Schwarze Löcher und Sternhaufen: Göttinger Astrophysiker an Entwicklung von modernem 3D-Spektrographen beteiligt

Der moderne 3D-Spektrograph MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) verbindet 24 einzelne Spektrographen zu einem komplexen Gesamtsystem und ermöglicht so Aufnahmen in bislang unerreichter Farbe und Qualität.

Die Wissenschaftler hoffen, damit Galaxien erforschen zu können, die hundert Millionen Mal schwächer leuchten als der schwächste Stern, den das menschliche Auge noch erkennen kann. Nachdem die Testphase erfolgreich abgeschlossen wurde, geht die Technologie nun in Serienproduktion.

Die Göttinger sind dabei vor allem für die komplexe mechanische Struktur und Teile der Optik zuständig. Die Herausforderung für die mechanische Konstruktion liegt in der sehr genauen Einstellung der 24 einzelnen Elemente zueinander und zur Lichtquelle: Die Justierung der gesamten Struktur muss Temperaturschwankungen, Vibrationen durch eigene Bewegung und sogar Erdbeben standhalten. „Mit Hilfe von MUSE können wir nun eine Vielzahl spannender astrophysikalischer Probleme angehen. Dazu gehört die Untersuchung von Sternen in Sternhaufen, im zentralen Bereich unserer Milchstraße und in Nachbargalaxien sowie von supermassiven schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien“, so Prof. Dr. Stefan Dreizler, verantwortlicher Wissenschaftler für das Projekt an der Universität Göttingen.

MUSE soll ab 2012 erstmals am Paranal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile zum Einsatz kommen. Dort betreiben Wissenschaftler und Ingenieure der ESO das modernste optische Instrument der Welt, das Very Large Telescope. Eine Kombination aus vier Haupt- und vier beweglichen Hilfsteleskopen ermöglicht es den Forschern dort, Details am Sternenhimmel bis zu 25 Mal genauer zu erkennen als mit einem einzelnen Teleskop.

Aufgrund seiner Konstruktion ist MUSE in der Lage, zeitgleich mosaikartig Spektren von vielen benachbarten Regionen am Himmel aufzuzeichnen. Damit können noch Galaxien am Rande des beobachtbaren Universums entdeckt werden, die viel zu schwach sind, um auf zweidimensionalen Bildaufnahmen zu erscheinen. Die Kombination der 24 Subsysteme ermöglicht ein Sichtfeld, das deutlich größer ist als das eines einzelnen Spektrographen. Außerdem lassen sich die Aufnahmen erstmals zu Bildern in mehreren Farben kombinieren. Jeder der 24 Spektrographen ist mit neu entwickelten, empfindlichen CCD-Detektoren von 4.000 mal 4.000 Pixel ausgestattet.

An der Entwicklung von MUSE arbeiten mehr als 100 Wissenschaftler und Ingenieure. Geleitet wird das Projekt vom Centre de Recherche Astrophysique in Lyon (Frankreich), neben ESO und der Universität Göttingen sind außerdem wissenschaftliche Einrichtungen in Toulouse, Zürich, Leiden und Potsdam beteiligt.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Stefan Dreizler und Dr. Harald Nicklas (Projektmanager)
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik, Institut für Astrophysik
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-5041 und 39-5039
E-Mail: dreizler@astro.physik.uni-goettingen.de
und
nicklas@astro.physik.uni-goettingen.de