Solarteleskop

In dieser H-Alpha Aufnahme des Big Bear Solar Observatory des New Jersey Institute of Technology werden Details der Sonnenoberfläche wie Wirbel, Strömungen und Flecken sichtbar. (Foto: Big Bear Solar Observatory)
Gerhard Samulat

Waches Auge auf die Sonne

Mit dem »Big Bear Solar Observatory« (BBSO) im US-Bundesstaat Kalifornien wollen Sonnenforscher neue Erkenntnisse über die Aktivitäten unseres Zentralgestirns erhalten.

Die Sonne. Licht. Wärme. Leben. Sie bestimmt unseren Lebensrhythmus. Tag und Nacht. Sommer wie Winter. Seit Menschengedenken verfolgen Gelehrte den Lauf des Feuerballs am Firmament. Mit immer ausgefeilteren Instrumenten versuchen Forscher auf der ganzen Welt nun die letzten Geheimnisse des Glutballs zu enträtseln – mit Satelliten und mit Teleskopen von der Erde aus. Das Big Bear Solar Observatory (BBSO) verfügt über das neueste, weltweit größte Sonnen-Beobachtungsgerät, dessen Spiegelträger mit einem Durchmesser von 1,7 Metern aus Zerodur® Glaskeramik von SCHOTT gefertigt wurde. Das Observatorium liegt in Kalifornien, auf einer künstlichen Landzunge, die in einen gut 2000 Meter hoch gelegenen See in den San-Bernardino-Bergen östlich von Los Angeles hineinreicht.
Idyllischer Platz für das High-Tech Observatorium: der Big Bear Lake in den San-Bernardino-Bergen. (Foto: Big Bear Solar Observatory/M. Vincent)
Von hier aus werfen die Astronomen einen Blick auf die rund 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt liegende brodelnde Masse im All, auf ihre Oberfläche mit den Wirbeln, Strömungen und Flecken. Manche sind so groß, dass die Erde darin Platz fände. Von ihnen gehen oft Magnetstürme aus, deren Aus- wirkungen sogar die Erde treffen können. Hier bringen sie dann den Himmel über den Polen zum Leuchten. Heftige Attacken können aber auch Schäden anrichten, an Satelliten beispielsweise. Oder sie können Nachrichtenverbindungen unterbrechen und Stromnetze lahm legen. Um sich von derartigen Zwischenfällen nicht überraschen zu lassen, halten die Astronomen vom BBSO mit ihrem neuen Spiegelteleskop nun stets ein waches Auge auf die Sonne. Das ist eine technisch hoch anspruchsvolle Aufgabe. Während es bei der Beobachtung des Nachthimmels oft darum geht, jeden kleinsten Lichtstrahl einzufangen, filtern Sonnenteleskope das meiste Licht weg, um die nachfolgenden Messinstrumente vor Überhitzung zu schützen. Zwar trifft zunächst der grelle Glanz der Sonne ungeschützt den Primärspiegel. Doch befindet sich in dessen Brennpunkt eine Art Hitzeschild, der nur kleine Teile des Spiegelbilds der Sonne im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich durchlässt. Die gebündelten Strahlen würden das Teleskop sonst zu stark aufheizen. Schließlich erlangt das reflektierte Licht im Brennpunkt der Primär-Optik die Temperatur eines Bügeleisens. Leistungsstarke Ventilatoren kühlen daher kontinuierlich die Instrumente.
Die Politur des Primärspiegels für das neue Solarteleskop erfolgte im Steward Observatory der University of Arizona. Der Meniskus hat einen Durchmesser von 1,7 Meter und ist 100 Millimeter dick. (Foto: Steward Observatory)
Trotz dieser enormen thermischen Belastung, darf sich der Primärspiegel nicht einmal einen tausendstel Millimeter unkontrolliert verbiegen. Jede Unebenheit würde die Bilder unscharf machen. Deswegen setzen die Betreiber auf Zerodur® Glaskeramik von SCHOTT, deren Ausdehnung selbst bei starken Temperaturschwankungen nahezu Null beträgt. Das Observatorium kann Objekte auf der gleißenden Oberfläche des Zentralgestirns erkennen, die gerade einmal 50 Kilometer groß sind. Das wäre so, als wollte man einen Kirschkern auf dreißig Kilometer Entfernung begutachten. Die Astronomen hoffen jetzt, mit dem neuen Instrument eine bessere Wettervorhersage fürs All machen zu können, auch damit Sonnenstürme künftig keine Schäden mehr auf der Erde anrichten können.
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