Die Milchstraße, so scharf wie nie

Karte der Milchstraße

Die Milchstraße, so scharf wie nie

Bonner Wissenschaftler haben einen langen Blick ins All geworfen - und dabei die bisher schärfste Karte der Milchstraße erstellt. Das Besondere: Zu sehen sind nicht die Sterne, sondern leuchtender Wasserstoff.

Wissenschaftler der Universität Bonn und des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie haben jahrelang den nördlichen Himmel fotografiert. Mit den Daten erstellten sie eine Karte, die die Verteilung von Wasserstoff in einer bisher unerreichten Schärfe zeigt - und damit neue Erkenntnisse über die Enstehung der Galaxien möglich macht. HI4PI ist der etwas sperrige Name für das Projekt, das der Wissenschaft nun einen etwas anderen Blick auf die Milchstraße beschert. Mit Jürgen Kerp, Privatdozent am Argelander-Institut der Uni Bonn, sprachen wir über schnelle Mikrochips, Gleichungen, die nicht mehr gelten, und geschwätzige Menschen.

WDR: "Bahnbrechend" ist das Wort, das im Zusammenhang mit Ihrer Karte immer wieder fällt. Was genau ist daran so besonders?

Jürgen Kerp: Das Besondere ist, dass wir das schärfste Bild von der Gasverteilung in der Milchstraße erstellt haben. Bisher nutzten wir Karten, die mit deutlich kleineren Teleskopen erstellt wurden. Diese waren aber unscharf und nur grob gerastert. Jetzt haben wir die neueste Technologie und die weltweit größten Radioteleskope, um den ganzen Himmel scharf abzubilden. Wenn man das mit dem Bild eines Fußballstadions von oben vergleichen will: Bislang konnten wir die Fan-Blöcke erkennen, nun sehen wir jeden Fan einzeln.

WDR: Was sieht man auf Ihrer Karte genau?

Kerp: Den ganzen Nordhimmel mit der Milchstraße, die sich als leuchtendes Band von links nach rechts zieht. Darunter sieht man die Andromeda-Galaxie als helle Ellipse, auf der entgegengesetzten Seite, als rötliche Flecken, nahegelegene Galaxien in nur wenigen Millionen Lichtjahren Entfernung.

WDR: Aber das ist keine Karte mit Sternen, wie der Laie sie kennt.

Kerp: Das sind keine Sterne, sondern der Grundstoff, aus dem die Sterne bestehen, also deren atomarer Wasserstoff. Das ist das Element des Universums, das direkt nach dem Urknall entstand. Es besteht nur aus einem Proton und einem Elektron, ist also das einfachste und damit das häufigste Element im Universum.

WDR: Wie sind Sie bei der Kartierung vorgegangen?

Radioteleskop Effelsberg

100-Meter-Schüssel: Effelsberg

Kerp: Wir haben statt der etablierten Technik Mikrochips verwendet, die Daten sehr schnell erfassen und speichern können. Die haben wir so programmiert, dass sie Radiosignale in Spektren zerlegen können. Das war ein Teil der Vorarbeiten, mit denen wir 2006 begonnen haben. Ab August 2008 haben wir dann mit dem 100-Meter-Teleskop in Effelsberg den nördlichen Himmel Feld für Feld abfotografiert. Zwei Jahre zuvor hatten unsere australischen Kollegen den südlichen Himmel mit dem 64-Meter-Teleskop in Parkes kartiert. Beide Durchmusterungen ergaben riesige Datenmengen, die wir erstmal hier in Bonn bearbeiten mussten, ehe wir sie zu einer Karte zusammenfügen konnten. Das war  nicht einfach.

WDR: Wo war das Problem?

Kerp: Die Radioastronomen haben große Problem durch die terrestrische Kommunikation. Jedes Navi oder Smartphone sendet Radiowellen aus, auch in unsere Teleskopie hinein. Deswegen mussten wir viel Arbeitszeit darauf verwenden, diese Störstrahlungen zu eliminieren, also am Computer herauszurechnen.  Jedes einzelne der Milliarden von Spektren haben wir so einzeln behandelt, es sind nur kleine Reste der störenden Strahlung übriggeblieben, aber die sind nur sehr, sehr schwach.

WDR: Was bedeuten diese Ergebnisse für die Wissenschaft?

Kerp: Es zeichnet sich ein ganz anderer Aufbau der Milchstraße ab, als wir sie bisher gelehrt haben. Diese Ergebnisse zwingen uns dazu umzudenken. Die Schärfe der Bilder ergibt ganz neue Informationen, die die herrschende Meinung über den Aufbau auf den Kopf stellen: Was wir bisher gewusst haben, entspricht nicht ganz der Realität.

WDR: Was meinen Sie damit?

Kerp: Wir können nun, dank der sehr genauen Abbildung von sehr kleinen Strukturen, erschließen, wie das Gas letztendlich in den Stern übergeht, der sich bildet. Damit haben wir ein Problem, das die Forscher lange beschäftigt hat, vermutlich gelöst. Andererseits waren die Astronomen immer davon ausgegangen, dass das Gas in der Milchstraße mehr oder weniger stabil ist und mit statistischen Gleichungen beschrieben werden kann. Jetzt sehen wir die Übergänge vom Gas in den Stern – also dynamische Prozesse, die wir nicht mit den alten, wohlbekannten Gleichungen beschreiben können.

WDR: Wie geht’s jetzt weiter? Wollen Sie das Ganze mit einem anderen Element wiederholen?

Kerp: Das wäre nicht sinnvoll, weil andere Elemente eben viel seltener vorkommen und nicht so weit wie der atomare Wasserstoff in der Milchstraße verteilt sind. Wir arbeiten jetzt mit den neuen Daten, die wir gewonnen haben, gleichen sie zum Beispiel mit Satellitendaten ab. Da bietet die Karte für die nächsten Jahrzehnte genug Möglichkeiten. Das könnte nur übertroffen werden, wenn wir auf der Rückseite des Mondes ein Teleskop bekämen.

WDR: Wieso das?

Kerp: Dann könnten wir ins Universum hineinhorchen, ohne uns von den geschwätzigen Menschen stören zu lassen. Auf der Erde wird die Störstrahlung leider immer stärker, das ist wirklich ein Problem.

Die Fragen stellte Marion Kretz-Mangold

Stand: 20.10.2016, 13:47