Optischen Komponenten

Das VLT auf dem Cerro Paranal in Chile ist das derzeit leistungsfähigste Teleskop der Welt.
Die Galaxie Centaurus A, aufgenommen mit dem VLT-Instrument FORS2.
Monika Rüger, Wissenschaftsjournalistin, München

„Augen“ für ein Teleskop

Mit einer großen Spiegelfläche alleine ist es bei einem Teleskop nicht getan. Nur wenn auch die Abbildungsqualität der astronomischen Instrumente und optischen Komponenten stimmt, sind neue Erkenntnisse über das Weltall möglich.

Früher waren Teleskope reine Beobachtungsinstrumente, mit denen die Astronomen nachts stundenlang in den Himmel schauten. Heute dienen sie hauptsächlich als Messgeräte: Das Sternenlicht wird mit Hilfe unterschiedlicher astronomischer Instrumente genauestens registriert und analysiert, und als Empfänger sind CCD-Chips im Einsatz, die viel empfindlicher als das menschliche Auge sind.

Wie funktioniert nun aber ein modernes Teleskop und was kann man damit „sehen“? Zunächst einmal muss möglichst viel Licht aus dem Weltall „eingefangen“ werden. Dies gelingt mit dem Hauptspiegel des Teleskops, und zwar umso besser, je größer seine Spiegelfläche ist. Das gesammelte Licht wird mit Hilfe weiterer Spiegel in einem Fokus vereinigt, und genau dort können dann die astronomischen Instrumente zur Analyse des Sternenlichts positioniert werden. Mit einem Spektrograph untersucht man beispielsweise die spektrale Zusammensetzung des Lichts, das von einem Stern oder Planeten ausgesendet bzw. reflektiert wird. Da jedes Element ein typisches Spektrum hat – vergleichbar mit einem Fingerabdruck – erhält man so Informationen über die chemische Zusammensetzung der Himmelsobjekte und kann daraus Rückschlüsse auf deren Eigenschaften und Alter ziehen.

FORS – Instrumente für das VLT

Das VLT-Instrument FORS1 ist an ein Trägerelement eines Hauptspiegels angeflanscht. Die Abbildungsoptik aus Spezialgläsern von SCHOTT befindet sich in dem gelben Zylinder. Die silberfarbenen und roten Kästen enthalten die Elektronik und die Servomotoren für die Steuerung.
Beim derzeit größten und leistungsfähigsten Teleskop VLT, das vier Hauptspiegel aus „ZERODUR®“ Glaskeramik von SCHOTT mit je einer Fläche von über 50 Quadratmetern und einem Durchmesser von 8,2 Metern besitzt, kann das Licht variabel auf zwölf verschiedene astronomische Instrumente fokussiert werden. Zwei davon sind nahezu identisch: FORS1 und FORS2 (Focal Reducer/low dispersion Spectrograph) Mit diesen über 2 Tonnen schweren Geräten können sowohl Fotos aufgenommen als auch Messungen (z.B. Spektroskopie und Polarimetrie) durchgeführt werden.

Die für alle Einsatzgebiete notwendige Abbildungsoptik eines FORS-Instruments besteht aus insgesamt 17 Linsen und hat im Wesentlichen zwei Aufgaben: Zum einen muss sie das Bild so verkleinern, dass es auf die Fläche des CCD-Chips von 5 x 5 Zentimeter passt (daher auch der Name Focal reducer). Zum anderen muss sie die Abbildungsfehler der Teleskopspiegel korrigieren, denn das Spiegelsystem alleine würde nur in der Nähe der optischen Achse eine gute Bildqualität liefern.