Auf der Suche nach den ältesten Sternen (German Edition)

Antofagasta auf dem Berg Paranal im Norden Chiles (sie sind in Abbildung 7.D im Farbbildteil gezeigt). Die Klimabedingungen in dieser trockenen Wüstenlandschaft sind, astronomisch gesehen, die besten, mit durchgehend stabilen Temperaturen von 10 bis 15 Grad C, niedriger Luftfeuchtigkeit und sehr wenig Niederschlag. Auch der 4200 m hohe Gipfel des Mauna Kea auf Hawaiis Big Island ist ein Astronomenparadies mit idealen Wetterbedingungen. Dort stehen das japanische Subaru-Teleskop (8 m) und die beiden amerikanischen Keck-Teleskope (je 10 m, aber mit segmentierten Spiegeln), die beide in Farbabbildung 7.E zu sehen sind.

Abb. 7.D

Abb. 7.E

Abb. 7.E

Abb. 7.E
    Weiterhin gibt es die zwei 8 m Gemini-Teleskope, von denen eines auf dem Mauna Kea auf Hawaii steht und das andere in der Nähe von La Serena, Chile, wo es vom Cerro-Tololo Interamerican Observatorium betrieben wird. Das Large Binocular Telescope besitzt einen 8,4 m segmentierten Spiegel und befindet sich im US-Bundesstaat Arizona. Und auf der Kanarischen Insel La Palma steht das Gran Telescopio Canarias mit seinem 10,4 m segmentierten Spiegel. Diese Teleskope sind allerdings nicht oder noch nicht mit optischen Spektrographen ausgestattet und deshalb momentan nicht für die Suche von metallarmen Sternen benutzbar.
    Schließlich gibt es das segmentierte 6,5 m MMT-Teleskop im US-Bundesstaat Arizona und das Hobby-Eberly-Teleskop, welches sich im Westen des US-Bundesstaats Texas befindet. Es hat ebenfalls einen segmentierten Spiegel, der einen Gesamtdurchmesser von 9,2 m hat. Aufgrund seiner weniger flexiblen Bauweise kann es nicht überall hinschwenken. Dadurch können die Objekte jeweils nur für relativ kurze Zeit und nicht mit der gesamten Fläche des Spiegels beobachtet werden. Eine Kopie dieses Teleskops befindet sich in Süd-Afrika (South African Large Telescope, SALT). Zusätzlich gibt es unzählige kleinere Teleskope auf allen Kontinenten inklusive der Antarktis.
    Wie schon angedeutet, gibt es für astronomische Beobachtungen in einem bestimmten Wellenlängenbereich an jedem Teleskop verschiedene Arten von Instrumenten, die sich generell in zwei Klassen unterteilen lassen. Zum einen sind das sogenannte Imagers, mit denen man Himmelsregionen abfotografieren kann. Sie funktionieren wie gigantische Digitalkameras. Bei modernen Digitalkameras schaut man heutzutage nicht mehr durch das Objektiv, sondern auf den kleinen Bildschirm, um das aufgenommene Bild anzuschauen. Bei professionellen Teleskopen ist das genauso. Bei den Imagers wird das astronomische Bild direkt auf einem Computerbildschirm ausgegeben. Mit Hilfe verschiedener Programme kann der Beobachter sofort beurteilen, ob es z.B. genügend lange belichtet wurde. Mit solchen Bildern vermisst man die Helligkeiten von Objekten (Photometrie) und/oder ihre Positionen (Astrometrie). Die verschiedenen Imager-Instrumente ermöglichen verschiedene Arten von Beobachtungen wie z.B. Weitwinkelaufnahmen, Detailaufnahmen oder Aufnahmen mit Wellenlängenfiltern, also in bestimmten »Farben«, je nachdem, was für die zu beantwortenden wissenschaftlichen Fragen benötigt wird.
    Die andere Klasse von Instrumenten sind die Spektrographen, die das Licht in ein Spektrum über alle Wellenlängen aufspalten. Auch hier wird ein Bild erzeugt, das nach jeder Beobachtung auf dem Computerbildschirm ausgegeben wird. Farbabbildung 7.F zeigt den Computerbildschirm am Magellan-Teleskop mit einem gerade aufgenommenen Spektrum. Für die spätere Auswertung der Daten muss das Absorptionslinienspektrum (oder auch Emissionslinienspektrum) allerdings noch aus diesem Rohdaten-Bild aufbereitet werden. Speziell angefertigte Computerprogramme werden dazu verwendet, einen aufsummierten Querschnitt des Spektrumbildes zu erzeugen. Beispiele für solche Rohspektren können in Abbildung 2.1 gesehen werden. Obwohl die Absorptionslinien auch in der Originalaufnahme als viele dunkle Linien zu erkennen sind, wird das Spektrum so, wie es für die Weiterverarbeitung nötig ist, erst nach der Extraktion und Aufsummierung als solches für uns benutzbar.

Abb. 7.F
    In den letzten beiden Jahrzehnten ist es möglich geworden, nicht nur ein Objekt nach dem anderen zu spektroskopieren, sondern mit Hilfe von »Weitwinkel«-Spektrographen auch bis zu mehrere hundert nah beieinanderliegende Objekte gleichzeitig zu beobachten. Dies wird z.B. mit Hilfe von speziell angefertigten Spalt-Masken ermöglicht. Das Licht jedes zu beobachtenden Objekts fällt dann durch