Sternwarten: Das sollte jeder Astronomie-Fan wissen

Sternwarte

Eine Sternwarte, was ist das eigentlich? Welche Arten unterscheidet man?

Sternwarte, Planetarium oder Observatorium?

Wir gehen in unserem heutigen Beitrag einmal den gängigsten Fragen nach.

In einem Planetarium wird der Sternenhimmel an der Kuppeldecke mit Hilfe spezieller Projektoren künstlich erzeugt und realitätsnah dargestellt. Hier erhält der Besucher einen guten Einblick in den Sternenhimmel und läuft nicht Gefahr, durch Regen, Wolken oder Nebel keine Sterne sehen zu können. Die Kuppel des Planetariums öffnet sich nicht.

In einer Sternwarte, auch astronomisches Observatorium genannt (von lat. observare = beobachten), betrachtet man dagegen mit wissenschaftlichen Instrumenten, zum Beispiel bei einem großen Spiegelteleskop, den natürlichen Sternenhimmel. Es gilt dabei die Regel: Je größer das Teleskop, umso tiefer der Blick ins Weltall.

Zur Beobachtung des Nachthimmels wird die Kuppel der Sternwarte geöffnet, so dass bei klarer Sicht mit Hilfe guter Teleskope ein fantastischer Blick auf die Sterne und Planeten möglich ist. Allerdings muss man in Kauf nehmen, dass die Beobachtung durch Witterungseinflüsse eingeschränkt sein kann oder ganz entfallen muss.

Es gibt enge Verbindungen zwischen den Sternwarten und Planetarien: In den Sternwarten wird mit Hilfe von hochwertigen Teleskopen immer exakter beobachtet. Planetarien profitieren davon und können den künstlichen Sternenhimmel genauer darstellen.

Nicht nur die Sternwarten haben sich mit leistungsfähigen Teleskopen weiterentwickelt, auch die Planetarien setzen modernste Technik ein. Der sichtbare Sternenhimmel wird effektvoll an eine Kuppel projiziert.

Der Besucher eines modernen Planetariums macht es sich auf kippbaren Stühlen oder Sesseln unter der Kuppel bequem und lässt sich in den Weltraum entführen. Musikuntermalung und lehrreiche Erläuterungen bieten eine tolle Erlebnisastronomie mit Vorführungen zu verschiedenen Themen wie Planeten, Sternbilder oder die Geschichte unseres Sonnensystems.

Beide Einrichtungen, Sternwarte und Planetarium, befinden sich häufig in einem großen Anlagenkomplex.

In den Sternwarten werden sowohl einzelne Himmelskörper unseres Sonnensystems und der Milchstraße, aber auch extragalaktische Himmelsobjekte beobachtet. Hierunter versteht man außergalaktische, also außerhalb unserer Galaxie befindliche Objekte. Zu den bekanntesten extragalaktischen Objekten zählt der ca. 800.000 Lichtjahre entfernte Andromedanebel.

Welche Arten von Sternwarten gibt es?

Unter dem Begriff Observatorium versteht man meist größere Forschungsstationen, bei denen verschiedene Naturwissenschaften gefragt sind. Auch Erdsatelliten, die astronomische Teleskope tragen, werden so bezeichnet.

Es gibt weltweit einige Hundert Observatorien. Für sie ist der Standort besonders wichtig. Er sollte erhöht sein und vor allem eine hohe Anzahl von klaren Nächten mit geringem Störlicht bieten.

Der Begriff Sternwarte geht von ortsfesten, überwiegend astronomischen Observatorien aus. 

Man unterscheidet drei Arten: Forschungssternwarten, Volkssternwarten und Privatsternwarten.

Forschungssternwarten

astronomisches Observatorium

Sie werden meist von Universitäten oder Akademien für nationale Forschungsprojekte oder auch internationale Kooperationen betrieben. Sie befinden sich häufig außerhalb der Städte, setzen große Instrumente ein und verfügen über eine erhebliche Zahl an Mitarbeitern.

Die Kuppeln der Sternwarten sind grundsätzlich geschlossen, um die darunter aufgestellten Instrumente zu schützen. Die Kuppeln werden zur Beobachtung geöffnet und in die gewünschte Richtung gedreht. Sie sind gegen Sonneneinstrahlung gut geschützt. 

Die Instrumente, vor allem Teleskope, sind sehr empfindlich und werden deshalb zur Vermeidung von Erschütterungen und Vibrationen auf einem vom übrigen Gebäude streng getrennten Sockel montiert. 

Die heute zum Einsatz kommenden Großteleskope mit einem Kuppeldurchmesser von mehr als 10 Metern sind nicht mehr in Kuppeln, sondern meist in würfelförmigen Schutzbauten untergebracht.

Volkssternwarten

Volkssternwarten sind für das allgemeine Publikum zugänglich und dienen überwiegend der Erwachsenenbildung. Sie sollen die Erkenntnisse der Wissenschaft der breiten Öffentlichkeit verständlich vermitteln und bieten dazu auch öffentliche Führungen an. Träger sind in der Regel die örtlichen Gemeinden oder auch Astrovereine.

Im Gegensatz zu den leistungsfähigen Forschungssternwarten befinden sich die Volkssternwarten nicht in abgeschiedenen Landstrichen, sondern meist in den Städten, wo Streulicht nicht zu vermeiden ist.

Es darf jedoch nicht übersehen werden, dass die in den Volkssternwarten tätigen Amateurastronomen für die Wissenschaft wichtige Beiträge leisten. Deren Beobachtungen werden von der Fachastronomie gern verwertet.

So wurden in der Vergangenheit viele Kleinplaneten durch die Volkssternwarten entdeckt und Objekte, die als „verloren gegangen“ galten, von den Amateuren wiedergefunden. Ein weiteres Beispiel sind einige Meteore, die von Amateurastronomen eher entdeckt wurden, als von den Fachastronomen mit ihrer hoch technisierten Ausrüstung.

Zur Erfüllung ihres Auftrages, die Erkenntnisse der Wissenschaft der breiten Öffentlichkeit verständlich zu vermitteln, bieten die Volkssternwarten öffentliche Beobachtungen und Vorträge an, beraten die Amateurastronomen und unterstützen den Schulunterricht.

Privatsternwarten

Privatsternwarten werden von einzelnen Amateurastronomen oder von Vereinen betrieben. Die Beobachtungsplätze sind häufig auf dem Dach von Privatwohnungen eingerichtet. Man trifft sich meist in Kleingruppen zur Diskussion und – wenn das Wetter klar ist – zum Beobachten von Sternen und anderen Himmelsobjekten.

Vor einigen Jahren wurde ich von einer solchen Gruppe eingeladen. Das Wetter war klar und als es dunkel genug war, wurde nach einigen Diskussionsrunden das Teleskop hervorgeholt und mühselig in Position gebracht.

Man forderte mich auf, einen Blick durchs Teleskop zu werfen. Ich war überrascht, deutlich einen Planeten, den Mars, zu sehen, der auch noch von zwei Monden begleitet wurde. Damals hatte ich noch keine astronomischen Kenntnisse.

Diese private Sternwarte mit ihren regelmäßigen Treffen beeindruckte mich so, dass mein Interesse am Thema Astronomie dauerhaft geweckt wurde!

Wonach richtet sich der Standort für eine Sternwarte?

Für eine freie Himmelsbeobachtung ist die klare Sicht die wohl wichtigste Voraussetzung, wie bei jedem Okular. Deshalb platzieren Astronomen starke Teleskope gerne auf Bergrücken. Damit wird in der Regel eine freie Sicht ohne Lichtverschmutzung und eingestreutes Umgebungslicht gewährleistet.

Hohe Berge mit der saubersten Luft findet man in Südamerika. Deshalb haben einige Länder diese Umgebung für ihre Sternwarten ausgewählt. Eines der größten und leistungsstärksten Teleskope der Eso (Europäische Südsternwarte) wurde in Chile auf den Berg Cerro Paranal in der Atacama-Wüste gebaut.

An anderer Stelle berichteten wir schon über Neuigkeiten zum Bau des ELT, des Extremely Large Telescopes im Norden von Chile.

Riesige Teleskope findet man auch in den Vereinigten Staaten und auf den Kanarischen Inseln.

Die am meisten beeindruckenden Bilder lieferte bisher das bekannte Weltraumteleskop Hubble, da es ohne optisch verschleiernde Erdatmosphäre Fotos auf die Erde senden konnte.

Die rasante Entwicklung in der Astronomie

Noch im vorigen Jahrhundert war man sich nicht klar darüber, ob es überhaupt außerhalb unserer Milchstraße zu beobachtende Objekte gibt. Erst Edwin Hubble, geboren Ende des 19. Jahrhunderts, entdeckte, dass noch andere Galaxien weit entfernt ähnlich der Milchstraße existieren. 

Edwin Hubble hat die Entfernung vieler Galaxien bestimmt. Bei seinen Beobachtungen gelang ihm noch eine zweite sensationelle Entdeckung: die Galaxien bewegen sich umso schneller von uns fort, je weiter sie entfernt sind. Seine Feststellung der allgemeinen Ausdehnung des Universums wurde jedoch zunächst von vielen als völlig absurd abgelehnt.

Selbst Albert Einstein glaubte anfangs, dass der Kosmos statisch sei. Erst nach intensiven Diskussionen mit den Astronomen revidierte er seine Meinung. 

Mit Hilfe des nach Hubble benannten größten und teuersten Weltraumteleskops, das die Raumfähre Discovery in die Erdumlaufbahn brachte, wurde der Beweis für die Existenz extragalaktischer Systeme geliefert.

Die Beobachtungen der Galaxien waren noch bis zum Zweiten Weltkrieg auf das sichtbare Licht beschränkt. Danach wurde es möglich, weitere Bereiche des elektromagnetischen Spektrums für die astronomischen Beobachtungen einzusetzen, zunächst im Radiobereich, später in Röntgen- und Gammastrahlung sowie im Ultraviolett- und Infrarotbereich. 

Aber auch durch die immer bessere Ausstattung der Sternwarten mit moderneren Teleskopen und Instrumenten wird das Interesse der Astronomen neben den Sternen und Gasnebeln der Galaxien auf weitere Beobachtungsbereiche gelenkt. Ab 2020 sollen die Erkenntnisse durch das im Bau befindliche Weltraumteleskop Euclid weiter wachsen.

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie groß der technische Fortschritt in der Astronomie in den letzten 100 Jahren war, kann das folgende Beispiel herangezogen werden: 

Anfang des vorigen Jahrhunderts war noch nicht klar, ob es außerhalb unserer Milchstraße zu beobachtende Objekte gibt. 

Heute kann man nicht nur die nächste Galaxie, die Magellanschen Wolken (ca. 180.000 Lichtjahre entfernt) beobachten, sondern auch Galaxien, die mehr als das Tausendfache davon entfernt sind.

Astronomen blicken in die Vergangenheit

Sterne nachts berge schnee

Wenn wir Himmelsobjekte beobachten, sehen wir immer nur die Vergangenheit unseres Weltalls. Diese Tatsache ergibt sich daraus, dass das Licht von dem betrachteten Objekt bis zur Erde mit einer Geschwindigkeit von ca. 300.000 Kilometern pro Sekunde unterwegs ist.

Da zum Beispiel der Mond im Mittel ca. 380.000 Kilometer von der Erde entfernt ist, sehen wir ihn so, wie er vor 1,3 Sekunden gewesen ist. Das ist natürlich kein Problem.

Bei der Sonne ist das Licht bis zur Erde bei ca. 150 Millionen Kilometern Entfernung schon etwa 8,3 Minuten unterwegs. Die Bilder von der Sonne sind also bereits vor 8,3 Minuten entstanden. Man kann davon ausgehen, dass sich in dieser Zeit nichts Wesentliches ereignet hat.

Aber gilt das auch noch für den nächsten, von einer Sternwarte beobachteten Fixstern, dem Dreifach-System Alpha Centauri? Es ist 4,37 Lichtjahre von der Erde entfernt und heute so zu sehen, wie es vor 4,37 Jahren gewesen ist.

Noch kritischer wird die Frage nach dem heutigen Stand der beobachteten nächsten Galaxien, den Magellanschen Wolken. Sie sind ca. 180.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Demnach sind die Informationen über diese Galaxie bereits 180.000 Jahre alt.

Schließlich wurde jetzt mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble die bisher fernste Galaxie entdeckt. Sie ist 13,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Das bedeutet, dass wir diese Galaxie so sehen, wie sie vor 13,4 Milliarden Jahren gewesen ist.

Das Alter des Weltalls geben Experten mit 13,8 Milliarden Jahren an. Damit wäre man nur noch ca. 400 Millionen Lichtjahre von der äußersten Galaxie des Weltraumes entfernt.

Bedeutet die Entdeckung nun, dass wir bald den Urknall und die Entstehung unseres Weltalls sozusagen live verfolgen können? Denn wenn wir die äußerste Galaxie des Weltalls sehen könnten, dann sähen wir sie so, wie sie vor 13,8 Milliarden Jahren bei der Entstehung des Weltalls gewesen wäre.

Diese theoretische Überlegung könnte Realität werden. Denn in der chilenischen Atacamawüste wird derzeit das größte Reflektor-Teleskop der Welt mit einem Durchmesser von 39 Metern gebaut. Vergleichen Sie dazu unseren Beitrag zum Thema News zum ELT in Chile.

Es soll 2024 in Betrieb gehen und in der ersten Bauphase über 1 Mrd. Euro kosten. An diesem Projekt sind 16 Länder (auch Deutschland) beteiligt. Das Riesenteleskop soll neue Erkenntnisse über die Dunkle Materie bringen und nach außerirdischem Leben suchen.

Mit diesem Superteleskop, das voraussichtlich noch bessere Ergebnisse liefern wird als Hubble, soll es außerdem möglich sein, in den Bereich der 13 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxien „zurückzublicken“.

Wenn die entfernteste Galaxie des Weltalls entdeckt wird, müsste es sich um diejenige handeln, die direkt nach dem Urknall entstanden ist. Wird es irgendwann möglich sein, die Entstehung des Weltalls nach dem Urknall zu beobachten?

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