Mit einem Spiegel von zwei Metern kann das am Pic du Midi installierte Teleskop Bernard Lyot (TBL) größenmäßig nicht mit den großen Instrumenten von heute mithalten. Seine Bedeutung verdankt es vielmehr den Geräten, die das Licht zerlegen und präzise Eigenschaften davon messen können. Dank dieser Spezialisierung kann es zur Erforschung von Sternen und Planeten beitragen, indem es Langzeitbeobachtungen mit erneuerter Instrumentierung verbindet.
Ein Teleskop mit bescheidenem Spiegel, aber spezialisierten Instrumenten
Das TBL befindet sich am Observatorium Pic du Midi in den Hautes-Pyrénées auf 2 877 Metern Höhe. Sein Zwei-Meter-Spiegel ist deutlich kleiner als die Spiegel der Zehn-Meter-Teleskope, die im Bericht von Radio France erwähnt werden, und als der des künftigen europäischen Teleskops mit 39 Metern, das in derselben Sendung zur Sprache kommt. Der Spiegeldurchmesser allein sagt jedoch nicht aus, was ein Observatorium leisten kann: Auch die dahinter installierten Instrumente bestimmen, welche Eigenschaften des Lichts gemessen werden können.
Dem Bericht zufolge stehen die Teams am Pic du Midi vor einer technischen Herausforderung: Sie müssen sichtbare und infrarote Komponenten trennen und dabei die Polarisation des Lichts erhalten. Die Polarisation beschreibt eine Eigenschaft der Lichtwelle; ihre Messung kann Hinweise auf die Magnetfelder von Sternen liefern. Diese Trennung und die spektropolarimetrische Analyse sind zwei einander ergänzende Funktionen: Die Lichtkomponenten werden zu den Instrumenten geleitet, die anschließend physikalische Informationen daraus gewinnen.
Die Dokumentation des Projekts SPIP, kurz für SpectroPolarimètre Infrarouge Pyrénéen, ermöglicht es hingegen, ein derzeit mit dem TBL eingesetztes Instrument einzuordnen. Dieses Spektropolarimeter analysiert Licht im nahen Infrarot zwischen 0,95 und 2,5 Mikrometern, in den Bändern Y, J, H und K. Es nutzt das Teleskop gemeinsam mit Neo-Narval, das im optischen Wellenlängenbereich arbeitet.
Vom Licht zu den Eigenschaften der Sterne
Ein Spektropolarimeter erzeugt nicht einfach nur ein Bild des Himmels. Es zerlegt das Licht nach Wellenlängen und untersucht seine Polarisation. Anschließend können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese Messungen interpretieren, um Phänomene zu untersuchen, die nicht unmittelbar als Oberflächendetails sichtbar sind.
SPIP ist für mehrere Ziele vorgesehen: Exoplaneten mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode zu charakterisieren, die Magnetfelder von Sternen, insbesondere von Roten Zwergen, zu untersuchen und deren Atmosphären zu analysieren. Bei der Radialgeschwindigkeitsmethode wird nach kleinen, periodischen Bewegungen eines Sterns gesucht, die durch die Anziehungskraft eines Planeten verursacht werden könnten. Sie gibt Hinweise auf einen möglichen Begleiter; sie bedeutet nicht, dass dieser Planet direkt fotografiert wird.
Diese Unterscheidung ist wichtig: Das Instrument empfängt ein Lichtsignal, aus dem anschließend mithilfe von Modellen und Analysen Schlussfolgerungen gezogen werden. Messung und Interpretation sind zwei miteinander verbundene, aber nicht austauschbare Schritte. Die Suche nach Exoplaneten und die Untersuchung magnetischer Aktivität ergänzen einander: Wenn man den Stern charakterisiert, lassen sich die in seinem Licht gemessenen Veränderungen besser interpretieren.
Ein Instrument aus den Pyrenäen in koordinierter Forschungsarbeit
Das TBL arbeitet nicht isoliert. Laut der SPIP-Seite können seine Beobachtungen mit denen von ESPaDOnS und mit SPIRou koordiniert werden. SPIRou ist ein Instrument für den nahen Infrarotbereich, das seit 2018 am Canada-France-Hawaii-Teleskop installiert ist, dessen Spiegel 3,6 Meter misst. SPIRou und SPIP decken somit den nahen Infrarotbereich von zwei verschiedenen Standorten aus ab, während Neo-Narval am Pic du Midi den sichtbaren Bereich hinzufügt.
Die Koordination zwischen Observatorien ermöglicht es, Beobachtungen mit unterschiedlichen Instrumenten zu vergleichen oder zu ergänzen. Das bedeutet weder, dass die Instrumente identisch sind, noch, dass sie notwendigerweise dasselbe Objekt zur selben Zeit beobachten. Die zugänglichen Wellenlängen und der Standort jedes Observatoriums sind daher ebenso Kriterien für die Ergänzung wie der Spiegeldurchmesser.
Das Beispiel Pic du Midi zeigt, warum ein älteres Teleskop eine wissenschaftliche Funktion behalten kann: Ein Spiegel von bescheidener Größe lässt sich mit Instrumenten kombinieren, die für spezialisierte Messungen entwickelt wurden, und in Kooperationen mit anderen Standorten einbinden. Entscheidend ist nicht nur, mehr Licht einzufangen, sondern auch, welche Informationen das Instrument aus diesem Licht gewinnen kann.
Referenzen
- Am Pic du Midi ist ein historisches Teleskop bei der Beobachtung der Sterne weiterhin auf dem neuesten Stand — Radio France
- SpectroPolarimètre Infrarouge Pyrénéen — SPIP
Das Teleskop Bernard Lyot am Pic du Midi, fotografiert von AirSThib. Archivbild; die Instrumente wurden seit der Aufnahme weiterentwickelt.
Fotografie: AirSThib — Wikimedia Commons — CC BY-SA 4.0.
