Uni Göttingen an Entwicklung des Spektografen CRIRES+ beteiligt

Das Institut für Astrophysik der Universität Göttingen ist Teil eines internationalen Forschungskonsortiums, das den hochauflösenden Infrarot-Spektografen CRIRES+ an der Paranal-Sternwarte in Chile gebaut hat. Das astronomische Forschungsinstrument soll Planeten außerhalb des Sonnensystems der Erde untersuchen. „First Light““ nennen Astronominnen und Astronomen den Moment, wenn ein neues optisches Instrument an einem Teleskop mit der Forschung beginnt. Für CRIRES+ war es Anfang Februar 2021 so weit: Die Europäische Südsternwarte (ESO) meldete „First Light“. Der Spektograf ist am Very Large Telescope (VLT) in der Atacamawüste in Betrieb gegangen. Die Abkürzung CRIRES steht für Cryogenic (kälteerzeugend) high-resolution (hochauflösend) Infrared (Infrarot) Echelle (Leiter) Spectrograph. Ein Spektrograf zerlegt das einfallende Licht, das das Teleskop einfängt, in sein Spektrum, in diesem Fall im infraroten Wellenlängenbereich. Aus dem Spektrum können die Wissenschaftler mehr über den Stern und seinen Planeten herauslesen. Leben auf einem anderen Planeten: Die Aufgabe von CRIRES+ sei es, den Himmel nach sogenannten Super-Erden abzusuchen, die sich in der habitablen Zone um ihren Stern bewegen, so die Uni Göttingen. Als Super-Erden werden Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bezeichnet, deren Masse vergleichbar mit der der Erde ist. „Habitable Zone“ ist der Abstand des Planeten zu seinem Stern, in dem theoretisch Leben möglich ist, denn die Entfernung bestimmt die herrschende Temperatur: Ist der Abstand zu groß, ist es zu kalt auf dem Planeten und bei einer zu geringen Entfernung wiederum zu heiß. Mit CRIRES+, so die Uni Göttingen, hätten die Astronomen nun ein Werkzeug, um solche Super-Erden aufzuspüren, da sie damit sehr viele Sterne in der stellaren Nachbarschaft beobachten könnten. Das Instrument unterstütze die Forscher zudem, die Atmosphäre von extrasolaren Planeten während eines Transits zu analysieren. Bei einem Transit zieht ein Planet vor seinem Stern vorbei und schwächt während dieses Zeitraums das Licht des Sterns ab. Ein weiteres Forschungsziel von CRIRES+ sei es, mehr über den Ursprung und die Evolution der Magnetfelder von Sternen zu lernen. Die Pressestelle der Uni Göttingen erläutert, dass dies dazu beitrage, die Aktivität der Sonne besser zu verstehen. Um Bildverzerrungen, die durch die turbulente Erdatmosphäre entstehen, zu korrigieren, wird ein Adaptive-Optics-Modul genutzt. Die Pressestelle der Uni Göttingen berichtet, dass dieses Modul sowie das Vorgänger-Instrument CRIRES modernisiert wurden. Nun könne das Instrument einen zehnfach größeren Wellenlängenbereich analysieren. Große Erfolge erwecken große Erwartungen: Bereits der Vorgänger CRISES habe schon viele Entdeckungen ermöglicht: Erstmals konnte die Länge eines Tages auf einem extrasolaren Planeten bestimmt und die Temperatur von Plutos gesamter Atmosphäre gemessen werden, teilt die Pressestelle mit. Von CRIRES+ erhofften sich die Astronomen ähnlich wichtige Entdeckungen. Die Europäische Südsternwarte (ESO) ist ein europäisches Forschungsinstitut, welches Teleskope in Chile betreibt. Deutschland ist eines von 16 Mitgliedern des 1962 gegründeten Instituts. Der Hauptsitz befindet sich in Garching nahe München. Da in der chilenischen Atacamawüste ausgezeichnete klimatische Bedingungen für astronomische Beobachtungen herrschen, installiert die ESO ihre Forschungsinstrumente bevorzugt in diesem Gebiet. Auch das Very Large Telescope (VLT), welches aus vier Einheiten zusammengesetzt ist, befindet sich in der besonders trockenen und windstillen Wüste auf dem 2635 Meter hohen Berg Paranal. Das von dem VLT eingefangene Licht kann mit Hilfe des CRIRES+ in seine einzelnen Spektren zerlegt und mittels geeigneter Detektoren registriert werden. Finanziert wurde CRIRES+ unter anderem aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung sowie der schwedischen Wallenberg-Stiftung. „Die Kombination aus einem hochmodernen optischen Instrument an einem der größten Teleskope der Welt, dem Very Large Telescope mit einem Spiegeldurchmesser von 8,2 Metern, bietet beste Voraussetzungen, um die Atmosphäre von extrasolaren Planeten zu erforschen“, sagt Prof. Ansgar Reiners vom Institut für Astrophysik an der Universität Göttingen. Seine Arbeitsgruppe hat zusammen mit Prof. Artie Hatzes, Direktor der Thüringer Landessternwarte, Prof. Nikolai Piskunov vom Department for Physics and Astronomy an der Universität Uppsala in Schweden sowie einem Projektteam bei der ESO die Modernisierung von CRIRES umgesetzt. Von Carlotta Heinzelmann