GTC geht auf Galaxien-Jagd

Das spanische Königspaar weihte auf La Palma das weltgrößte Spiegel-Teleskop ein

Auf La Palma fand Ende Juli die offizielle Inbetriebnahme des Riesenteleskops GTC (Gran Telescopio de Canarias) auf dem Roque de los Muchachos statt, zu der das spanische Königspaar auf die Insel reiste.

König Juan Carlos und Königin Sofía waren Ehrengäste der feierlichen Einweihung und zeigten großes Interesse an dem revolutionären Astronomieinstrument. Dass Spanien es geschafft hat, das bislang größte Spiegel-Teleskop der Welt zu errichten, ist schon eine Leistung. Das GTC ist so stark wie vier Millionen menschliche Pupillen, und seine Präzision wurde einmal vom Direktor des Astrophysikalischen Instituts der Kanaren (IAC), Francisco Sánchez, so beschrieben: „Wäre die Erde eine Scheibe, könnten wir von La Palma aus eine brennende Kerze in Moskau sehen oder gar einen einzelnen Scheinwerfer eines Autos in Australien“.

Ebenso stark wie die Leistung des Teleskops ist auch der Kostenaufwand. Planung und Bau haben die wahrlich astronomische Summe von 130 Millionen Euro verschlungen. Mit dem GTC wird der Standort Kanarische Inseln (schließlich ist auch das Observatorium auf Teneriffa nicht zu vergessen) als Europäische Nordsternwarte – Gegenpol zur Europäischen Südsternwarte in Südamerika– gefestigt.

Schon im Juli 2007 wurde das GTC in Probebetrieb genommen. Kronprinz Felipe war Ehrengast bei der sogenannten Zeremonie des „ers­ten Lichts“.  „Die Insel der Sonne und der Sterne“ schwärmte der Kronprinz damals über La Palma, als er vom Roque de los Muchachos aus einen traumhaften Sonnenuntergang – natürlich mit Blick auf die Kuppel des GTC – genoss. Die hervorragenden klimatischen Bedingungen und die klare Sicht vom höchsten Punkt La Palmas aus waren bei der Wahl des Stand­ortes für das millionenschwere Projekt entscheidend. Auf 2.400 Metern, weit über dem Wolkenmeer, das auf wunderbare Weise auch die Lichtverschmutzung des Nachthimmels durch die besiedelten Gebiete der Insel verhindert, finden Astronomen ideale Arbeitsbedingungen.

Im Internationalen Jahr der Astronomie und genau 400 Jahre, nachdem Galileo Galilei und andere Gelehrte erstmals ein Teleskop für astronomische Beobachtungen benutzten, setzt Spanien mit dem GTC auf der Kanareninsel La Palma einen weltweiten astronomischen Meilenstein. König Juan Carlos bezeichnete die Insel in Anlehnung an den Unesco-Titel Biosphärenreservat sehr treffend als „Astronomiereservat“.

Das Herzstück des GTC: ein Spiegel mit 10,4 Metern Durchmesser

Seit Newtons Zeiten, als die Astronomen Anfang des 18. Jahrhunderts die bis dahin gebräuchlichen Linsen ihrer Teleskope durch Spiegel ersetzten, ist deren Funktion im Prinzip gleich geblieben: das Licht auf einen Punkt zu bündeln. Ein modernes Teleskop besteht daher aus einem Primärspiegel, der die eingefangene Strahlung auf einen kleineren zweiten Spiegel, den Sekundärspiegel, projiziert. Von hier aus wird sie an weitere Geräte des Teleskops weitergeleitet – beim Grantecan an den Tertiärspiegel.

Je größer der Primärspiegel ist, desto stärker ist auch das Teleskop. Doch bei der Herstellung von großen Spiegeln treten gravierende technische Probleme auf, weil derart große Spiegel nicht nur das Bild verzerren, sondern auch in der Nachführung des Teleskops (das Gerät muss ja ständig in Bewegung sein, um der Erdrotation zu folgen und das Beobachtungsobjekt im Visier zu behalten) durch Verbiegung des Spiegels selbst zu Verzerrungen führen. Die beste Lösung, die sich auch seit langem durchgesetzt hat, liegt in der Segmentierung des Spiegels in hexagonale Teilspiegel. Auf diese Weise sind beispielsweise die im Mauna-Kea-Obser­vatorium auf Hawaii installierten Keck-Zwillingsteleskope entstanden, die je einen Spiegel von 10 Metern Durchmesser haben, der wiederum in seiner Gesamtheit auch hexagonal ist.

Der Spiegel des GTC besteht aus 36 hexagonalen Segmenten, die zusammen einen Spiegel mit 10,4 Metern Durchmesser ergeben und somit größer als die beiden Teleskope auf Hawaii ist. Mit 75,7 Quadratmetern verfügt das GTC über die weltgrößte Spiegelfläche. Die einzelnen Segmente, die von dem deutschen Unternehmen Schott geliefert wurden, haben je 1,9 Meter Durchmesser, 8 cm Dicke und 470 kg Gewicht. Der Abstand zwischen den Segmenten beträgt maximal nur 3 mm. Dieser Primärspiegel allein wiegt 18 Tonnen, was einen Eindruck vom Gesamtgewicht der Anlage vermittelt. Augenscheinlich sind alle 36 Segmente gleich, doch ihre Form ist leicht unterschiedlich, so dass sie zusammengesetzt eine paraboloide Form ergeben und der riesige Spiegel wie eine weit geöffnete flache Schüssel das Licht einfangen kann.

Durch die Technik der aktiven Optik, mit der Primär- und Sekundärspiegel gesteuert werden, bewegen sich die 36 Segmente stets so, dass die Fläche perfekt geformt bleibt. Mit Hilfe der innovativen sogenannten adaptiven Optik werden die durch Störungen und Unruhen in der Luft bewirkten Verzerrungen in Echtzeit ausgeglichen, so dass scharfe Bilder entstehen. „Es ist vergleichbar mit dem Blick auf ein Objekt auf dem Grund eines Wasserbeckens. Wir sehen das Objekt dann so, als wäre kein Wasser im Becken“, erklärt der wissenschaftliche Projektleiter José Miguel Rodríguez Espinosa.

Ein 500 Tonnen schweres „Schneckenhaus“

Das GTC wohnt sozusagen in einer riesigen Kuppel mit einem Durchmesser von 34 Metern mit Maximalhöhe von 26 Metern. Die Basis dieses 500 Tonnen schweren Schneckenhauses ruht auf einer Schiene, die eine vertikale Rotation um die eigenen Achse ermöglicht. Der Blick ins All erfolgt durch eine 13 Meter breite Öffnung. Zwei Schiebetüren sind in der Kuppel angebracht. Die obere verläuft immer nach hinten, während die untere sowohl nach unten als auch nach hinten geschoben werden kann. So sind auch Beobachtungen von Objekten nahe des Horizonts möglich. Durch verschiedene Fenster in der Kuppel kann die Temperatur im Inneren kontrolliert werden, ein wichtiger Faktor beim Betrieb eines Teleskops, denn Temperaturschwankungen wirken sich negativ auf die optische Qualität aus.

Wie eine Zeitreise

Mit dem GTC werden die Astronomen in bislang ungeahnte Tiefen des Universums vorstoßen und selbst die schwächsten Objekte erkennen können. „Es ist wie eine Zeitreise“, schwärmt ein Wissenschaftler, „denn das Licht, das wir empfangen hat seine Reise vor rund 15 Milliarden Jahren angetreten“. So erwarten die Astronomen durch den Einsatz des GTC Antworten auf viele Fragen im Zusammenhang mit der Entstehung des Universums. „Wir werden Planetensysteme naher Sterne erforschen, mehr über dunkle Materie und schwarze Löcher erfahren, die Geburt von Sternen beobachten und feststellen, welche chemischen Komponenten durch den Big Bang entstanden“, lautet die Zielsetzung des IAC. Eine wesentliche Rolle wird natürlich auch die Suche nach Planeten spielen, die der Erde ähneln. Zumindest IAC-Direktor Francisco Sánchez ist davon überzeugt, dass es auch noch woanders im Universum Leben gibt. Eine solche Entdeckung mit Hilfe des GTC wäre sein größter Traum.

Einen Teil der Beobachtungszeit gibt Spanien an Wissenschaftler der Universitäten von Mexiko und Florida (USA) ab, die schon vor Jahren als Projektpartner gewonnen werden konnten und jeweils 5% der Kosten übernommen haben. Als Gegenleistung erhalten sie auch je 5% der Beobachtungszeit.

Königliches Interesse

Das spanische Königspaar nahm vor über 600 geladenen Gästen die feierliche Einweihung des Teleskops vor. Astronomen aus aller Welt und Vertreter kanarischer und nationaler Institutionen nahmen daran teil. Projektleiter Pedro Álvarez führte Don Juan Carlos und Doña Sofía später auch durch das Innere des revolutionären Instruments und erklärte Einzelheiten. Im Anschluss gab es ein offizielles Mittagessen, bei dem sich Königin Sofía angeregt mit dem Präsidenten des kanarischen Parlaments, Antonio Castro, unterhielt, und der König sich bei der Ministerin für Wissenschaft und Innovation danach erkundigte, wie die Chancen stehen, dass La Palma als Standort für das European Extremely Large Telescope (E-ELT) ausgewählt wird. Mit am Tisch saßen auch der kanarische Regie­rungschef Paulino Rivero, die Präsidentin des Cabildos von La Palma sowie weitere Inselpolitiker.

Zwischenstopp auf Teneriffa

Einen Tag vor der Einweihung des GTC auf La Palma besuchte das Königspaar auch Teneriffa. In La Laguna eröffneten König Juan Carlos und Königin Sofia das Museum der Stiftung des kanarischen Künstlers Cristino de Vera in der Altstadt. Mehrere hundert Menschen hatten sich schon früh in der Calle San Agustín versammelt, um das Königspaar zu sehen. Das Museum beherbergt im ersten Stock eine umfassende Sammlung der Werke des 1931 auf Teneriffa geborenen Künstlers. Im Erdgeschoss befinden sich ein weiterer Saal für wechselnde Ausstellungen sowie ein Tagungsraum.

Für die einzige Übernachtung des Königspaars auf den Kanaren stand im Hotel Botánico in Puerto de la Cruz die Suite Bill Clinton für den hohen Besuch bereit. Schon auf der Zufahrt zum Hotel wurden Ihre Majestäten von einer jubelnden Menge empfangen. Im Foyer warteten Hoteleigentümer Wolfgang Kiessling mit seiner Gattin und Puertos Bürgermeisterin, die das Königspaar aufs Herzlichste willkommen hießen.

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