Die größte astronomische Kamera der Welt

Das Vera C. Rubin Observatorium hat begonnen, seine ersten Entdeckungen zu veröffentlichen, darunter Supernovae, variable Sterne und Asteroiden, die ab sofort mit Beginn der Legacy Survey of Space and Time, einer zehnjährigen Untersuchung der tiefsten Weiten des Universums, in erstaunlichem Tempo identifiziert werden. Im Rahmen dieser Forschung werden Astronomen aus aller Welt versuchen, einige der wichtigsten Fragen über die Natur unserer Realität zu beantworten. Mit bloßem Auge erscheint der Nachthimmel wie ein statisches und unveränderliches Firmament, in dem gelegentlich Planeten, Kometen oder Sternschnuppen zu sehen sind. Mit einem größeren und ausgefeilteren Teleskop oder einer Kamera können wir jedoch jede Nacht Hunderte neuer Phänomene entdecken, von sterbenden Sternen bis hin zu erdnahen Asteroiden. Die Kamera, die diese Erkundung ermöglicht – gekoppelt an ein über acht Meter breites Teleskop auf dem Gipfel des Cerro Pachón in Chile – ist die größte der Welt, wiegt fast drei Tonnen und deren Bau zehn Jahre gedauert hat.

Die riesige Kamera des Rubin-Observatoriums kann die entferntesten Grenzen unserer Existenz erforschen und Licht einfangen, das vor bis zu 12 Milliarden Jahren ausgestrahlt wurde. Die Rubin-Kamera wird sich jedoch hauptsächlich auf die Erfassung von Ereignissen konzentrieren, die viel näher an unserem Sonnensystem liegen. Indem sie jede Nacht mehrere Fotos vom Himmel machen – und etwaige Unterschiede zwischen ihnen vergleichen –, können Wissenschaftler Objekte identifizieren, die sich durch den Weltraum bewegen, wie beispielsweise die Millionen von Asteroiden und Kometen, die das Sonnensystem durchqueren.

Äußere Grenzen

Die Erhöhung der Anzahl bekannter Asteroiden im Gürtel zwischen Mars und Jupiter kann uns helfen, die Entstehungsgeschichte des Sonnensystems zu verstehen. Jenseits von Neptun, im schwachen und weit entfernten Kuipergürtel – einer Ansammlung eisiger Objekte am Rande des Sonnensystems – können Astronomen eine Umgebung untersuchen, die unserem Sonnensystem in seiner Kindheit ähnelt, um besser zu verstehen, wie es entstanden ist. Es wurde zuvor vermutet, dass Störungen in den Umlaufbahnen der Objekte im Kuipergürtel auf die Existenz eines hypothetischen „Planeten Neun” hindeuten – und Rubin könnte sogar weitere Beweise für diese möglicherweise noch unentdeckte Welt sammeln. Außerhalb des Sonnensystems versuchen Astronomen, Ströme von Sternen zu identifizieren, die von kleineren Galaxien übrig geblieben sind, die mit unserer verschmolzen sind, was uns helfen könnte, die Geschichte und Entwicklung der Milchstraße zu verstehen.

Was Rubin mehr als jedes andere Teleskop zuvor einfangen wird, sind sogenannte optische Transienten – Sterne, die leuchten und verdunkeln, und solche, die schließlich als Supernova explodieren. Diese Explosionen produzieren lebenswichtige Elemente, von Sauerstoff bis Eisen, und verbreiten die für die Entstehung neuer Sterne und Planeten notwendigen Materialien im Universum. Das Vera C. Rubin Observatorium wird eine zehnjährige Erfassung des Universums durchführen.

Rubin Observatorium

Mehr dieser Supernovae zu erfassen und zu verstehen, wie sie entstehen, ist für das Verständnis der Entwicklung des Universums von entscheidender Bedeutung. Obwohl dies einige der häufigsten „Blitze” sind, die Rubin in ihrem „Finde-die-Unterschiede”-Spiel finden wird, sollen auch andere, seltenere Objekte wie Schwarze Löcher entdeckt und untersucht werden, um unser Verständnis der Kosmologie zu verbessern. Einige Supernovae können verwendet werden, um die Entfernung der Galaxie zu bestimmen, in der sie sich befinden, wodurch wir neue Umgebungen aus den ersten Jahren des Universums entdecken können. Aber warum ist es wichtig, Daten über diese alten Galaxien zu erfassen? Wissenschaftler glauben, dass das Universum nach dem Urknall in alle Richtungen nahezu gleichförmig war. Wie sind dann die Galaxien entstanden? Astronomen glauben, dass die Antwort in kleinen Ansammlungen von dunkler Materie liegt, um die sich Gas und Staub gravitierten, bis Galaxien entstehen konnten.

Das Problem mit dunkler Materie ist, dass wir sie nicht direkt beobachten können, obwohl sie 80 % der Materie im Universum ausmacht. Dunkle Materie ist für die Entwicklung von Galaxien – und allem, was sich in ihnen befindet – verantwortlich, bildet aber auch Filamente von Galaxien in noch größerem Maßstab. Wie diese Strukturen entstehen, hängt davon ab, was dunkle Materie ist – dafür müssen wir wissen, wie sie die Entstehung großer und kleiner, alter und junger Galaxien beeinflusst hat.

Das Verständnis der Existenz

Die Legacy Survey of Space and Time (LSST) versucht, eine Frage zu beantworten: Was ist das Universum? Sie wirft auch eine weitere Frage auf: Warum ist das wichtig? Wenn wir verstehen, woher unsere Existenz kommt, können wir die Natur und die mögliche Entwicklung des Universums vorhersagen: ein vollständiges Bild der kosmischen Entwicklung vom Anfang bis zum Ende. Die Menschheit hat im Laufe ihrer Geschichte nach verschiedenen Antworten auf ihre eigene Existenz gesucht, wobei Rubin einen weiteren Schritt in Richtung eines vollständigen Bildes gemacht hat. Das Verständnis der grundlegenden Kräfte, die in unserem Universum wirken, ist ein Weg, um viele der spirituellen Fragen der Gesellschaft zu beantworten (warum sind wir hier?), aber auch praktische Fragen (welche Maßnahmen sollten wir jetzt ergreifen?).

Das Legacy Survey of Space and Time hat auch Wissenschaftler aus aller Welt inspiriert, darunter aus Chile, den Vereinigten Staaten, Frankreich, Deutschland, Australien, Japan, Brasilien und dem Vereinigten Königreich. Die Techniken des maschinellen Lernens und der KI zur Analyse der enormen Datenmengen, die von Rubin generiert werden – unter Beteiligung des brasilianischen Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA) – werden auch in Bereichen wie Finanzen, Medizin und Ingenieurwesen von Nutzen sein. Unabhängig davon, wie Rubin unser Verständnis des Universums vertiefen wird, wird es auch technologische Innovationen und internationale Zusammenarbeit ermöglichen.