Neues Observatorium beginnt mit der Erstellung des umfassendsten „Zeitraffers“ des Universums

Am 23. Juni 2025 wird die Welt Zugang zu den ersten Bildern eines der leistungsstärksten Teleskope erhalten, die jemals gebaut wurden: dem Vera C. Rubin Observatorium. Das Observatorium liegt hoch in den chilenischen Anden und wird 10 Jahre lang jede Nacht Hunderte von Bildern des südlichen Himmels aufnehmen. Damit wird es die umfassendste Zeitrafferaufnahme (Time-Lapse) unseres Universums erstellen, die je gemacht wurde. Dieses wissenschaftliche Projekt ist unter dem Namen Legacy Survey of Space and Time (LSST) bekannt. Anstatt sich auf kleine Ausschnitte des Himmels zu konzentrieren, wird das Rubin-Observatorium alle paar Nächte den gesamten sichtbaren Himmel im Süden scannen. Wissenschaftler werden diese aufeinanderfolgenden Momentaufnahmen des tiefen Himmels nutzen, um Supernovae (explodierende Sterne), Asteroiden, Schwarze Löcher und Galaxien zu verfolgen, während sie sich in Echtzeit entwickeln und verändern. Das ist Astronomie nicht als statisches Abbild, sondern als kosmische Geschichte, die sich Nacht für Nacht entfaltet.

Im Herzen des Observatoriums befindet sich ein außergewöhnliches Stück Technik: eine Digitalkamera von der Größe eines Kleinwagens und mit einem Gewicht von über drei Tonnen. Mit beeindruckenden 3,2 Milliarden Pixeln enthält jedes aufgenommene Bild so viele Details, dass man einen Golfball in 25 km Entfernung erkennen könnte. Jedes Bild der Vera C. Rubin ist so detailliert, dass Hunderte von hochauflösenden Fernsehbildschirmen erforderlich wären, um es vollständig darzustellen. Um das Universum in Farben einzufangen, verwendet die Kamera riesige Filter – jeder etwa so groß wie ein Mülleimerdeckel –, die verschiedene Arten von Licht durchlassen, von ultraviolettem bis zu nahinfrarotem Licht. Das Observatorium wurde erstmals 2001 vorgeschlagen, und der Bau auf dem Gipfel des Cerro Pachón im Norden Chiles begann im April 2015. Die ersten Beobachtungen mit einer Testkamera mit niedriger Auflösung wurden im Oktober 2024 durchgeführt, um die Aufnahme der ersten Bilder mit der Hauptkamera vorzubereiten, die nun im Juni 2025 veröffentlicht werden sollen.

Große Fragen

Das Vera C. Rubin-Observatorium wurde entwickelt, um einige der größten Fragen der Astronomie zu beantworten. Indem es beispielsweise misst, wie sich Galaxien gruppieren und bewegen, wird es Wissenschaftlern helfen, die Natur der dunklen Energie zu erforschen, der mysteriösen Kraft, die die beschleunigte Expansion des Universums antreibt. Sein Hauptziel ist jedoch die Kartierung der großräumigen Struktur des Universums und die Erforschung der dunklen Materie, der unsichtbaren Materie, die 27 % des Kosmos ausmacht. Dunkle Materie fungiert als „Gerüst“ des Universums, eine netzartige Struktur, die einen „Rahmen“ für die Entstehung von Galaxien bildet. Der Name des Observatoriums ist eine Hommage an die US-amerikanische Astronomin Dr. Vera Rubin, deren Pionierarbeit die ersten soliden Beweise für dunkle Materie lieferte, genau das Phänomen, das dieses Teleskop in beispielloser Detailtiefe erforschen wird.

Als Frau in einem von Männern dominierten Bereich überwand Rubin zahlreiche Hindernisse und setzte sich unermüdlich für die Gleichstellung in der Wissenschaft ein. Sie verstarb 2016 im Alter von 88 Jahren, und die Benennung des Observatoriums nach ihr ist nicht nur eine Würdigung ihrer wissenschaftlichen Arbeit, sondern auch ihrer Beharrlichkeit und ihres Vermächtnisses der Inklusion. In unserer näheren kosmischen Nachbarschaft wird das Rubin-Observatorium dazu beitragen, Millionen von Asteroiden und anderen Objekten zu finden und zu verfolgen, die sich der Erde nähern, und so Astronomen vor möglichen Einschlägen warnen. Das Observatorium wird auch Sterne beobachten, deren Helligkeit sich verändert, was Hinweise auf Planeten in ihrer Umlaufbahn geben könnte. Diue Anlage könnte auch seltene und flüchtige kosmische Ereignisse wie die Kollision sehr dichter Objekte, sogenannter Neutronensterne, erfassen, die plötzliche Lichtblitze und Wellen im Raum, sogenannte Gravitationswellen, freisetzen.

Was dieses Observatorium so besonders spannend macht, ist nicht nur das, was wir zu entdecken hoffen, sondern auch das, was wir uns noch gar nicht vorstellen können. Viele astronomische Entdeckungen sind zufällig gemacht worden: seltsame Blitze am Nachthimmel und rätselhafte Bewegungen von Objekten. Der kontinuierliche und massive Datenstrom von Rubin könnte völlig neue Objektklassen oder unbekannte physikalische Prozesse offenbaren. Die Aufnahme dieses „Films vom Universum” hängt jedoch von etwas ab, das wir oft für selbstverständlich halten: einem dunklen Himmel. Eine der wachsenden Herausforderungen für Astronomen ist die Lichtverschmutzung, die nun durch Megakonstellationen von Satelliten – Gruppen von vielen Satelliten, die zusammenarbeiten – noch verstärkt wird. Diese Satelliten reflektieren das Sonnenlicht und können helle Streifen auf den Teleskopbildern hinterlassen, die die Entdeckungen beeinträchtigen können, für die Rubin entwickelt wurde. Zwar kann Software einige dieser Spuren erkennen und entfernen, doch erhöht dies die Komplexität und die Kosten des Betriebs von astronomischen Observatorien und kann zu einer Verschlechterung der Datenqualität führen. Glücklicherweise werden bereits Lösungen untersucht. Das Team des Rubin-Observatoriums entwickelt Simulationswerkzeuge, um Störungen durch Satelliten vorherzusagen und zu reduzieren. Außerdem arbeitet es mit Satellitenbetreibern zusammen, um die Satelliten zu verlangsamen oder neu zu positionieren. Diese Bemühungen sind nicht nur für Rubin, sondern für die Zukunft der Weltraumwissenschaft im Allgemeinen von entscheidender Bedeutung.

Das Rubin-Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) und dem Energieministerium mit globalen Partnern, die zur Datenverarbeitung und wissenschaftlichen Analyse beitragen – darunter das brasilianische Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA). Es ist wichtig zu betonen, dass ein Großteil der Daten öffentlich zugänglich sein wird, sodass Forscher, Studenten und Bürgerwissenschaftler aus aller Welt die Möglichkeit haben, ihre eigenen Entdeckungen zu machen. Die „First-Look”-Veranstaltung, bei der die ersten Bilder des Rubin-Observatoriums vorgestellt werden, wird live auf Englisch und Spanisch übertragen, und weltweit sind Feierlichkeiten geplant. Für Astronomen ist dies ein einmaliger Moment in einer Generation – ein Projekt, das unsere Sicht auf das Universum verändern, die Fantasie der Öffentlichkeit beflügeln und in den kommenden Jahrzehnten neue wissenschaftliche Erkenntnisse hervorbringen wird.