Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

Astronomie im kurzwelligen Spektralbereich
UV-Astronomie
Für die Ultraviolettastronomie können normale Spiegelteleskope, soweit sie zusätzlich keine
abbildenden Glasoptiken benutzen, eingesetzt werden (Glas blockiert alle Wellenlängen unter 330 nm).
Als Strahlungsdetektoren kommen Fotoplatten und modifizierte Festkörperdetektoren (CCD`s) zum
Einsatz. Ein kleiner Teil (ca.100 nm) des Spektrums, der sich an das Violett (U) anschließt, ist auch
von der Erdoberfläche aus noch zugänglich. Ab 300 nm setzt jedoch die sehr effektive Ozon-
Absorption ein, die man nur durch satellitengestützte Beobachtungen umgehen kann. Ab einer
Wellenlänge von ca. 90 nm treten auch dort Schwierigkeiten auf, da bei λ < 91.2 nm das sogenannte
Lyman-Kontinuum beginnt. Ab dieser Grenze werden die UV-Quanten durch das neutrale
Wasserstoffgas des interstellaren Mediums wirksam absorbiert, welches dann in den einfach ionisierten
Zustand übergeht. Durch diesen „interstellaren Nebel“ wird bis hinunter zu etwa λ = 10 nm der Blick
in den kosmischen Raums weitgehend verschleiert. Deshalb sind Beobachtungen im EUV auf
kosmische Objekte begrenzt, die sich in der unmittelbaren Umgebung der Sonne befinden (d.h. bis
Entfernungen von max. 100 pc). Die Sonne selbst ist in diesem Spektralbereich übrigens ein überaus
dankbares Objekt.
Die ersten Versuche, kosmische UV-Strahlung nachzuweisen, erfolgten mit Hilfe von
Stratosphärenballons (ab 1957, Stratoscope I und II) und mittels ballistischer Raketen. Das bevorzugte
Untersuchungsobjekt war dabei die Sonne. Ende der 60-ziger Jahre begann man verstärkt künstliche
Erdsatelliten mit Equipment auszustatten, die eine Beobachtung kosmischer UV-Strahlungsquellen
erlaubte. Ein besonders erfolgreiches Unternehmen war OAO-3 („Orbiting Astronomical
Observatory“), welches 1972 in eine Erdumlaufbahn gelangte und ein Jahr später den Namen
„Copernicus“ erhielt. Damit begann übrigens die Tradition, besonders leistungsfähige astronomische
Beobachtungssatelliten nach berühmten Astronomen zu benennen.
Die bei weitem erfolgreichste Beobachtungskampagne im ultravioletten Spektralbereich wurde
zweifellos mit dem „International Ultraviolet Explorer“ (IUE) durchgeführt. Dieser Satellit, der mit
zwei Spektrographen unterschiedlicher Auflösung für den Wellenlängenbereich von 330 nm bis 115
nm ausgestattet war, wurde am 26. Januar 1978 gestartet. Er war eigentlich für einen zwei- bis
dreijährigen Einsatz konzipiert. Letztlich vergingen aber 18.7 Jahre ununterbrochener Betrieb, bis er
1996 endgültig abgeschaltet wurde (nicht weil die Beobachtungsobjekte ausgegangen sind, sondern –
wie so oft im Leben – wegen Geldmangel). Zu seiner Erfolgsbilanz gehören 110000 UV-Spektren von
mehr als 11000 Objekten, die über das astronomische Recherchesystem INES („IUE Newly Extracted
Spectra“) allen Astronomen über das Internet weltweit für ihre Forschungen zur Verfügung stehen.
Weitere Höhepunkte in der UV-Astronomie waren u.a. die Shuttle-Missionen STS51 (Discovery, Start
12.9.1993) und STS80 (Columbia, Start 19.11.1996), bei dem der deutsche Forschungssatellit ASTRO-
SPAS zum Einsatz kam. Auf ihm war das UV-Teleskop ORFEUS („Orbiting and Retrievable Far and
Extrem Ultraviolet Spectrometer“) der Universität Tübingen montiert, mit dem während der Missionen
mit Hilfe eines speziellen Echelle-Gitterspektrographen hochaufgelöste UV-Spektren (Meßbereich 140
nm bis 90 nm) von verschiedenen Himmelskörpern aufgenommen werden konnten. Als Detektor
wurde eine Kombination aus einer sogenannten Mikrokanalplatte und einer Keilstreifenanode
verwendet. Einfach gesprochen, besteht eine Mikrokanalplatte aus vielen winzig kleinen SEV-Röhren,
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