Süddeutsche Zeitung

Astronomie:Das All in neuem Licht

17 Jahre lang hat das Weltraumteleskop "Spitzer" in die Tiefen des Alls geblickt, oft sah es mehr als das berühmtere "Hubble"-Teleskop.

Von Alexander Stirn

Seinen wahrscheinlich wichtigsten Fund hätte das Weltraumteleskop Spitzer , das immer im Schatten des berühmteren Hubble-Teleskops arbeitete, eigentlich nicht machen dürfen. Zumindest nicht, wenn es nach den Ingenieuren der Nasa gegangen wäre: Als die im Jahr 1996 das Design für ihr nächstes Teleskop festzurrten, war gerade die Entdeckung des ersten Exoplaneten verkündet worden - eines Gasballs, der einen sonnenähnlichen Stern in den Tiefen des Alls umkreiste.

Niemand wusste, ob solche fernen Welten nur ein Messfehler waren, ein Kuriosum oder die Regel im Weltall. Niemand dachte, dass Spitzer, so der Name des neuen Teleskops, jemals in der Lage sein würde, solche Planeten zu entdecken - sofern es sie überhaupt gab.

Und doch bestätigte Spitzer Anfang 2017 nicht nur die Existenz von zwei Planeten, die einen 40 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern umkreisen. Das Teleskop entdeckte dort auch fünf weitere, felsige Brocken: insgesamt ein System mit sieben Planeten, davon drei auf ähnlichen Umlaufbahnen wie die Erde um die Sonne. Es war ein spektakulärer Fund in der an spektakulären Funden nicht armen Exoplanetenforschung. Und Spitzers wohl größter Coup.

Das Teleskop betrachtete das Universum im für Menschen unsichtbaren Infrarot

Die Entdeckung - ungeplant, aber bahnbrechend - ist typisch für das Teleskop. Im Laufe seiner Geschichte hat sich das Weltraumobservatorium, das vor knapp 17 Jahren ins All aufgebrochen ist, immer wieder neu erfunden. Nun, am 30. Januar, wird es abgeschaltet. Spitzer wird dann als eine der großen Entdeckungsmaschinen in die Geschichte der Astronomie eingehen - auch wenn das Teleskop, zumindest in der Öffentlichkeit, weit weniger Beachtung fand als Hubble.

Die geringere Wertschätzung hängt nicht zuletzt mit der besonderen Perspektive des Teleskops zusammen. Im Gegensatz zu Hubble sieht Spitzer das Universum nicht so, wie wir Menschen es sehen. Das Teleskop betrachtet die Welt im Infrarotlicht - einem Bereich des Lichtspektrums, den Menschen als Wärme spüren, aber nicht erblicken können. Für Astronomen ist ein Infrarotteleskop hingegen ein Wunderapparat: Es kann, anders als optische Teleskope, durch kosmische Gas- und Staubwolken hindurchschauen.

Das erlaubt Einblicke ins Zentrum von Galaxien und in Bereiche, wo soeben neue Sterne entstehen. Auch kühlere, weit entfernte Objekte wie molekulare Wolken oder gescheiterte Sterne, die selbst nicht leuchten, sich aber durch ihre Wärme vom kalten kosmischen Hintergrund abheben, lassen sich untersuchen.

Wirklich gut funktioniert der Infrarotblick allerdings nur aus dem Weltall. Die Erdatmosphäre schluckt einen großen Teil der infraroten Strahlung. Außerdem ist sie selbst so warm, dass Infrarotaufnahmen am Erdboden stets von einer Art Schleier überzogen sind. Doch auch im All ist es eigentlich nicht kalt genug, um Infrarotbilder mit guter Qualität aufzunehmen.

Spitzer, im August 2003 gestartet, benötigte daher eine Kühlung, um seine Instrumente auf einer Temperatur von minus 268 Grad Celsius zu halten - nur knapp sechs Grad über dem absoluten Nullpunkt. Eine Thermoskanne mit 360 Liter flüssigem Helium war dazu an Bord. Sie sollte für zweieinhalb Jahre reichen. Sie reichte am Ende für fünfeinhalb Jahre.

Und dann? Game over?

Nicht für Spitzer. Zwei der drei Kameras an Bord wurden ohne das Helium zwar unbrauchbar. Den Nasa-Ingenieuren gelang es jedoch, Teile des dritten Instruments in Gang zu halten - mithilfe einer passiven Kühlung, bestehend aus einem reflektierenden Sonnenschild und kühlender schwarzer Farbe auf der sonnenabgewandten Seite. Spitzers zweites Leben begann. Oder, wie die Nasa es formuliert, die "warme Mission". Wobei warm relativ ist: Die verbliebene Kamera arbeitete bei einer Temperatur von minus 244 Grad Celsius.

Es gehört zur Ironie der eindrucksvollen Geschichte des Teleskops, dass Spitzers bedeutendste Funde mehrheitlich aus seiner späteren, warmen Periode stammen. Das 720 Millionen Dollar teure Teleskop, benannt nach dem US-Astronomen Lyman Spitzer, hat zum Beispiel einen zuvor unbekannten Ring um den Planeten Saturn entdeckt. Der Gürtel aus Staub und Gestein, zwanzigmal so dick wie der Planet selbst, erstreckt sich über eine Region, die zwischen sechs und zwölf Millionen Kilometer von Saturn entfernt ist. Da er nicht selbst leuchtet, war der minus 190 Grad Celsius kalte Staubring sämtlichen optischen Teleskopen verborgen geblieben.

Das knapp eine Tonne schwere Spitzer-Teleskop, das laut Nasa "das kalte, das alte, das staubige" Universum untersuchen sollte, hat auch bei der Suche nach uralten Objekten im All Maßstäbe gesetzt. So entdeckte es 2016 gemeinsam mit Hubble die bislang älteste und am weitesten entfernte Galaxie. Spitzer fing dabei Infrarotstrahlung auf, die vor 13,4 Milliarden Jahren auf die Reise geschickt worden sein muss - ganze 400 Millionen Jahre nach dem Urknall, auch wenn Astronomen über die genauen Zahlen noch immer debattieren.

Man habe Spitzer einen würdevollen Abschied ermöglichen wollen

Was aber am meisten in Erinnerung bleiben wird, sind all die ungeplanten Erkenntnisse über Exoplaneten. "Als Spitzer 2003 startete, erschien der Gedanke, dieses Teleskop für die Suche nach Exoplaneten einzusetzen, derart lächerlich, dass niemand so etwas in Erwägung zog", sagt Sean Carey, Manager des Spitzer Science Center, in einer Nasa-Mitteilung. Dennoch hat das Teleskop nicht nur Trappist-1 entdeckt, jenes ferne Sonnensystem mit seinen sieben Planeten. Bereits zuvor war es Spitzer gelungen, das allererste Licht - genauer gesagt: die Wärmestrahlung - eines Exoplaneten einzufangen, auch wenn die Strahlung damals noch nicht genauer untersucht oder in Bilder umgewandelt werden konnte.

Spitzer hat zudem die ersten Moleküle in der Atmosphäre ferner Planeten nachgewiesen und viele zuvor unbekannte Welten analysiert. Möglich wurden diese Erkenntnisse, weil die Nasa-Ingenieure eine Kamera, die ursprünglich für die kalte Mission gedacht war, so umfunktionierten, dass das Infrarotteleskop präzise auf neue Ziele ausgerichtet werden konnte. Und weil die Ingenieure nach langem Suchen eine Pumpe fanden und ausschalteten, die das Teleskop zuvor unschön hatte wackeln lassen.

Um bei all den Infrarotmessungen nicht von der Wärme der Erde gestört zu werden, musste sich das Teleskop auf seiner Bahn um die Sonne zeitlebens weit hinter dem Planeten aufhalten - in zunehmend größerer Entfernung. Mittlerweile beträgt die Distanz zur Erde gut 265 Millionen Kilometer. Für den Betrieb des Observatoriums wird das zum Problem: Um die Datenantenne auf der kreisförmigen Umlaufbahn Richtung Erde auszurichten, muss sich Spitzer immer weiter von der Sonne wegdrehen. Der ungeschützte Körper des Teleskops bekommt dadurch zu viel Hitze ab, die fest montierten Solarzellen zu wenig. Lediglich zweieinhalb Stunden pro Tag kann Spitzer Daten noch übertragen. Dann muss sich das Teleskop zurückdrehen in seine sichere Position ohne Kontakt zur Erde.

Im Jahr 2016 beschloss die Nasa daher, das Observatorium nur noch bis Anfang 2019 zu betreiben. Dadurch wäre eine reibungslose Übergabe an das James- Webb-Weltraumteleskop möglich geworden, Spitzers Nachfolger. Dessen seinerzeit geplanter Starttermin war Oktober 2018. Webb, ebenfalls ein Infrarotobservatorium, wird nun allerdings frühestens im März des kommenden Jahres startbereit sein. Einen letzten Aufschub bis Anfang 2020 gewährte die Nasa ihrem ehrwürdigen Spitzer-Teleskop daher noch. Dann wird Schluss sein - egal was kommt.

Man habe Spitzer einen würdevollen Abschied ermöglichen wollen. Keinesfalls hätte das Teleskop durch einen Defekt plötzlich aus dem Leben scheiden sollen, heißt es vonseiten der Nasa. Bei der Entscheidung dürften aber auch die laufenden Betriebskosten eine Rolle gespielt haben - auch für eines ihrer erfolgreichsten Teleskope macht die hart kalkulierende Nasa keine Ausnahmen. Am 30. Januar soll deshalb, nach 6002 Tagen im All, ein letztes Kommando an Spitzer geschickt werden. Das Kommando zum Abschalten.

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SZ vom 29.01.2020
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