Auf der Suche nach den ältesten Sternen (German Edition)

»seinen« Spalt auf der Maske und wird dann von dort durch optische Fasern in den Spektrographen weitergeleitet. Beobachtungsbeispiele hierfür wären Mitglieder eines Kugelsternhaufens oder Sterne in kleinen Zwerggalaxien. Diese neue Beobachtungstechnik verringert die Gesamtbeobachtungszeit drastisch, vor allem wenn eine größere Anzahl von Objekten beobachtet werden soll. Der Nachteil dieser Multi-Objekt-Spektroskopie ist, dass alle Objekte nur über einen kleinen, sehr begrenzten Wellenlängenbereich beobachtet werden können. Bei der Arbeit mit metallarmen Sternen kann dies aufgrund der relativ wenigen Spektrallinien problematisch werden. Da die meisten metallarmen Halosterne aber zu weit voneinander entfernt am Himmel stehen, ist diese Beobachtungsmethode grundsätzlich nur für Zwerggalaxiensterne interessant.
    Die astronomischen Aufnahmen, die mit den Instrumenten gemacht wurden, egal ob Spektrum oder Bild, werden mit einem Detektor-Chip, also einer riesigen Kamera, im Inneren des Instruments festgehalten. Der Detektor-Chip ist ein sogenannter CCD-Chip (Charge Coupled Device) und gleicht prinzipiell dem in einer normalen Digitalkamera. Unter einem CCD kann man sich eine Art Schachbrett vorstellen, wobei jedes Feld mit einem Elektronenzähler ausgestattet ist. Die Photonen (Lichtteilchen), die z.B. von einem Stern kommen, treffen einige Felder des CCD. Dort setzen sie Elektronen frei. Die Schachbrettfelder entsprechen den Bildelementen, den sogenannten Pixeln. In jedem Pixel kann dann mit geeigneten Computerprogrammen abgelesen werden, wie viele Elektronen freigesetzt worden sind und wie vielen Photonen dies entspricht. Astronomen beobachten also Photonentreffer. Das klingt ziemlich unromantisch, wenn man das Universum studieren will. Aber genau das ist die einzige Information, die den so weit entfernten kosmischen Objekten abgerungen werden kann. Die gesamte beobachtende Astronomie basiert auf dieser Technik.
    Die moderne Digitalfotografie für jedermann ist ein Beispiel dafür, wie die Gesellschaft vom Fortschritt in der astronomischen Forschung und Entwicklung profitiert: Die Entwicklung und Massenproduktion von Digitalkamerachips geht auf die technisch immer anspruchsvolleren Entwicklungen von astronomischen Beobachtungstechniken für die Astronomie in den letzten 20 Jahren zurück.
    Der Betrieb und die Nutzung dieser Teleskope mit ihren Instrumenten ist natürlich nicht kostenlos. Deswegen werden Großteleskope von mehreren wissenschaftlichen Instituten, oft aus verschiedenen Ländern, betrieben. So kann man sich die Kosten für Planung, Bau und laufenden Betrieb teilen. Die Anzahl der Beobachtungsnächte wird je nach der Größe des Beitrags des jeweiligen Institutes aufgeteilt. Normalerweise variieren solche Anteile zwischen 5 und 20%, was bei ca. 300 Nächten pro Jahr (365 minus schlechtes Wetter und technische Auszeiten für Wartung von Teleskop und Instrumenten) etwa 15 bis 60 Nächten entspricht. Jede Nacht z.B. an einem 8 m-Teleskop kostet dann zwischen USD 50 000 und 100 000, was von den Instituten aufgebracht wird. Die Wissenschaftler an den Partner-Instituten haben automatisch Zugang zu den jeweiligen Teleskopen und können sich innerhalb ihres Departments für Beobachtungszeit bewerben. Meistens gibt es zwei Antragsfristen pro Jahr, und es muss ein mehrseitiger Antrag an ein internes Komitee eingereicht werden. Der Antrag muss das wissenschaftliche Projekt beschreiben und ausführen, welche Bedeutung die Resultate für die Astronomie als Wissenschaft haben werden, welche Beobachtungsstrategie verfolgt wird und wie die technischen Details aussehen.
    Da die Beschaffung von neuen Daten die Basis der beobachtenden Astronomie ist, gibt es immer mehr Anfragen, als Teleskopzeit verfügbar ist. Besonders an den leistungsfähigsten Teleskopen liegt die Nachfrage nach Beobachtungszeit um ein Vielfaches höher als das Angebot, so dass letztlich nur die vielversprechendsten wissenschaftlichen Projekte zum Zuge kommen. Der Grund für diesen Mangel vor allem an größeren Teleskopen lässt sich leicht erklären. Teleskope sind gigantische technische Projekte, die diverse Technologien vorantreiben und bisher unmögliche Forschungsarbeiten ermöglichen. Es liegt also im Wesen des wissenschaftlichen Fortschritts, dass die meisten aktuellen Fragen nur noch mit den besten Instrumenten zu bearbeiten sind – sonst wären sie ja schon längst früher beantwortet worden. Aktuelle Wissenschaft spielt sich immer an