Was ist ein Observatorium und wozu braucht man es?
Der Name Observatorium stammt von dem lateinischen Begriff „observare“ und bedeutet so viel wie „beobachten“. Auch das Wort observieren hat diesen Wortstamm. Kurz und knapp kann man also sagen: Aus einem Observatorium heraus observiert man den Himmel. In einem meteorologischen Observatorium wird das Wetter beobachtet und mit immer moderneren Messgeräten die Wolken und die Bestandteile der Atmosphärenschichten ausgemessen. Astronomische Observatorien dienen der Beobachtung des Sternenhimmels und der Erforschung des Weltalls. Diese Sternwarten möchten wir nun näher betrachten.
In der Antike waren Observatorien meist größere Anlagen, die neben dem eigentlichen meist turmartigen Beobachtungsgebäude Hilfsmittel zur Berechnung des Sonnenstandes oder der Tages- und Jahreslänge umfassten. Auch die Konstellationen der Himmelsgestirne wurden häufig bildlich dargestellt. Besonders von älteren Hochkulturen sind riesige Steinkonstruktionen bekannt, die zum Beispiel zur Ausmessung von Schatten für die Berechnung der scheinbaren Sonnenbahn im Jahresverlauf verwendet wurden. Auf dieser Grundlage wurden die ersten Kalendersysteme entwickelt, anfangs der an den Mondphasen orientierte Mondkalender, später der astronomische Kalender, der den Lauf der Himmelskörper widerspiegelt und schließlich konstruierten die Babylonier den 7-tägigen Wochenzyklus, der auch heute noch unseren Alltag regelt.
Im Spätmittelalter zogen dann erste Instrumente wie Sonnenuhren oder Geräte zur Winkelvermessung (z.B. Dreistab oder Sternhöhenmesser) in die Observatorien ein. Nach Erfindung des Galilei-Fernrohrs im Jahre 1608 nahmen die Sternwarten allmählich Formen an, wie wir sie heute noch kennen. Charakteristisch ist eine stabile Befestigung für die immer größer werdenden Teleskope sowie die drehbare Kuppel, welche die hochpräzisen Beobachtungsinstrumente vor Wettereinflüssen schützt.
In Sternwarten verwendete Teleskope
Die Vergrößerung in einem Fernrohr entsteht durch das Verhältnis der Brennweiten von Objektiv und Okular. Für die Leistung ist vor allem der Objektivdurchmesser entscheidend. Ein möglichst großer Durchmesser sammelt viel Licht und zeigt deshalb auch sehr schwache Objekte. In heutigen Observatorien werden die Galilei’schen Nachfahren zunehmend von großen Spiegelteleskopen abgelöst. Während bei einem Linsenteleskop (Refraktor) das einfallende Licht mit einer Glaslinse in einem Brennpunkt gebündelt wird und das dahinter liegende Okular das Bild wie eine Lupe vergrößert, wird bei einem Spiegelteleskop (Reflektor) das Licht durch einen Hohlspiegel zurückgeworfen und durch weitere Spiegel zu seitlich angebrachten Okularen abgelenkt. Dadurch ist ein Spiegelteleskop breiter und deutlich kürzer.
Die größten Observatorien
Standorte für Observatorien sollten sich weitab jeglicher Lichtquellen befinden. Je dunkler die Umgebung ist, desto lohnender sind Instrumente mit großem Öffnungswinkel, die selbst schwache Lichtmengen auffangen und so in immer tiefere Dimensionen des Weltalls vordringen. Deshalb befinden sich die größten Teleskope auf Berggipfeln oder in Wüstengegenden. Die beiden größten deutschen Spiegelteleskope mit zwei Metern Öffnung befinden sich auf dem 1838 Meter hohen Wendelstein in den bayrischen Alpen und in der Thüringer Landessternwarte Tautenburg. Das weltweit größte Teleskop steht auf dem 3267 Meter hohen Mount Graham in Arizona. Es verfügt über zwei riesige Sammelspiegel mit jeweils 8,4 Meter Durchmesser, deren Lichtsammelleistung dem eines einzelnen 11,8 Meter großen Teleskops entspricht. Es wurde unter Beteiligung von fünf deutschen Forschungseinrichtungen nach 8-jähriger Bauzeit im Jahre 2005 fertig gestellt. Seitdem ist es auf der Jagd nach entferntesten Milchstraßensystemen, um die Dynamik ihrer Sterne und Gaswolken zu studieren und der Entstehung unseres Universums auf die Spur zu kommen. Gesucht werden zudem extrasolare Planeten, die fremde Sterne umkreisen, um vielleicht Gemeinsamkeiten mit unserer Erde und Spuren von Leben zu finden.
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Schöne Aussichten für die Zukunft: Giga – Sternwarte im Bau
Das Ende der Fahnenstange ist aber noch lange nicht erreicht. Für etwa 2020 plant die Europäische Südsternwarte (ESO) in der chilenischen Atacama-Wüste auf 2800 Metern Höhe einen neuen Superspäher mit einem Spiegeldurchmesser von 39 Metern. Das Riesenteleskop wäre dann das mit Abstand größte optische Teleskop der Welt. Es soll die 9-fache Lichtstärke der heutigen 10-Meter-Spiegel besitzen und in erster Linie nach lebensfreundlichen Planeten fahnden.
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