ALMA: Observatorium für das kalte Weltall

Sie bilden eines der größten astronomischen Observatorien der Welt: 66 Parabolspiegel von 7 bis 12 Metern Durchesser in 5000 Metern Höhe in einer der trockensten Wüsten. Mit ALMA wird erforscht, wie Sterne, Planeten und Galaxien entstehen.

Eine feine Schneeschicht bedeckt Teile des Chajnantor-Plateaus, Standort von ALMA. Obwohl dies einer der trockensten Orte der Welt ist, kommt es gelegentlich zu Schneefall.
Eine feine Schneeschicht bedeckt Teile des Chajnantor-Plateaus, Standort von ALMA. Obwohl dies einer der trockensten Orte der Welt ist, kommt es gelegentlich zu Schneefall. © ESO/A. Ghizzi Panizza

Je nach wissenschaftlicher Fragestellung benutzen Astronominnen und Astronomen verschiedene Teleskope für unterschiedliche Wellenlängen des Lichts. Die Parabolspiegel des ALMA-Teleskopfeldes sind für Licht ausgelegt, das langwelliger ist als rotes und infrarotes Licht, aber kurzwelliger als Radiowellen. Für das menschliche Auge ist dieses Licht nicht sichtbar. Es hat Wellenlängen im Millimeter- und Submillimeterbereich. Daher auch der Name: ALMA steht für „Atacama Large Millimeter/submillimeter Array“, also „Anordnung für den Millimeter-/Submillimeterbereich in der Atacama-Wüste“.

In diesem Wellenlängenbereich leuchten besonders die kalten Molekül- und Staubwolken im Kosmos, in denen Sterne entstehen oder aus denen sich zu Beginn des Universums Galaxien gebildet haben. Seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 2011 sind mit ALMA bahnbrechende Entdeckungen gelungen. So wurden verschiedene Staubscheiben um junge Sterne beobachtet, in denen Planetensysteme entstehen. Von zukünftigen Untersuchungen erhoffen sich die Forschenden beispielsweise Hinweise auf Wasser in fernen Welten.

Insgesamt besteht das Antennenfeld von ALMA aus 66 Parabolspiegeln, davon 54 mit einem Durchmesser von je 12 Metern und 12 mit einem Durchmesser von je 7 Metern. Der Clou dabei: Die über 100 Tonnen schweren Apparaturen werden je nach Einsatzzweck mit zwei Spezialtransportern an verschiedenen Standorten platziert. Die Schüsseln können kompakt innerhalb von 150 Metern aufgestellt werden, aber auch auf bis zu 16 Kilometer verteilt werden.

Um die Messdaten der 66 Parabolantennen zusammenzuführen, ist eine große Rechenleistung notwendig. Dafür wurde ein Spezialrechner entwickelt, der mit 134 Millionen Prozessoren 17 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde durchführen kann. Erst dadurch kann das Teleskop die gewünschten scharfen Bilder von Galaxien und Planetenentstehungsgebieten aufnehmen.

ALMA wird als internationales Großprojekt von 22 Ländern getragen. Der Bau kostete 1,2 Milliarden Euro, von denen Deutschland 127 Millionen Euro beisteuerte. Den deutschen Anteil am Betrieb finanziert das Bundesforschungsministerium mit seinem 23,1-Prozent-Anteil an der Europäischen Südsternwarte ESO, die für die europäischen Partner an ALMA beteiligt ist.