bis zu 20.000 Terabyte (20 Petabyte) an Daten sammeln.
„Die schiere Menge an Daten, die Roman liefern wird, ist überwältigend und der Schlüssel zu einer Vielzahl spannender Untersuchungen“, sagte Dominic Benford, Programmwissenschaftler für Roman im NASA-Hauptquartier.

Romans Galactic Bulge Time-Domain Survey wird nach innen blicken, um einen der tiefsten Einblicke aller Zeiten in das Herz unserer Milchstraße zu ermöglichen. Astronomen werden Hunderte Millionen Sterne beobachten, um nach Mikrolinseneffekten zu suchen – Gravitationsverstärkungen des Lichts eines Hintergrundsterns, die durch die Schwerkraft eines dazwischenliegenden Objekts verursacht werden. Während Astronomen bisher hauptsächlich Welten entdeckt haben, die sich eng an Sterne schmiegen, können Romans Mikrolinsenbeobachtungen Planeten in der bewohnbaren Zone ihres Sterns und weiter entfernt finden, darunter Welten wie alle Planeten unseres Sonnensystems mit Ausnahme von Merkur. Mikrolinsen werden auch vagabundierende Planeten – Welten, die ohne Bindung an einen Stern durch die Galaxie streifen – und isolierte Schwarze Löcher aufdecken. Der gleiche Datensatz wird 100.000 Welten offenbaren, die vor ihren Muttersternen vorbeiziehen oder diese passieren.
Die restlichen 25 % der fünfjährigen Hauptmission von Roman werden anderen Beobachtungen gewidmet sein, die unter Mitwirkung der breiteren wissenschaftlichen Gemeinschaft festgelegt werden. Das erste dieser Programme mit dem Namen „Galactic Plane Survey” (Galaktische Ebenenuntersuchung) wurde bereits ausgewählt.
Da die Beobachtungen von Roman ein so breites Spektrum an wissenschaftlichen Erkenntnissen ermöglichen, wird die Mission ein General Investigator Program umfassen, das Astronomen dabei unterstützen soll, wissenschaftliche Entdeckungen anhand der Daten von Roman zu machen. Im Rahmen des Engagements der NASA für Gold Standard Science wird die NASA alle Daten von Roman ohne ausschließliche Nutzungsdauer öffentlich zugänglich machen. Dadurch wird sichergestellt, dass mehrere Wissenschaftler und Teams die Daten gleichzeitig nutzen können, was wichtig ist, da jede Beobachtung von Roman eine Fülle von wissenschaftlichen Fragestellungen behandelt.

Das Nancy Grace Roman Space Telescope wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet, unter Beteiligung des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, des Caltech/IPAC in Pasadena, Kalifornien, des Space Telescope Science Institute in Baltimore und eines Wissenschaftsteams, das sich aus Wissenschaftlern verschiedener Forschungseinrichtungen zusammensetzt. Die wichtigsten Industriepartner sind BAE Systems Inc. in Boulder, Colorado, L3Harris Technologies in Rochester, New York, und Teledyne Scientific & Imaging in Thousand Oaks, Kalifornien.

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• Roman Space Telescope, früher WFIRST – Wide-Field Infrared Survey Telescope

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Quelle: Universität Stuttgart.

15. November 2021 – Der Schwerpunkt des Workshops liegt auf Geräten, die von flugzeug- oder ballongestützten Plattformen getragen werden und innerhalb des nächsten Jahrzehnts von europäischen Institutionen gebaut und betrieben werden können. Bis neue Weltraumteleskope für diesen Wellenlängenbereich zur Verfügung stehen, soll so gewährleistet werden, dass Forschende zu jeder Zeit Zugriff auf diesen für Fragen zur Entstehung des Universums so wichtigen Strahlungsbereich haben.

Bereits im Juli 2021, haben Astronomen und Astronominnen die wissenschaftlichen Prioritäten der europäischen Infrarot-/Submillimeter-Astronomie in einem ersten Workshop mit dem Untertitel „Prospects and Opportunities“ herausgearbeitet und damit den Bedarf an weiteren Beobachtungsmöglichkeiten bei diesen Wellenlängen untermauert. Wie zu erwarten wird sich ein Großteil der zukünftigen Infrarot- und Submillimeter-Weltraumforschung voraussichtlich mit galaktischen Themen wie dem Sonnensystem, der Entstehung von Sternen und Planeten, dem interstellaren Medium sowie der späten Sternentwicklung beschäftigen. Bemerkenswert ist allerdings, dass sich etwa ein Drittel der im ersten Workshop genannten Themen mit nahen oder hochrotverschobenen Galaxien, also mit extragalaktischen Objekten befasst hat.

Um den wissenschaftlichen Anforderungen zukünftiger Projekte gerecht werden zu können, benötigen die Forschenden vor allem Spektrometer mit einer hohen spektralen Auflösung und möglichst vielen Pixeln, um spektrale Kartierungen des Himmels möglichst effizient zu gestalten. Die dafür notwendige Miniaturisierung von Komponenten und Einsparung an Gewicht und elektrischem Leistungsbedarf sollte durch neue Detektortechnologien für die jeweiligen Wellenlängenbereiche erreichbar sein. Dabei muss die neue Generation von Instrumenten auch Konfigurationen bieten, bei denen höhere Empfindlichkeiten auf Kosten geringerer spektraler Auflösung erreicht werden. Rund 25 % der aufgeführten zukünftigen Studien legen ausschließlich Wert auf Empfindlichkeit und benötigen eher kameraartige Instrumente. Dabei befassen sich viele photometrische Beobachtungen bei großen Wellenlängen mit Polarimetrie zur Kartierung von Magnetfeldern.

Für die meisten künftigen Infrarot- und Submillimeter-Projekte ist eine Installation der Instrumente an Bord des fliegenden Stratosphären Observatoriums SOFIA ausreichend. In einigen Fällen sind allerdings Stratosphären-Ballone die bevorzugte Plattform, da sie in noch größere Höhen aufsteigen können und daher die verbleibende Atmosphäre die Beobachtungsdaten weniger verunreinigt.

In dem im November bevorstehenden zweiten Workshop werden Entwickler-und Entwicklerinnen, ihre Ideen für neue, innovative Instrumentenlösungen zur Beantwortung der wissenschaftlichen Fragen vorstellen, die im ersten Workshop identifiziert wurden. „Wir erhoffen uns eine angeregte Diskussion über technologische Lösungen sowie die Verfügbarkeit der wesentlichen Technologien, Entwicklungszeiträume und Finanzierungsmöglichkeiten für zukünftige Infrarot- und Submillimeter-Instrumente“, so Bernhard Schulz, Hauptorganisator der beiden Workshops und SOFIA Science Mission Operations Deputy Director vom Deutschen SOFIA Institut, das an der Universität Stuttgart den Betrieb von SOFIA auf deutscher Seite koordiniert.

Im Frühjahr 2022 soll eine Zusammenfassung beider Workshops mit den wichtigsten wissenschaftlichen Zielen sowie den vorgeschlagenen Instrumentenlösungen in einem sogenannten „White Paper“ erscheinen, das in Synergie mit der kürzlich veröffentlichten SOFIA-Instrumenten-Roadmap der NASA, eine Referenz für Instrumentenbauer im nächsten Jahrzehnt bereitstellt. Eine detaillierte (englische) Zusammenfassung des ersten Workshops ist bereits verfügbar.

Über SOFIA
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301 und 50OK1701) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

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• Stratosphären-Observatorium SOFIA

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Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA

Angefragt hatte die NASA für das Finanzjahr 2016 eine Summe von rund 16 Millionen US-Dollar. Bereitgestellt werden nach dem Kongressbeschluss für 2016 nun rund 90 Millionen US-Dollar. Bereits im Vorjahr lagen die zur Verfügung gestellten Mittel mit 50 Millionen US-Dollar deutlich über dem auch für 2015 beantragten Wert von rund 16 Millionen US-Dollar. Im Finanzjahr 2014 flossen rund 56 Millionen US-Dollar in das WFIRST-Programm.

Mit der Finanzspritze sollte es der NASA möglich sein, bei der Realisierung des neuen Teleskops für Infrarot-Astronomie weiter ein hohes Tempo an den Tag zu legen. Die 106 Millionen US-Dollar für die Finanzjahre 2014 und 2015 hatten wichtige Fortschritte bei der Detektor- und Koronografenentwicklung ermöglicht.

Bei einem Treffen der US-amerikanischen astronomischen Gesellschaft (American Astronomical Society, AAS) am 4. Januar 2016 berichtete der Leiter der Astrophysik-Sparte der NASA Paul Hertz, dass der offizielle Start des Programms zur tatsächlichen Verwirklichung von WFIRST schon 2016 erfolgen wird, statt erst 2017 wie zuletzt vorgesehen.

In einem Bericht von 2010 hatten Astronomen WFIRST als diejenige Mission von größerem Umfang identifiziert, der höchste Priorität zuzuordnen sei. Dennoch hatte die NASA nicht erwartet, mit der Umsetzung vor dem Finanzjahr 2017 beginnen zu können und nicht bevor die Ausgaben für NASAs James Webb Space Telescope (JWST) angesichts eines sich nähernden Starts 2018 zurückgehen würden.

Das WFIRST-Projekt entwickelte sich konstant, bis es durch die Möglichkeit, auf Hardware für nicht geflogene US-amerikanische Aufklärungssatelliten zurückgreifen zu können, einen entscheidenden Impuls bekam. Die Hardware, zwei Teleskope, stammt vermutlich aus einem Programm namens Future Imagery Architecture (FIA) und wurde der NASA vom National Reconnaissance Office (NRO), einem Militärnachrichtendienst und Satellitenbetreiber, 2012 überlassen.

Das nun als Grundlage für WFIRST vorgesehene Teleskop besitzt einen Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 2,4 Metern wie beim seit 1990 im All befindlichen Weltraumteleskop Hubble. Die Brennweite des Teleskops für WFIRST ist geringer als die des von Hubble, weshalb sich für WFIRST ein größeres Sichtfeld ergibt – es ist also „weitwinkliger“.

WFIRST, dessen Bezeichnung vollständig Wide-Field Infrared Survey Telescope lautet, ist dazu gedacht, bei der Beantwortung einiger der grundlegenden Fragen aus zwei Bereichen zu helfen. Geplant ist die Beobachtung und Vermessung von Galaxien unter Nutzung eines mit einem Kryokühler versehenen Instruments namens Wide Field Imager (WFI) mit einem Komplex aus 18 H4RG-HgCdTe-Detektoren mit zusammen rund 288 Megapixeln und einem Spektografen mit zwei Detektoren, um beispielsweise Daten zur Beurteilung von Veränderungen der angenommenen dunklen Energie zu gewinnen.

Außerdem soll das im Vergleich zu Hubble über 100 mal größere Blickfeld von WFIRST bei der Suche von Exoplaneten für viele neue Entdeckungen sorgen. Speziell für die Exoplaneten-Suche erhält WFIRST zusätzlich einen im Bereich zwischen 430 und 970 Nanometern empfindlichen Koronografen mit der Bezeichnung CGI für Coronagraph Instrument. Hilfreich für das Auffinden von Exoplaneten wird dabei der hohe Planeten/Sternen-Kontrast von 1×10^-9 des CGI sein. Das Instrument ist so ausgelegt, dass es Exoplaneten unmittelbar abbilden können wird.

Mit dem von Kodak bzw. ITT – heute Harris – gebauten 2,4-Meter-Teleskop von WFIRST will man rund 400 Millionen Galaxien und rund 2.600 Exoplaneten beobachten. Die Primärmission von WFRIST im Weltraum ist auf sechs Jahre angelegt. Dabei soll das Weltraumteleskop dann pro Tag ein Datenvolumen im Bereich von 11 Terabyte zur Erde schicken.

Die vorgesehene Betriebstemperatur des eigentlichen Teleskops wurde wegen der Verwendung der vor langer Zeit gebauten Hardware gegenüber dem ursprünglichen Konzept für WFIRST angehoben.

Der Transport des ohne geöffneten Teleskopdeckel rund 8,2 Meter langen Raumfahrzeugs mit einer Startmasse zwischen 4,1 und 5,1 Tonnen ins All ist derzeit für die Mitte der 2020er geplant. Als Trägerrakete ist aktuell ein leistungsfähiges Modell vorgesehen, was es erlaubte, aus dem Konzept für WFIRST das große Zweistoff-Triebwerkssystem und rund drei Tonnen Treibstoff dafür zu streichen und durch ein Einstoffsystem mit deutlich geringerer Treibstoffzuladung zu ersetzen.

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• NRO schenkt NASA zwei Teleskope im Format von Hubble

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Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: ESA, pole.uchicago.edu.

Das ESA-Teleskop Herschel war erst im Juni diesen Jahres, nach vierjähriger Missionsdauer, von seiner Position im Lagrange-Punkt 2 in eine Friedhofsbahn um die Sonne eingeschossen worden, nachdem im April die mitgeführten Vorräte an Kühlmittel für die hochempfindlichen Instrumente endgültig zur Neige gegangen waren.

Die Auswertung der bis dahin gesammelten und zur Erde übertragenen Daten hat, wie Anfang dieser Woche bekannt wurde, erneut ein ungewöhnlich faszinierendes Resultat erbracht: Die Möglichkeit zur Betrachtung des Universums in einem Zustand noch vor dem ersten Sichtbarwerden elektromagnetischer Strahlung.

Die bisherige Grenze empirischer astronomischer Erkenntnis über die Frühzeit des Universums stellte ein Zeitpunkt etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall dar. Ab diesem Moment, in kosmischen Maßstäben nur einen Wimpernschlag nach ihrer eigentlichen Entstehung, war die kosmische „Ursuppe“ bereits so weit abgekühlt, dass sie für die dann schon vorhandene Strahlung durchlässig wurde. Dieses erste Aufleuchten des entstehenden Universums kennen wir heute als schwache kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) mit einer Temperatur von etwas mehr als 2,7 Kelvin. Die ebenfalls europäische Teleskopmission Planck hatte im März 2013 die bis dato genauste Gesamtkartierung der Hintergrundstrahlung und ihrer örtlich minimal ungleich verteilten Intensität abgeschlossen. Das für die jüngste Forschung zusätzlich eingesetzte, erdgestützte South Pole Telescope (SPT), betrieben von einem Verbund amerikanischer Universitäten und der National Science Foundation, ist ebenfalls explizit auf die umfassende Kartierung des CMB im (Sub-)Millimeterspektrum spezialisiert.

Um Informationen über die Zustände in der Phase der sogenannten „Inflation“, also jener sehr aktiven Zeitspanne vor der ausreichenden Abkühlung und damit direkten Sichtbarkeit des Kosmos, zu erlangen, hatte man sich nun unter Astronomen für dieses Forschungsprojekt einen besonderen Kniff einfallen lassen: Es wurden erstmalig großflächige Aufnahmen des CMB durch das SPT mit Herschel-Daten im Infrarotspektrum über die Gravitationsverteilung des bekannten Universums zusammengeführt. Das antarktische 10-Meter Teleskop zeichnete dabei insbesondere bestimmte polarisierte Anteile der Hintergrundstrahlung (B-modes) mit seinem Instrument SPTpol auf. Von diesen B-modes ist bekannt, dass sie etwa durch den Einfluss von Gravitationslinsen auf den CMB im post-inflationären Zustand des Universums entstehen konnten. Polarisierte Anteile diesen Ursprungs wurden nun vom SPT erfasst und für die gerade vorgelegten Ergebnisse mit Hilfe von Herschels Daten über mögliche Quellen des Gravitationslinsen-Effekts ausgewertet. Mit diesem Verfahren gelingt offenbar nicht nur das effiziente Aufspüren von B-modes, sondern in umgekehrter Weise auch die Lokalisation sonst nicht auszumachender Gravitationsquellen wie Dunkler Materie.
Für den Blick noch weiter zurück in die Vergangenheit des Kosmos werden allerdings B-modes mit anderer Herkunft, sogenannte „primordiale B-modes“ relevant. Sie sind von noch während der Inflation entstandenen Gravitationseffekten, die Astrophysiker sprechen von „Gravitationswellen“, beeinflusst und damit Träger von Informationen aus einer bisher unerreichbar geglaubten Vergangenheit. Obwohl diese „Subspezies“ von B-modes der Hintergrundstrahlung nochmals schwerer fassbar ist als jene mit post-inflationärem Ursprung, haben Herschel und das SPT mit ihrer Beobachtung des letzteren Typs nachgewiesen, dass eine sensorische Erfassung der polarisierten Anteile des CMB grundsätzlich möglich ist.

Bereits im kommenden Jahr soll Planck gewissermaßen posthum, das Teleskop ist inzwischen auch inaktiv, mit der Veröffentlichung neuen Materials in dieser Frage nachlegen können, so hoffen die Forscher.

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• Neuer Blick aufs Universum mit Herschel/Planck
• Ariane 5 ECA V-188 mit *Herschel* / *Planck*
• Urknall

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Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

IRIS wurde von der NASA in Kooperation mit dem amerikanischen Unternehmen Lockheed Martin realisiert und mit Hilfe eines Pegasus-XL-Launchers der Orbital Sciences Corporation gestartet. In den frühen Morgenstunden europäischer Zeit wurde die Rakete von ihrem Trägerflugzeug knapp zwölf Kilometer über dem kalifornischen Pazifik abgeworfen und erreichte mit Zündung des eigenen Motors wenig später den vorgesehenen sonnensynchronen Orbit für ihre Nutzlast. Abgehoben hatte die Lockheed L-1011 „Stargazer“ der Orbital zu dieser Startkampagne von der Vandenberg Air Force Base an der nahegelegenen US-Westküste. Das Teleskop selbst gehört zum Small Explorer Programm (SMEX) der NASA, dessen Ziel die Durchführung preisgünstiger Wissenschaftsmissionen zur Erforschung unseres Sonnensystems und des Tiefenraums ist. Erst im Juni vergangenen Jahres war mit dem Röntgen-Teleskop NuSTAR ein weiterer SMEX-Satellit von einer Pegasus XL in die Umlaufbahn befördert worden.

Das UV-Spektrometer von IRIS soll nach seiner Inbetriebnahme, in voraussichtlich etwa zwei Monaten, nach der technischen Überprüfung und Kalibrierung seiner Komponenten, als Ergänzung zu den bestehenden Weltraumteleskopen Solar Dynamics Observatory (SDO) und Hinode der USA und Japans fungieren. Von ihnen hebt sich das neue Teleskop vor allem durch den eng fokussierten Beobachtungsausschnitt seines Primärinstruments ab. Während etwa das SDO die solare Aktivität makroskopisch erfasst, wird IRIS Phänomene von nur rund 250 Kilometern Durchmesser in der Atmosphäre unseres Zentralgestirns auflösen können. Auch der Untersuchungsgegenstand unterscheidet sich: während andere Sonnenbeobachtungs-Missionen vor allem deren Oberfläche oder die äußere Korona ins Visier nehmen, ist IRIS auf die dazwischen liegende Chromosphäre, Quelle der solaren UV-Strahlung, und die sogenannte Übergangsregion zur Korona spezialisiert.

In diesen mittleren Schichten der Sonnenatmosphäre, so glauben Forscher, liegt der Schlüssel zum Verständnis der zentralen Vorgänge beim Transfer von Energie und Plasma von der Sternoberfläche nach außen. Die Chromosphäre ist dabei, im Vergleich zur Korona, noch relativ dicht, energiereich und beherbergt aller Wahrscheinlichkeit nach die maßgeblichen thermischen und magnetischen Prozesse für die Entstehung des Sonnenwindes und koronaler Massenauswürfe. Ihre Auswirkungen spüren wir von Zeit zu Zeit noch auf der Erde, etwa in Form von Wettereinflüssen oder der Gefährdung von empfindlichen elektronischen Instrumenten wie Satelliten im Erdorbit. IRIS wird nun in der Lage sein, eng begrenzte Ausschnitte der Chromosphäre in ihrem vollen thermischen Spektrum im Zeitverlauf zu beobachten und daraus entsprechende neue Schlüsse zu erlauben.

Eine konkrete Frage, die in diesem Kontext nach Antworten verlangt, ist jene nach der extrem hohen Temperatur der Korona: während die Sonnenoberfläche nur rund 6.000 Kelvin heiß ist, steigt die Temperatur des Atmosphärenmaterials bis zu den äußeren, dünnen Schichten auf mehrere Millionen Kelvin an. Eine befriedigende Erklärung für dieses schon lange bekannte Phänomen besteht bisher nicht und könnte womöglich aus den Daten von IRIS gewonnen werden.

Bahndaten des IRIS: 669,98 km (Apogäum) X 622,96 km (Perigäum) / 97,899° (Bahnneigung)

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Das Weltraumteleskop Herschel wurde am 14. Mai 2009 an Bord einer Rakete vom Typ Ariane 5 gestartet. Mit einem Hauptspiegel-Durchmesser von 3,5 Metern handelt es sich um das bisher größte und leistungsfähigste Infrarot-Weltraumteleskop. Seine beiden Kameras beziehungsweise abbildenden Spektrometer, die Instrumente PACS (kurz für „Photoconductor Array Camera and Spectrometer“) und SPIRE (kurz für „Spectral and Photometric Imaging Receiver“), deckten Wellenlängen zwischen 55 und 670 Mikrometer ab. Ein drittes Instrument, das sehr hoch auflösende Spektrometer HIFI, deckte die Bandbreiten von 157 bis 212 Mikrometer und 240 bis 625 Mikrometer ab.

Alle drei Instrumente befanden sich in einem mit flüssigem Helium auf eine Temperatur von -271 Grad Celsius gekühlten Kryostat. Zu Missionsbeginn verfügte das Weltraumteleskop über einen Vorrat von 2.300 Liter Flüssighelium, welches sich seit der letzten Tankauffüllung einen Tag vor dem Missionsstart langsam, aber unaufhaltsam verflüchtigt hat. Die stetig erfolgende Verdunstung des Flüssigheliums war die Voraussetzung für die Kühlung der drei Instrumente auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt. Diese tiefen Temperaturen sind notwendig, damit die Detektoren der Instrumente das kalte Universum überhaupt im Bereich der Infrarotstrahlung beobachten können. Bei höheren Temperaturen würde die aus dem Weltall stammende Strahlung von der Eigenwärme und dem Rauschen der Instrumente überlagert.

Bei dem täglichen Funkkontakt zwischen dem Welktraumteleskop und der zuständigen Bodenstation in Westaustralien wurde am 29. April 2013 bei allen drei Instrumenten ein deutlicher Temperaturanstieg festgestellt. Dies, so die Europäische Weltraumagentur ESA, ist darauf zurückzuführen, dass der Kühlmittelvorrat jetzt endgültig aufgebraucht ist.

„Herschel hat alle Erwartungen übertroffen und uns eine unglaubliche Fülle an Daten beschert, mit deren Auswertung die Astronomen noch mehrere Jahre lang beschäftigt sein werden“, so Prof. Alvaro Giménez, ESA-Direktor für Wissenschaft und robotische Exploration.

Während seiner Missionszeit hat das Weltraumteleskop Herschel über 35.000 wissenschaftliche Beobachtungen durchführen können und dabei mehr als 25.000 Stunden an wissenschaftlichen Daten aus mehr als 600 Beobachtungsprogrammen zusammengestellt. Hinzu kommen noch weitere 2.000 Stunden für Kalibrierungsbeobachtungen. Der im Rahmen dieser Beobachtungen gewonnene riesige Datensatz wird im Europäischen Weltraumastronomiezentrum (ESAC) bei Madrid verwaltet. Dieses Datenarchiv bildet das eigentliche Vermächtnis der Mission. Von der Auswertung versprechen sich die Wissenschaftler noch wesentlich mehr Entdeckungen, als dies in dem Einsatzzeitraum von Herschel möglich war.

„Herschel hat uns ein neues Bild des bisher verborgenen Teils des Universums präsentiert und bisher nicht beobachtbare Prozesse bei der Entstehung von Sternen und Galaxien aufgezeigt. Seine Daten ermöglichen uns auch die Untersuchung von Wasservorkommen im All, sei es in Molekülwolken oder neugeborenen Sternen und ihren protoplanetaren Scheiben und Kometengürteln“, so Dr. Göran Pilbratt, ESA-Projektwissenschaftler für Herschel.

Blick auf die Geburt der Sterne
Herschels atemberaubende Bilder ineinander verwobener Staub- und Gasfilamente in unserer Milchstraße sind eine Art illustrierte Geschichte der Sternenentstehung. Diese einzigartigen Beobachtungen im langwelligen Infrarot haben den Astronomen eine neue Vorstellung davon gegeben, wie Turbulenzen Gas im interstellaren Raum aufwirbeln und so filament- und netzartige Strukturen innerhalb kalter Molekülwolken entstehen lassen. Bei entsprechenden Umgebungsbedingungen gewinnt dann die Schwerkraft die Überhand und zerteilt die Globulen in kompakte Kerne. Tief eingebettet darin befinden sich die Protosterne, die „Embryonen“ neu entstehender Sonnen, welche den sie umgebenden Staub auf gerade einmal ein paar Grad über dem absoluten Nullpunkt „aufwärmen“ und somit Herschels äußerst empfindlichen Instrumenten ihre Existenz verraten haben.

Auf den Spuren des Wassers

In den ersten Jahrmillionen im Leben neugeborener Sterne kann in der sie umgebenden dichten Gas- und Staubscheibe die Entstehung von Planeten beobachtet werden. Herschel hat dabei insbesondere nach Wasser geforscht, welches für die Entstehung von Leben in der uns bekannten Form von entscheidender Bedeutung ist, und dessen Vorkommen sowohl in den die Sternenembryos umgebenden Wolken als auch in protoplanetaren Scheiben erfasst. In diesen Scheiben konnte das Weltraumteleskop Wasserdampfvorkommen in der Größenordnung Tausender Erdozeane feststellen, wobei die Eisvorkommen auf Staubkörnern und Kometen noch um einiges höher ausfielen.

Innerhalb unseres Sonnensystems konnte Herschel außerdem die Zusammensetzung des Wassereises des Kometen Hartley-2 analysieren, dessen Isotopenverteilung praktisch dieselbe ist wie die des Wassers auf unserem Heimatplaneten. Diese Ergebnisse sind neuer Stoff für die Debatte, wie viel Wasser in der Frühzeit des Sonnensystems durch Kometeneinschläge auf die Erde verfrachtet wurde. Zusammen mit den Beobachtungen riesiger Kometengürtel anderer Sterne erhoffen sich die Astronomen nun eine Antwort auf die Frage, ob ein ähnlicher Prozess auch in anderen Planetensystemen stattfinden könnte.

Weit entfernte Galaxien
Herschel hat auch das Wissen der Menschheit über die Entstehung von Sternen erweitert, und zwar in Größenordnungen, welche tief in den kosmischen Raum hinein- und weit in die Zeit zurückreichenden. Bei der Beobachtung weit entfernter Galaxien konnte das Weltraumteleskop selbst in der Frühzeit des Universums vor 13,8 Milliarden Jahren vielerorts hohe „Sternentstehungsraten“ feststellen. Dabei wurden jährlich Hunderte bis Tausende neuer Sterne von der Masse unserer Sonne beobachtet. Im Vergleich dazu kommt unsere Milchstraße im Schnitt lediglich auf einen neuen sonnenähnlichen Stern pro Jahr.

Die Frage, wie Galaxien in den ersten Jahrmilliarden des Universums Sterne in solch riesigen Mengen hervorbringen konnten, ist für Wissenschaftler, die sich mit der Entstehung und Entwicklung von Galaxien beschäftigen, weiterhin ein Rätsel. Die durch Herschel gewonnenen Daten lassen vermuten, dass den Galaxien in der Frühzeit des Universums größere Gasmengen zur Verfügung standen, was diese hohen Wachstumsraten selbst ohne Kollisionen zwischen Galaxien ermöglichte, welche normalerweise Voraussetzung für die Auslösung solch explosionsartiger Vermehrungen notwendig sind.

„Auch wenn Herschel keine Messungen mehr vornehmen kann, ist dies noch lange nicht das Ende der Mission: Uns steht noch eine Fülle an Entdeckungen bevor“, so Dr. Pilbratt. „Wir werden unsere Arbeit jetzt darauf konzentrieren, die Daten in Form möglichst perfekter Karten, Spektren und verschiedener Kataloge zugänglich zu machen, um so die Astronomen bei ihren laufenden und künftigen Arbeiten zu unterstützen. Natürlich sind wir betrübt darüber, dass die Beobachtungen nun ein Ende haben. Deshalb möchte ich an dieser Stelle abschließend sagen: Danke, Herschel!“
„Herschels revolutionäre wissenschaftliche Ausbeute verdanken die Astronomen nicht zuletzt der hervorragenden Arbeit europäischer Unternehmen, Einrichtungen und Hochschulen bei Entwicklung, Bau und Betrieb dieses Weltraumobservatoriums und seiner Instrumente“, so Dr. Thomas Passvogel, ESA-Projektleiter für die Weltraumteleskope Herschel und Planck. Die Mission brachte auch eine Reihe technologischer Fortschritte mit sich, die künftigen Weltraummissionen und einer möglichen Nutzung von Raumfahrttechnologien in raumfahrtfremden Bereichen zugute kommen können. Genannt seien hier die Entwicklung fortschrittlicher kryotechnischer Systeme, der Bau des bisher größten Weltraumteleskopspiegels und der Einsatz der empfindlichsten direkten Sensoren für Licht im langwelligen Infrarot bis in den Millimeterbereich. Die Herstellungsmethoden für Herschel kommen bereits bei der nächsten Generation von Weltraummissionen der ESA zum Einsatz, unter anderem bei der Mission GAIA.
Das Weltraumteleskop wird noch für einige Zeit mit seinen Bodenstationen in Funkkontakt bleiben, wobei noch eine Reihe technischer Tests durchgeführt werden sollen. Den Flugbetrieb gewährleisten die ESA-Teams am Europäischen Satellitenkontrollzentrum ESA/ESOC in Darmstadt. Nach einer abschließenden Testphase soll das Teleskop dann im Mai 2013 auf eine längerfristig stabile Umlaufbahn um die Sonne befördert werden.

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• Neuer Blick aufs Universum mit Herschel/Planck

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Um das neue Foto zu produzieren, nutzten Astronomen Hubble-Aufnahmen der letzten zehn Jahre und setzten diese aufwändig zusammen. Aufgenommen wurden die Fotos im Zentrum des „Hubble Ultra Deep Field“, dem bisher tiefsten Blick ins Universum im Sternbild „Chemischer Ofen“, am Südhimmel. Das jetzt neu veröffentlichte Bild geht weiter und zeigt mehr als 5.500 Galaxien. Mit dabei sind Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße, aber auch große rote, unscharfe, in denen die Entstehung von Sternen bereits aufgehört hat.

Hubble hat insgesamt 50 Tage ununterbrochen Licht aus dieser Gegend eingesammelt, verteilt über die letzte Dekade. Die daraus resultierenden 2.000 Fotos wurden von den beiden Primärkameras aufgenommen, welche in dieser Zeit im Hubble Space Telescope montiert waren. Erst im Jahr 2009 wurde die bisher verwendete „Advanced Camera for Surveys“ im Rahmen der Space-Shuttle-Mission STS 125 durch die „Wide Field Camera 3“ ersetzt. Diese erlaubt auch einen Blick in das nahe infarote Spektrum des Lichts. „Das XDF ist der tiefste Blick ins Universum, den wir je gewagt haben und offenbart die entferntesten Galaxien, die wir je gesehen haben. XDF erlaubt es uns, weiter in die Vergangenheit zurückzuschauen, als jemals zuvor“, sagt Garth Illingworth von der Universität von Kalifornien.

Das Universum ist 13,7 Milliarden Jahre alt und XDF lässt bereits Galaxien erkennen, die etwa 13,2 Milliarden Jahre alt sind. Die meisten Galaxien auf dem Bild sind sehr jung, klein und noch im Wachstum. Sie kollidieren oft und zeigen die dramatischen Ereignisse, die sich nach dem Urknall abgespielt haben. Die ersten Sterne dieser Galaxien waren oft blaue Sterne, sehr viel heller als unsere Sonne, aber auch sehr viel kurzlebiger. Das Licht dieser vergangenen Riesen erreichte uns erst jetzt. Damit ist das XDF ein Zeittunnel zurück in diese Vergangenheit.

Das Hubble-Weltraumteleskop (englisch Hubble Space Telescope, kurz HST) ist ein Weltraumteleskop für sichtbares Licht, Ultraviolett- und Infrarotstrahlung, das die Erde in einer Höhe von 575 Kilometern innerhalb von 96 Minuten einmal umkreist. Das Teleskop entstand aus der Zusammenarbeit der NASA und der ESA und wurde nach dem US-Astronomen Edwin Hubble benannt. Als Nachfolger ist im Moment das James Webb Space Telescope in Bau. Frühester Start wäre 2018.

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• Zur Hubble-Diskussion

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

In vielen Galaxienkernen wurden von den Astronomen in der Vergangenheit supermassive Schwarze Löcher entdeckt, deren Masse oftmals millionenfach größer ausfällt als die Masse unserer Sonne. Diese zentralen Schwarzen Löcher sind von einer sogenannten Akkretionsscheibe, einer heißen, hellen Scheibe aus interstellarem Gas und Staub umgeben. Zur Aufrechterhaltung der von diesen Scheiben ausgehenden hohen Leuchtkraft müssen diese ständig mit frischen Material versorgt werden. Dieses Material stammt aller Wahrscheinlichkeit nach aus einem Staubtorus, welcher die Akkretionsscheiben ringförmig umgibt.

Da dieser das Schwarzes Loch umgebende Staubtorus sehr kompakt ausfällt, stellt seine Untersuchung für die Astronomen eine sehr große Herausforderung dar. Detaillierte Untersuchungen der zentralen Staubansammlungen in Galaxien sind wichtig, um die Struktur des Staubtorus und seine Wechselwirkung mit der Akkretionsscheibe besser zu verstehen. Für die hierfür benötigte Winkelauflösung ist allerdings ein Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von mehr als 100 Metern nötig. Da solche Teleskope derzeit nicht verfügbar sind, stellt sich den Astronomen die Frage nach einer alternativen Lösung.

Eine Möglichkeit für eine erfolgreiche Analyse besteht darin, bei der Beobachtung eines Schwarzen Lochs mehrere Teleskope gleichzeitig auf das zu untersuchende Objekt auszurichten und das so „eingefangene“ Licht zu überlagern. Durch diese als Interferometrie bezeichnete Methode können die Astronomen hochaufgelöste Daten über die Umgebung der Schwarzen Löcher gewinnen.

Ein von Prof. Dr. Gerd Weigelt vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn geleitetes internationales Wissenschaftlerteam berichtete jetzt in einem kürzlich in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ publizierten Artikel über die auf diese Weise erfolgte Untersuchung des Zentrums der im Sternbild Zentaur (lateinischer Name Centaurus) gelegenen Galaxie NGC 3783 im infraroten Spektralbereich. Für ihre Messungen verwendeten die Astronomen das Interferometrie-Instrument AMBER des Very-Large-Telescope-Interferometers (VLTI) der Europäischen Südsternwarte (ESO).

Die dabei angewandte Interferometriemethode ermöglicht eine extrem hohe Auflösung des untersuchten Objektes, welche sich proportional zum Abstand der verwendeten Teleskope verhält. Da der größte Abstand zwischen den vier Teleskopen des VLTI 130 Meter beträgt, kann mit ihnen eine Winkelauflösung erreicht werden, welche der theoretische Auflösung eines Teleskops mit einem Spiegeldurchmesser von 130 Metern entspricht. Das ist 15 mal besser als die Auflösung eines einzelnen VLTI-Teleskops, welche über einen Spiegeldurchmesser von acht Metern verfügen.

„Das VLTI der ESO eröffnet für uns eine einmalige Gelegenheit, unser Wissen über Galaxienkerne zu verbessern“, so Prof. Dr. Weigelt. „Wir können damit faszinierende physikalische Prozesse mit einer bisher nicht erreichten Auflösung und über einen weiten infraroten Spektralbereich untersuchen. Genau das ist nötig, um die physikalischen Eigenschaften dieser Objekte zu erforschen.“

Dr. Makoto Kishimoto vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie, einer der Co-Autoren der Studie, ergänzt: „Wir hoffen, in den nächsten Jahren noch viel mehr Informationen zu bekommen, indem wir bei noch kürzeren Wellenlängen, mit größerem Teleskopabstand und mit höherer spektraler Auflösung messen. Ganz besonders wichtig ist, dass es in einigen Jahren zwei weitere Interferometrie-Instrumente für das VLTI geben wird, die komplementäre Informationen liefern werden.“

Für die Untersuchung des Zentrums der Galaxie NGC 3783 fertigten die Astronomen mit dem VLTI mehrere Tausend Interferogramme an, welche sich aus den Einzelaufnahmen von jeweils zwei beziehungsweise drei Teleskopen zusammensetzen. Dabei lagen die Abstände zwischen den eingesetzten Teleskopen im Bereich von 45 bis 114 Metern. Die Auswertung dieser Interferogramme ermöglichte es den Wissenschaftlern, den Radius des kompakten Staubtorus im Zentrum der rund 150 Millionen Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt gelegenen Galaxie zu bestimmen.

Dabei wurde ein Winkelradius von 0,74 Milli-Bogensekunden ermittelt, was einem Radius des Torus von lediglich einem halben Lichtjahr entspricht. Kombiniert mit früheren Messungen in längeren Wellenlängenbereichen ermöglichten die im nahen Infrarot-Bereich erfolgten Messungen zudem die Ableitung wichtiger physikalischer Eigenschaften des Staubtorus von NGC 3783.

„Die hohe VLTI-Auflösung ist auch bei Untersuchungen von vielen anderen Schlüsselobjekten der Astrophysik wichtig“, betont Karl-Heinz Hofmann, ein weiteres Mitglied des Astronomen-Teams. „Es ist klar, dass die Infrarot-Interferometrie die Infrarot-Astronomie in der gleichen Weise revolutionieren wird, wie in der Vergangenheit die Radiointerferometrie die Radioastronomie revolutioniert hat.“

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• Supermassive Schwarze Löcher
• Schwarze Löcher

Abstract des Fachartikels:

• VLTI/AMBER observations of the Seyfert nucleus of NGC 3783 (engl.)

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Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA.

Die Boeing 747SP mit dem eingebauten Teleskop SOFIA (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy, Stratosphärenteleskop für Infrarotastronomie) hielt bei den Testflügen das seitliche Tor, hinter dem sich SOFIA verbirgt, noch geschlossen. Während der Flüge wurden vor allem Flugeigenschaften, Aerodynamik und strukturelle Festigkeit getestet. Gleichzeitig wurden Systeme des Teleskops im Betrieb überprüft.

Im Laufe des Jahres werden die verbliebenen Systeme eingerüstet, um dann Testflüge mit geöffnetem Tor durchzuführen. Erste vorläufige Forschungsflüge sollen Anfang 2009 beginnen. Der Dienstbeginn des Teleskops ist für 2011 geplant. Seine endgültige Betriebskonfiguration wird SOFIA aber erst 2014 erreichen.

Der Beitrag SOFIA – Erste Testphase abgeschlossen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Michael Stein.

Das Weltraumteleskops führte zum Zeitpunkt seines Starts die Bezeichnung SIRTF (= Space Infrared Telescope Facility). Erst danach wurde es zu Ehren des amerikanischen Wissenschaftlers Lyman Spitzer Jr. (1914-1997), der unter anderem eine treibende Kraft bei der Realisierung des Hubble-Weltraumteleskops war, umbenannt. Frühe Meldungen zu dieser Mission finden Sie auf Raumfahrer.net daher noch unter der Bezeichnung SIRTF. Bitte berücksichtigen Sie dies bei einer Suche nach News-Meldungen über dieses Weltraumteleskop.

Einleitung
Mit dem Start des Spitzer-Weltraumteleskops am 25. August 2003 fand das so genannte Great Observatory Program der NASA seinen Abschluss. Hinter diesem Programm steht die Idee, mit einer Flotte von vier weltraumgestützten Teleskopen das Weltall in verschiedenen, wissenschaftlich relevanten Spektralbereichen beobachten zu können. Dem Spitzer-Weltraumteleskop kommt dabei die Aufgabe zu, die auf der Erdoberfläche kaum beobachtbare kosmische infrarote Strahlung ins Visier zu nehmen.

Im Rahmen des Great Observatory Program sind bisher die Weltraumteleskope Compton Gamma-Ray Observatory (1991), das Chandra X-Ray Observatory (1999) sowie das Hubble Space Telescope (1990), das Beobachtungen im Bereich der Infrarotstrahlung und des sichtbaren Lichts vornimmt, gestartet worden. Während Compton aufgrund des Ausfalls eines Gyroskops aus Sicherheitsgründen 1999 bei einem kontrollierten Absturz in der Erdatmosphäre verglühte werden Hubble und Chandra voraussichtlich noch mehrere Jahre lang in Betrieb sein.

Vorgeschichte
Bereits Anfang der 1980er Jahre wurden von der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA Vorschläge für den Bau eines großen weltraumgestützten Infrarot-Teleskops untersucht. Damals, am Anfang der Space Shuttle-Ära, hatte man ein wiederholtes Starten des geplanten Teleskops an Bord amerikanischer Raumfähren vorgesehen – immerhin herrschte seinerzeit die heute kaum noch nachvollziehbare Hoffnung vor, im beinahe wöchentlichen Rhythmus Raumfähren für bis zu 30 Tage dauernde Forschungsmissionen in den Erdorbit schicken zu können. Auch die vorhergesehene Beeinträchtigung durch die Infrarot-Emmissionen des Shuttles wurde für tolerabel und beherrschbar gehalten.

Doch es sollte anders kommen: Sehr schnell nach Inbetriebnahme der ersten Raumfähren war klar, dass die optimistischen Vorstellungen der 1970er Jahre über niedrige Betriebskosten und geringe Turn-Around-Zeiten der Shuttle-Flotte unrealistisch waren. Darüber hinaus war das im Januar 1983 gestartete erste weltraumgestützte Infrarot-Teleskop IRAS (= Infrared Astronomical Satellite) derartig erfolgreich, dass die NASA 1984 schließlich von der Idee eines Shuttle-basierten Teleskops Abschied nahm und die Entwicklung eines autonomen Weltraumteleskops in Auftrag gab. Welch‘ glückliche Hand die NASA mit dieser Entscheidung bewies zeigte sich schon ein Jahr später, als während der Shuttle-Mission STS-51-F unter anderem auch ein kleines Infrarot-Teleskop an Bord getestet wurde: Die Beobachtungen des Teleskops mit einem Spiegeldurchmesser von nur 15,2 Zentimetern, das auf der Instrumentenplattform des Spacelab 2 untergebracht war, wurden nämlich durch die Infrarot-Emmissionen der Raumfähre erheblich gestört.

Damit war die letzte Wendung in der Entstehungsgeschichte des damals noch SIRTF genannten Teleskops aber noch nicht erreicht. Aufgrund massiver Kürzungen der NASA-Finanzmittel in den 1990er Jahren reduzierte sich auch das für die Entwicklung und den Bau des Teleskops zur Verfügung stehende Budget erheblich. Während die Planungen 1990 noch von mehr als zwei Milliarden US-Dollar Gesamtkosten und einer Startmasse von über fünfeinhalb Tonnen ausgingen kostete die endgültige, zwei Mal „geschrumpfte“ Fassung des Weltraumteleskops nur noch rund 450 Millionen Dollar, und gleichzeitig reduzierte sich das Startgewicht auf 750 Kilogramm – in jeder Hinsicht eine wahrhaft gigantische Reduktion. Obwohl Spitzer heute gegenüber dem Design des Jahres 1990 natürlich etwas geringere Fähigkeiten aufweist konnte der Großteil der geplanten Eigenschaften des Teleskops durch innovative Ideen und Ausnutzung des technischen Fortschritts erhalten werden.

Zuletzt mußte der ursprünglich für April 2003 geplante Start des Weltraumteleskops noch einmal verschoben werden, da es Probleme mit einem Feststoffbooster der Delta II-Trägerrakete gab. Die Beseitigung dieses Problems hätte zwar nicht vier Monate in Anspruch genommen, allerdings hatten – nachdem der Starttermin im April aufgrund der technischen Probleme verstrichen war – zunächst die beiden Mars-Rover Spirit und Opportunity Priorität, die im Gegensatz zum Spitzer-Weltraumteleskop nur während kurzer, wenige Wochen umfassender Startfenster ihre Reise zum Mars antreten konnten.

Das Weltraum-Teleskop
Während die erste SIRTF-Version noch eine Titan-Trägerrakete benötigt hätte, um ins Weltall befördert zu werden, reicht für das Realität gewordene Spitzer-Teleskop eine Delta II Heavy aus. Mit Hilfe dieser Rakete wird das Teleskop nach dem Start in eine Umlaufbahn um die Sonne befördert werden, die der Erdumlaufbahn entspricht. Spitzer wird der Erde auf ihrem Weg um die Sonne folgen und sich dabei mit einer Geschwindigkeit von rund 0,1 Astronomische Einheiten (d.h. ein Zehntel der Entfernung Erde-Sonne) pro Jahr von der Erde entfernen. Der große Vorteil dieses Orbits gegenüber einer Erdumlaufbahn ist die deutlich kältere Umgebungstemperatur von nur etwa 30 bis 40° Kelvin (= über dem absoluten Nullpunkt).

Warum ist man bestrebt, die Temperatur des Teleskops so gering wie möglich zu halten? Auch Spitzer selbst sendet infrarote Strahlung – also Wärmestrahlung – aus, und je wärmer das Teleskop ist, umso mehr stört dieses „Eigenrauschen“ die Beobachtung. Durch den gewählten Orbit und die damit verbundene extrem niedrige Umgebungstemperatur ist nur noch ein relativ geringer Aufwand für die Kühlung des Teleskopspiegels und der Detektoren auf die Betriebstemperatur von etwa 5,5° Kelvin notwendig. Vor der Aufheizung des Teleskops durch die Sonne wird es durch einen Schutzschild bewahrt, der gleichzeitig als Träger für die Solarzellen zur Energiegewinnung dient.

Damit wäre auch gleich etwas über den Aufbau des Spitzer-Weltraumteleskops gesagt. Vor der Sonneneinstrahlung wird das Teleskop durch den erwähnten Schutzschild bewahrt, darüber hinaus ist der Teleskoptubus schwarz gestrichen, wodurch eine optimale Wärmeabstrahlung gewährleistet ist. Die einfallende infrarote Strahlung fällt auf einen Spiegel mit 85 Zentimeter Durchmesser und wird schließlich in die so genannte Multiple Instrument Chamber geleitet, wo drei verschiedene Messinstrumente die infrarote Strahlung registrieren. Dabei handelt es sich um zwei Detektoren-Arrays zur Registrierung von naher und mittlerer infraroter Strahlung bzw. von ferner infraroter Strahlung sowie um einen Spektrographen zur Untersuchung mittlerer infraroter Strahlung. Diese drei wissenschaftlichen Instrumente des Spitzer-Teleskops werden bei nur 1,5° Kelvin betrieben, was mit Hilfe einer cryostatischen Kühlanlage erreicht wird.

Was soll das Teleskop beobachten?
Vom gesamten elektromagnetischen Spektrum ist für den Menschen nur ein kleiner Ausschnitt direkt wahrnehmbar – nur das sichtbare Licht und die (nahe) infrarote Strahlung in Form von Wärmestrahlung wird direkt durch die Augen bzw. die Haut registriert. Für alle anderen Strahlungsarten haben wir keine Rezeptoren, da sich im Laufe der biologischen Evolution für unsere Gattung schlicht niemals die Notwendigkeit ergab, hierfür empfänglich zu sein: Unsere Vorfahren haben offensichtlich überlebt, auch ohne beispielsweise über ein für infrarote Strahlung empfängliches Auge zu verfügen. (Ein solches Auge wäre jedoch vor Erfindung der Glühbirne ohne Frage von Vorteil gewesen; man denke nur an die Möglichkeit, auf diese Weise auch in der Dämmerung oder bei Dunkelheit gefährliche Tiere frühzeitig entdecken zu können!)

Das Spitzer-Weltraumteleskop ist für die Beobachtung des infraroten Strahlungsspektrums ausgelegt, das sich unmittelbar an dem von unserem Auge als rot wahrgenommenen Licht anschließt. Die infrarote Strahlung ist im Vergleich zum roten Licht energieärmer, hat eine niedrigere Frequenz und eine größere Wellenlänge. Die Astronomen unterteilen den infraroten Bereich des Strahlungsspektrums noch weiter: vom so genannten „Nahen Infrarot“ mit Wellenlängen von rund einem Mikron bis zum „Fernen Infrarot“ mit Wellenlängen von 200 Mikron (1 Mikron = 0,001 Millimeter) – wobei das „Nahe Infrarot“ (Nomen est Omen) dem roten Licht am nächsten liegt. Anders ausgedrückt beobachtet Spitzer die Wärmestrahlung, die jedes Objekt, dessen Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes liegt, emittiert. Wie schon erwähnt absorbiert die Erdatmosphäre den größten Teil dieser aus dem Kosmos stammenden Wärmestrahlung, so dass ein Weltraumteleskop für die Beobachtung dieser Strahlungsart von unschätzbarem Wert ist.

Die wissenschaftlichen Ziele lassen sich unter vier Überschriften zusammenfassen. Zum einen soll Spitzer nach so genannten „Braunen Zwergen“ und „Super-Planeten“ suchen. Dabei handelt es sich um Himmelskörper, die irgendwo in der Übergangsphase zwischen Planeten und Sternen angesiedelt sind – sie sind zwar für planetare Verhältnisse gigantisch groß, aber doch nicht so groß, dass in ihrem Inneren eine Kernfusion hätte starten können. Daher sind sie auch nur schwer zu entdecken, denn sie emittieren kaum sichtbare Strahlung, sondern so gut wie ausschließlich Infrarotstrahlung. Für Astronomen ist es interessant zu wissen wie häufig sie sind, da die „Braunen Zwerge“ unter anderem auch einen Bestandteil der so genannten „Dunklen Materie“ bilden, die den Großteil der Materie unseres Universums ausmacht – und von deren Umfang die weitere Zukunft unseres Universums abhängt.

Eine andere spannende Aufgabe wird die Suche nach Staub- bzw. Gasscheiben um nahe Sterne sein. Solche Scheiben werden als Vorformen von Planetensystemen angesehen, und für Astronomen ist es natürlich interessant zu wissen, wie häufig solche proto-planetaren Staub- und Gasscheiben um Sterne sind.

Daneben wird Spitzer auch nach Galaxien suchen, die den Großteil ihrer Strahlung im infraroten Spektralbereich emittieren. Dieser Umstand könnte auf eine intensive Sternenentstehung in diesen Galaxien hindeuten, die eine Folge von Kollisionen zwischen Galaxien oder von stauberfüllten, aktiven Galaxienkernen sein könnten.

Zu guter Letzt können die Astronomen mit Hilfe des Spitzer-Weltraumteleskops auch einen Blick in die Frühzeit des Universums werfen. Alle kosmischen Objekte entfernen sich mit umso größerer Geschwindigkeit von uns, je weiter weg sie sind (und damit auch: je älter sie sind). Diese hohe „Fluchtgeschwindigkeit“ erzeugt jedoch eine so genannte „Rotverschiebung“ der emittierten Strahlung, so dass der Großteil der von Sternen und Galaxien in der Frühzeit des Universums ausgesandten Strahlung mittlerweile in den infraroten Spektralbereich verschoben ist. Deswegen kann Spitzer den Astronomen neue Einblicke in die Entstehungsphase der ersten Galaxien und Sterne gewähren.

Die Mission von Spitzer soll mindestens zweieinhalb Jahre dauern, die Wissenschaftler hoffen allerdings auf eine fünfjährige Nutzungsdauer des Teleskops. Sie wird in erster Linie begrenzt durch die Menge an Kühlflüssigkeit (flüssiges Helium), die von Spitzer mitgeführt wird. Gegenüber seinen (wenigen) Vorgängern stellt diese Mission einen enormen Fortschritt an Empfindlichkeit und Auflösung der Beobachtungsinstrumente dar, so dass man mit einer Vielzahl neuer Erkenntnisse rechnen kann.

Zum Abschluss noch ein Tipp: Wenn Sie sich ausführlich und unterhaltsam über die Infrarot-Astronomie informieren möchten, dann sei Ihnen der Besuch der Internetsite Cool Cosmos empfohlen – eine umfassende und aufwendig gestaltete Internetsite zu diesem Thema.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceRef.

Edwin Hubble, nachdem übrigens das Hubble Weltraumteleskop benannt ist, hat fremde Galaxien in mehrere Kategorien eingeteilt. Ellipsisch, spiralförmig oder linsenförmig das waren Hubbles Grundformen. Später kam dann noch dekadisch hinzu. Das einzige Problem ist dieses das die Galaxien aufgrund von Bildern kategoriert werden anstatt von Infrarotmessungen oder ähnlichen genaueren Mitteln. Dadurch das Hubbles Methode durchaus Sinn macht wollen die Astronomen nicht von dieser Einteilung abweichen.

Ähnlich wie bei der DNA Analyse soll jetzt eine genauere Bestimmung kommen. Der Galaxie soll sozusagen die „DNA“ überprüft werden. Für diese Zwecke ist der Infrarote-Bereich der idealste und somit das Spitzer Weltraumteleskop, das zurzeit einen Erfolgslauf hat. „Spitzer kann hinter den Staub blicken und somit die Klassifizierung einer Galaxie verbessern oder sogar ändern, wenn sich bisherige Annahmen als falsch erweisen sollten“, sagt Dr. Pahre. Demnach soll in Zukunft nicht nur nach Aussehen eingeteilt werden sondern auch nach der Zusammensetzung.

So soll Spitzer auch gleich das Interstellare Medium (ISM) finden. Aus diesen Material entstehen dann Sterne. Verschiede Zusammensetzungen deutet auf verschiedene Geburten hin. Spitzer könnte gleichzeitig Galaxien kategorieren und nach ISM suchen. „Es gibt Galaxien die fast zur Gänze mit Staub bedeckt sind und die wir nur schwer einschätzen können. Die Galaxie NGC 5746 ist einer dieser Zweifelsfälle“, gibt Dr. Pahre zu bedenken.

In weitere Folge soll die neue und sogenannte Spitzer Klassifizierung die alte Hubble Klassifizierung ersetzen. Doch anfangs wird Spitzer nur eine Ergänzung zu Hubble sein.

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