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Teleskope auf der Erde Damit können wir ein besonderes Auge aufs All werfen

Weltraumteleskope galten lange als unschlagbar. Dank neuester Technik liefern Teleskope auf der Erde ebenso gute Bilder.

Blick auf die Milchstrasse.
Legende: Blick auf die Anlage mit den «Very Large Telescope» und die Milchstrasse. ESO/Y. Beletsky

Für Astronomen, die nach Leben auf weit entfernten Planeten suchen, sind gute Beobachtungsgeräte unabdingbar. Für Willy Benz zum Beispiel, Professor für Astrophysik an der Uni Bern.

Regelmässig reist er auf den Berg Paranal in der Atacamawüste im Norden von Chile. Benz ist Präsident des Rates der europäischen Südsternwarte. Diese betreibt in Chile die Anlage mit den besten optischen Teleskopen, die es gibt: das sogenannte «Very Large Telescope».

Kein romantisches Funkeln

«Die Technik der Teleskope hier hat sich in den letzten Jahren massiv verbessert», sagt Benz, «und mit den neuen Geräten, die wir jetzt bauen, werden wir nochmals einen grossen Sprung machen.»

Ein Gebäudekomplex mitten in der Wüste.
Legende: Gute Sicht, mitten aus der Atacamawüste im Norden von Chile. ESO/Y. Beletsky

Wer von der Erde aus entfernte Himmelskörper beobachten will, hat das Problem, dass er zuerst durch die Erdatmosphäre schauen muss. Die Bewegungen der Luft auf verschiedenen Höhen stören das Bild stark. Was wir als romantisches Funkeln der Sterne wahrnehmen, ist für Astronomen ein Graus.

Störungen durch die Atmosphäre

Doch mit modernster Technik können diese Störungen durch die Atmosphäre jetzt weitgehend aufgehoben werden. Und zwar indem jeweils ein Spiegel der modernen, riesigen Spiegelteleskope verformt wird.

Ein Laserstrahl führt zum Himmel.
Legende: Mithilfe eines Laserstrahls werden Turbulenzen in der Atmosphäre ermittelt. ESO/Y. Beletsky

Das geschieht mit kleinen Stäben, welche den Spiegel im Bereich von Hundertstelsekunden nur ganz leicht verformen – genau so, dass die Störungen durch die Atmosphäre wieder ausgeglichen werden.

«Dank dieser sogenannten adaptiven Optik», sagt Willy Benz, «erreichen wir mit unseren Teleskopen nun die gleiche Bildqualität wie im All.»

Wie müssen die Spiegel verformt werden?

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Astronomen blicken auf einen hellen Stern in der Nähe des beobachteten, meist nur ganz schwach sichtbaren, Himmelskörpers. An einem hellen Stern kann in Echtzeit abgelesen werden, wie die Turbulenzen in der Atmosphäre den beobachteten Himmelsausschnitt beeinträchtigen. Den Spiegel des Teleskops kann man dann entsprechend anpassen. Gibt es keinen hellen Stern in der Nähe, schicken die Astronomen vom Teleskop einen Laserstrahl in die Höhe, der in 95 Kilometern Höhe einen künstlichen Stern bildet. Dieser kann dann als Referenz dienen.

Weltraumteleskope haben keine vergleichbaren Probleme, weil sie nicht durch die störende Erdatmosphäre schauen. Dafür muss man sie für teures Geld erst mal ins All schiessen und Wartungsarbeiten sind sehr aufwändig.

Weltraumteleskope rund zehnmal teurer

Weltraumteleskope, wie das bekannte Hubble-Teleskop der US-Weltraumbehörde NASA, sind deshalb etwa zehnmal teurer als solche auf der Erde.

Benz zeigt in die Ferne, auf die anderen Berge der Küstenkette. Hier im Norden Chiles gibt es 330 Tage im Jahr keine Wolken und kaum Lichtverschmutzung, ideale Beobachtungsbedingungen also für Astronomen.

Schweiz zahlt 65 Millionen

Einer der Berggipfel ist seltsam abgeflacht. «Dort bauen wir das Extremely Large Telescope», sagt Benz und grinst, «eigentlich sollte es ein Overwhelmingly Large Telescope werden, aber das passte dann nicht ins Budget.»

65 Millionen Franken hat der Bundesrat für den Bau zugesprochen. Die Schweiz als Mitgliedsland der europäischen Südsternwarte zahlt somit etwa 5 Prozent an den 1,3-Milliarden-Franken-Bau.

Der zusammengesetzte Hauptspiegel des neuen Teleskops wird im Durchmesser 39 Meter gross sein. Erst mit der verbesserten Optik und der damit verbundenen besseren Auflösung der Bilder sei es überhaupt sinnvoll, so grosse Spiegel zu bauen, sagt Benz.

Bald können die Astronomen also noch mehr Licht sammeln und damit noch weiter ins All schauen. Benz ist fest überzeugt davon, dass es im All Leben gibt. Aus diesem Glauben will er nun aber verlässliches Wissen machen.

Wonach genau wird gesucht?

Dieser Meinung ist auch Stéphane Udry. Er ist Professor für Astrophysik an der Universität Genf. Er ist bekannt für zahlreiche Entdeckungen von Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems.

Stéphane Udry

Stéphane Udry

Astrophysiker

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Stéphane Udry (geboren 1961) ist Professor für Astrophysik an der Universität Genf. Er ist bekannt für zahlreiche Entdeckungen von Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems.

SRF: Herr Udry, wie lange glauben Sie schon daran, dass es Leben gibt ausserhalb der Erde?

Stéphane Udry: Ich habe immer daran geglaubt. Als Kind habe ich oft mit meiner Schwester im Gras gelegen. Wir haben die Sterne beobachtet und uns Geschichten erzählt von denen, die da wohnen. Heute versuche ich als Wissenschaftler abzuklären, ob es Leben im All gibt. Aber ich bin nach wie vor überzeugt davon.

Einer der wichtigsten Schritte war wohl die Entdeckung von Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems.

Das ist so. 1995 haben Michel Mayor und Didier Queloz von der Uni Genf die erste gesicherte Entdeckung eines Exoplaneten gemacht. Seither wurden schon mehr als 3000 Exoplaneten entdeckt. Wir haben realisiert, dass das All vielfältiger ist, als wir angenommen haben.

Aber nur auf wenigen dieser Planeten, wäre Leben möglich?

Wir sind auf der Suche nach Planeten, die in der sogenannten bewohnbaren Zone liegen. Sie müssen im richtigen Abstand von ihrem Stern – also ihrer Sonne – sein, so dass Wasser auf diesem Planeten nicht verdampft aber auch nicht überall gefriert. Wir kennen viele solcher Planeten und es wird noch Tausende mehr geben.

Auch in unserem Sonnensystem gibt es mit dem Mars und den Monden von Saturn und Jupiter Orte, wo es Leben geben könnte.

Aber gerade weil diese Exoplaneten Lichtjahre entfernt sind, werden wir allfälliges Leben vielleicht nie erkunden können.

Sonden hinschicken und nachschauen, das können wir nur innerhalb unseres Sonnensystems. Da gibt es mit dem Mars und den Monden von Saturn und Jupiter aber auch ein paar Orte, wo es Leben geben könnte. Aber wir können auch ausserhalb unseres Sonnensystems nach Leben fahnden.

Wie?

Wir können seit einigen Jahren die Atmosphäre dieser Planeten analysieren. Wenn wir da etwa Spuren von Sauerstoff, Ozon oder Methan finden, dann können wir mit einer viel grösseren Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, dass es Leben gibt.

Sie suchen also nach Leben, das dem auf der Erde ähnlich ist. Könnte dieses Leben nicht auch anders geartet sein?

Auch das müssen wir bedenken. Auf der Erde gibt es zum Beispiel in der Tiefsee Leben, das ganz ohne Sauerstoff funktioniert. Trotzdem macht es aus meiner Sicht Sinn, auf anderen Planeten erst nach Leben zu suchen, dass dem unseren ähnlich ist.

Warum?

Weil das Leben auf der Erde nicht nur aus Zufall entstanden ist. Kohlenstoff, der bei uns eine zentrale Rolle spielt, ist wohl das reaktionsfreudigste Element. Damit diese chemischen Reaktionen geschehen, braucht es ein Lösungsmittel. Wasser ist eben ein sehr gutes Lösungsmittel. Auf der Erde hat sich also ein Typ des Lebens entwickelt, das in Sachen Chemie und Physik der grössten Wahrscheinlichkeit folgt.

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