Planeten, Sterne, Universum

komplett mit Planeten- und Milchstraßenwanderweg
.
    (c) mauritius images (imagebroker)

Mit der Wärme sehen
Die Infrarotastronomie
    Wenn unsere Augen nicht nur im sichtbaren Licht, sondern auch im Infrarot sehen könnten, würde der nächtliche Himmel völlig anders aussehen. Er wäre erfüllt von leuchtenden kosmischen Wolken und über das gesamte Firmament verstreuten fernen Galaxien, die von neu entstandenen Sternen aufgehellt werden. Selbst das dem normalen Anblick durch dichte Staubwolken entzogene Zentrum der Milchstraße wäre für uns wie ein aufgeschlagenes Buch, denn Infrarotstrahlung kann interstellaren Staub durchdringen.
    Flugzeuge für IR-Beobachtungen
    IR-Flugzeugteleskope sind eine Art Zwischenlösung. Sie fliegen hoch in der Stratosphäre – in rund 12,5km – und können dort die ferne Infrarotstrahlung empfangen. Von 1974 bis 1995 betrieb die NASA das Kuiper Airborne Observatory: ein auf einem umgebauten Militärtransporter Lockheed C-141 stationiertes 91,5 cm durchmessendes Spiegelteleskop. Sein Nachfolger ist das SOFIA Airborne Observatory, dessen 2,5-m-Spiegel sich an Bord einer Boeing 747SP befindet. Sein erster Flug fand am 26. April 2007 statt; der reguläre Flug- und damit Beobachtungsbetrieb soll 2009 beginnen
.
Hinter dem roten Ende
    Der Name deutet es schon an: Der Infrarotbereich liegt gleich hinter dem roten Rand des sichtbaren Spektrums. Der deutsch-englische Astronom Wilhelm Herschel entdeckte ihn 1800 mithilfe eines Thermometers und taufte ihn Infrarotstrahlung. Sie nimmt einen weit größeren Teil des elektromagnetischen Spektrums ein als das sichtbare Licht, nämlich von 700Nanometer bis 1 mm, wo der Radiowellenbereich beginnt. Infrarotstrahlung wird in vier Bereiche unterteilt: naher, mittlerer und ferner sowie Submillimeterbereich.
    Und was ist im Infrarotbereich zu entdecken? Z.B. können junge, von dichten Staubhüllen umgebene Sterne, die oft Jets aus heißem Gas ausstoßen, beobachtet werden. Weitere derartige sogenannte Infrarotpunktquellen innerhalb unserer Galaxis sind u. a. kühle Riesensterne. Und tiefer im All gehören etwa ferne Infrarot- oder Starburst-Galaxien zu ihnen – sie senden mehr Wärmestrahlung als Licht aus. Kühle Staubwolken leuchten im fernen Infrarot und im Submillimeterbereich ist selbst das Echo des Urknalls zu sehen.
Kalte Teleskope
    IR-Beobachtungen stellen einen ständigen Wettkampf mit der Erdatmosphäre dar. Sie enthält Kohlendioxid und Wasserdampf, wodurch der größte Teil der Infrarotstrahlung aus dem Weltraum absorbiert wird und somit nur ganz wenig bis auf Meereshöhe gelangt. Einige der kürzeren und längeren IR-Wellenlängenbereiche erreichen aber die Bergspitzen. Und so wurden auf einigen der höchsten Gipfel der Erde Infrarotteleskope errichtet. Am besten ist es jedoch, man stationiert ein entsprechendes Beobachtungsinstrument auf einem Satelliten in der Erdumlaufbahn. Das ist zwar teuer, doch die Investition zahlt sich aus. So fand 1983 der IRAS-Satellit 250 000 kosmische Infrarotquellen.
    Unabhängig davon, wo die Teleskope zu finden sind: Instrumentenkühlung ist die Voraussetzung jeglicher IR-Forschung. Eine am Boden stationierte IR-Kamera muss mit flüssigem Helium gekühlt werden (–270°C), damit die von ihr abgegebene Wärme nicht die schwache Infrarotstrahlung aus dem Weltraum überdeckt. Dasselbe gilt natürlich auch für IR-Satellitenkameras; diese müssen aber noch zusätzlich isoliert werden.

Infrarotastronomie im Flugzeug: Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) ist in einer Boeing 747SP untergebracht. An dem Projekt ist neben der NASA u. a. auch das deutsche DLR beteiligt
.
    (c) NASA

Die heißesten Sterne im Visier
Die Ultraviolettastronomie
    In Discos lässt sie Hemden leuchten, unter dem Ladentisch prüft man mit ihr die Echtheit von Geldscheinen. Den Astronomen erlaubt die Ultraviolettstrahlung jedoch, die heißesten Sterne zu untersuchen – deren Temperatur oft 50-mal so hoch ist wie die unserer Sonne. Ferner können sie in diesem Spektralbereich sehen, wie die heißen, im Visuellen unsichtbaren Gaswolken zwischen den Sternen aussehen. Doch die Ozonschicht der Atmosphäre bildet einen Schutzschild gegen die UV-Strahlung und verwehrt so den Astronomen den Blick auf deren Quellen im Universum.
Das Reich der UV-Strahlung
    Der Bereich des Ultraviolett ist kürzer als der des sichtbaren Lichtes und erstreckt sich vom violetten Ende des sichtbaren Spektrums (390 Nanometer) bis zum Beginn