Europäische Südsternwarte: Wissenschaft in der Wüste

Um in die Weiten des Kosmos zu blicken, brauchen Astronomen vor allem: klare Sicht, einen dunklen Himmel, große Gerätschaften. Und: eine Wüste. Warum eigentlich?

Südsternhimmel
Seltenes 360°-Panorama des Südsternhimmels © ESO/H.H. Heyer

Ob Thales von Milet, Galileo Galilei oder Johannes Kepler: Seit jeher waren Wissenschaftler von den Weiten des Kosmos fasziniert. So auch im 21. Jahrhundert. Weil sich aber nur wenige Regionen der Welt für astronomische Forschung eignen, hat die ESO (European Southern Observatory, Europäische Südsternwarte) den trockensten Ort der Welt, die Atacamawüste im Grenzgebiet zwischen Peru und Chile, zu ihrem wichtigsten Forschungsstandort ausgebaut.

In der Atacamawüste finden die Wissenschaftler klimatische Bedingungen, die der Himmel über Europa nicht bieten kann: klare Sicht und Dunkelheit. Über Kontinentaleuropa hingegen reflektiert das Licht aus Städten und Dörfern in der Atmosphäre und hellt den Himmel auf. Ein zu heller Himmel aber, wie er durch die urbane Lichtverschmutzung entsteht, erschwert die Himmelsbeobachtung. Auch das unbeständige europäische Wetter war für die Astronomen ein Grund, in entlegenere Gegenden auszuweichen.

Der Pferdekopfnebel
Pferdekopfnebel © ESO

ESO ebnet Weg für zwei Nobelpreise

In der kargen Wüstenlandschaft stehen deshalb auf knapp 3000 Metern Höhe technologische Meisterwerke der ESO. Das wichtigste Teleskop ist das „Very Large Telescope“, kurz VLT. Seit 1999 steht dieses Teleskop auf dem Cerro Paranal. Gemeinsam mit den Instrumenten auf La Silla, dem ältesten Forschungsstandort in der Atacamawüste, gelang mit dem VLT der Nachweis, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt – eine Entdeckung, die 2011 mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt wurde. Schon Albert Einstein hatte diese Hypothese aufgestellt und später wieder verworfen, weil sie ihm selbst so aberwitzig vorkam.  

Im Jahr 2020 gab es einen weiteren Nobelpreis für eine Entdeckung, die mit dem VLT gemacht wurde: Der deutsche Physiker Reinhard Genzel erhielt gemeinsam mit seinen Kollegen Roger Penrose und Andrea Ghez die größte wissenschaftliche Ehrung für die Erforschung des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße. Gelungen ist dies unter anderem mit dem sogenannten VLT-Interferometer (VLTI). Mit ihm lassen sich alle vier Hauptteleskope des VLT und dessen Hilfsteleskope zusammenschalten, so dass ein virtuelles Riesenteleskop entsteht. Das Licht der Teleskope wird über ein komplexes unterirdisches Spiegelsystem zusammengeführt. Mit dem Präzisionsinstrument GRAVITY am VLTI wurden über mehr als ein Vierteljahrhundert hinweg Sternbewegungen um das Zentrum der Milchstraße beobachtet. So konnte die Existenz des Schwarzen Loches bestätigt sowie dessen Eigenschaften untersucht werden. Die Entdeckung des riesigen Schwarzen Lochs hat großen Einfluss auf unser Wissen um die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und bestätigt Vorhersagen aus Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie.

Internationalität treibt die Forschung an

Ob ferne Galaxien oder Schwarze Löcher: Die Fragenstellungen, denen die Astronomen nachgehen, sind komplexer denn je. Der technische und finanzielle Aufwand für Bau und Betrieb der Großgeräte ist für ein Land alleine nicht zu tragen. Nur in internationaler Zusammenarbeit lassen sich Geräte dieser Größe betreiben – einer der Gründe, warum sich die europäischen Länder mit der Gründung des Forschungsinstituts ESO in 1962 zusammengeschlossen haben.

Deutschland gehört zusammen mit Belgien, Frankreich, den Niederlanden und Schweden zu den Gründungsmitgliedern der ESO. In den vergangenen Jahren haben sich elf weitere Staaten der ESO angeschlossen: Dänemark, die Schweiz, Italien, Portugal, Großbritannien, Finnland, Spanien, die Tschechische Republik, Österreich, Polen und zuletzt 2018 auch Irland.

Um die Welt besser zu verstehen, treibt es Wissenschaftler aus vielen Ländern auf das chilenische Hochmassiv. An den Standorten herrscht ein Flair wie auf dem Campus einer Universität. Das gilt erst recht für das ESO-Hauptquartier in Garching bei München. Die Sprache auf den Fluren ist dabei nicht nur Englisch und Deutsch, auch andere Sprachen der ESO-Mitgliedsländer sind zu hören.

Neues Gerät für den Blick in neue Galaxien

European Extremely Large Telescope (E-ELT)
Künstlerische Darstellung des geplanten European Extremely Large Telescope (E-ELT) in Chile. Mit seinem Durchmesser von 39 Metern wird es das größte Spiegelteleskop der Welt sein – mit einer Kuppel so groß wie ein Fussballstadtion. © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Caproni (ESO)

Die Entwicklung geht weiter: Seit 2014 wird das „Extremely Large Telescope“ (ELT) errichtet. Es wird mit einem Hauptspiegel von 39 Metern Durchmesser das größte optische Teleskop der Welt sein und in seiner Gesamtgröße vergleichbar mit einem Fußballstadion. Ab Mitte der 2020er-Jahre soll es den Astronomen der ESO-Mitgliedsländer einzigartige Voraussetzungen bieten, um Planeten außerhalb unseres Sonnensystems und entfernte Galaxien genau zu erforschen. Möglich macht dieses Teleskop die internationale Zusammenarbeit – sowohl technisch als auch wissenschaftlich.