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Von der Mondbeobachtung zur Spektralanalyse

Sammlungen der Universität Von der Mondbeobachtung zur Spektralanalyse

Der fast zwei Meter hohe Mauerquadrant im Treppenhaus zum Institut für Astrophysik steht in augenscheinlichem Kontrast zum nüchtern zweckmäßigen Ambiente im Neubau der Fakultät für Physik. Er ist das größte von über 300 Geräten der historischen Sammlung der Astrophysik.

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Fast zwei Meter groß: Der 1755 von John Bird entworfene Mauerquadrant im Treppenhaus des Instituts für Astrophysik.

Quelle: Reinsch

Diese veranschaulicht die beeindruckende Entwicklung der Messverfahren und Methoden der Astronomie und Astrophysik in den letzten zweieinhalb Jahrhunderten. Während Teleskope das Licht ferner Sterne und Galaxien sammeln, sind die mit ihnen verknüpften Messinstrumente die wichtigsten Hilfsmittel der Astronomen.

Sie ermöglichen es, Positionen von Himmelsobjekten zu vermessen, das Licht weit entfernter Objekte zu untersuchen und damit Rückschlüsse auf Bewegungsabläufe und die physikalische Natur der Objekte zu ziehen.

Carl Friedrich Gauß (1777-1855)

Carl Friedrich Gauß (1777-1855)

Quelle:

Der große Mauerquadrant war ab 1755 das Hauptbeobachtungsinstrument in der ersten Göttinger Sternwarte, die sich auf einem Turm der mittelalterlichen Stadtmauer befand. Dieser wurde von John Bird in London gefertigt, einem der berühmtesten und besten Instrumentenbauer seiner Zeit.

Auf Wunsch Tobias Mayers (1723-1762), dem damaligen Direktor der Sternwarte, kam er als Geschenk des englischen Königs Georg II. nach Göttingen. Mit dem Mauerquadranten hat Mayer einen Katalog erstellt, der die Position der Sterne entlang der Mondbahn damals am genauesten beschrieb.

Grundlagen für die Zeit- und Ortsbestimmung

Der Katalog wurde noch lange nach Mayers Tod für die Navigation auf See genutzt. Für die dafür vorgeschlagene Methode der „Monddistanzen“ erhielt Mayer posthum einen Anteil des bereits 1714 vom britischen Parlament ausgelobten Preises zur „Lösung des Längengradproblems“.

Noch weit in das 19. Jahrhundert hinein waren astronomische Messungen wichtige Grundlagen für die Zeit- und Ortsbestimmung auf der Erde. So wurde die 1816 fertiggestellte, neue (heute historische) Sternwarte auch Ausgangspunkt für die hannoversche Landesvermessung, mit der deren berühmter Direktor Carl Friedrich Gauß (1777-1855) beauftragt wurde.

Zu den dafür verwendeten Geräten gehörte unter anderem der von Gauß entwickelte „Heliotrop“, eine Visier- und Spiegeleinrichtung, mit der Sonnenlicht von einem Punkt im Gelände in Richtung eines entfernten Beobachters gelenkt werden kann, um das von diesem anzupeilende Ziel hervorzuheben.

Auf Bestellung von Gauß wurde das von der renommierten Werkstatt Utzschneider, Reichenbach und Fraunhofer in Benediktbeuren gefertigte Heliometer 1814 an die Göttinger Sternwarte geliefert. Dieses wurde verwendet, um kleine Winkel am Himmel mit hoher Genauigkeit zu messen.

Zur Sichtung von Fotoplatten: Messmikroskop (1911).

Zur Sichtung von Fotoplatten: Messmikroskop (1911).

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Nachdem die Wissenschaftler das Heliometer für den ursprünglichen Zweck nicht mehr benötigten, wurde es 1872 von der Firma Repsold in Hamburg umgebaut. 1874 kam es auf den Aucklandinseln und 1882 in Punta Arenas zur Beobachtung von zwei (sehr seltenen) Vorübergängen der Venus vor der Sonne erneut zum Einsatz, ehe es 1883 nach Göttingen zurückgelangte.

Nach wie vor von großer Bedeutung

Mit der Erfindung der Fotografie und der Spektroskopie und deren Einsatz in der Astronomie begann gegen Ende des 19. Jahrhunderts der Wandel des Faches zur Astrophysik. Während der Amtszeit Karl Schwarzschilds (1873-1916) an der Göttinger Sternwarte wurden erstmals Helligkeiten, Farben und Lichtzusammensetzungen von Sternen gemessen und daraus physikalische Eigenschaften abgeleitet.

Dazu wurden neue Instrumente entwickelt wie das hier gezeigte Messmikroskop. Die grundlegenden methodischen und theoretischen Arbeiten von Schwarzschild sind noch heute von wissenschaftlicher Bedeutung.

Auch in gegenwärtiger Zeit spielt die Entwicklung neuer Instrumente eine wichtige Rolle. Diese sind inzwischen allerdings derart komplex und teuer geworden, dass sie nur von großen Teams in internationaler Zusammenarbeit entworfen und gebaut werden können. Mit Göttinger Beteiligung entwickelte Instrumente werden aktuell zum Beispiel an den größten Teleskopen der Welt bei der europäischen Südsternwarte ESO in Chile eingesetzt. Hier herrschen optimale Bedingungen für astronomische Beobachtungen.

Am Institut für Astrophysik werden etwa einmal im Monat öffentliche Führungen mit Beobachtungsmöglichkeit am 50-cm-Spiegelteleskop angeboten. Dabei werden die Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen sowie die historische Sammlung vorgestellt. Bei klarem Himmel wird das Fernrohr eingesetzt, um eindrucksvolle Objekte zu sehen: Mond, Planeten, Gasnebel, Sternhaufen und Galaxien. Die Führungen werden durch eine halbstündige, allgemeinverständliche Vorstellung einer Fragestellung aus der aktuellen Forschung ergänzt.

Die nächste Führung findet am Montag, 21. Januar, um 19 Uhr statt. Der Vortrag trägt den Titel „Manche mögen‘s heiß – Neues über die geplante Sonnenmission Solar Probe Plus“. Im Anschluss können der Mond, Jupiter und der Orionnebel beobachtet werden. Treffpunkt ist der Nordeingang der Fakultät für Physik, Friedrich-Hund-Platz 1.
 

Sonnenspiegel zur Vermessung: Heliotrop von Meyerstein (um 1870). Kirschmann-Schröder (2)

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