La Palma. Auf der kanarischen Insel La Palma richten vier gewaltige Spiegelteleskope ihren Blick in die Tiefen des Weltalls. Auf rund 2.200 Metern Höhe, auf dem Gipfelkamm des Roque de los Muchachos, ist eine außergewöhnliche Forschungsanlage offiziell eingeweiht worden. Die sogenannten Large-Sized Telescopes sollen hochenergetische Gammastrahlung aus fernen Galaxien aufspüren und damit Einblicke in einige der extremsten Vorgänge des Universums ermöglichen. Was auf den ersten Blick wie vier überdimensionierte Spiegel wirkt, ist ein wichtiger Baustein eines internationalen Großprojekts der Astrophysik.
23 Meter große Spiegel fangen schwaches blaues Licht ein
Die vier Teleskope bilden das sogenannte LST-Subarray. Jedes Instrument besitzt einen Spiegel mit einem Durchmesser von 23 Metern, der aus 198 sechseckigen Spiegelfacetten zusammengesetzt ist. Ihre Aufgabe besteht darin, nicht unmittelbar die Gammastrahlung aus dem Weltall einzufangen. Diese erreicht nämlich nicht die Erdoberfläche, sondern wechselwirkt bereits in der Atmosphäre mit Luftmolekülen.
Dabei entstehen gewaltige Schauer elektrisch geladener Teilchen. Diese bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit durch die Atmosphäre und erzeugen ein schwaches, bläuliches Leuchten: das sogenannte Tscherenkow-Licht. Genau dieses kurzlebige Signal nehmen die riesigen Spiegelteleskope auf. Durch die gleichzeitige Beobachtung aus unterschiedlichen Blickwinkeln können die Wissenschaftler die Richtung und Energie der ursprünglichen Gammastrahlung genauer bestimmen. So lässt sich rekonstruieren, aus welchen Regionen des Universums die Strahlung stammt und welche Prozesse dort ablaufen.
Ein Fehlalarm bei der Atomtestüberwachung führte zur Entdeckung
Die Erforschung kosmischer Gammastrahlung geht auf einen ungewöhnlichen Zufallsfund zurück. 1967 überwachten amerikanische Satelliten die Atmosphäre, um mögliche Hinweise auf verbotene Atomwaffentests aufzuspüren. Am 2. Juli registrierten zwei der Satelliten einen starken Gammastrahlenausbruch. Die Messwerte passten jedoch nicht zu einer Explosion auf der Erde. Stattdessen stellte sich heraus, dass das Signal aus dem Weltraum stammte.
Die Entdeckung eröffnete ein neues Forschungsfeld. Bis heute versuchen Astronomen zu verstehen, welche kosmischen Ereignisse solche extrem energiereichen Strahlungsausbrüche hervorrufen. Dazu gehören unter anderem Vorgänge in der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher und Neutronensterne.
Erste Erfolge bereits vor der offiziellen Einweihung
Das erste der vier Teleskope nahm bereits 2018 den Betrieb auf. Schon in der Test- und Beobachtungsphase gelang ein bemerkenswerter Nachweis: Das Instrument registrierte Gammastrahlung aus einer Galaxie, deren Licht rund acht Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Mit der Fertigstellung der vier Teleskope ist nun ein wichtiger Teil des Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) entstanden. Die Anlage auf La Palma bildet dabei den nördlichen Standort des internationalen Observatoriums.
Weltweit größtes Gamma-Observatorium bis 2030 geplant
Das Projekt soll in den kommenden Jahren erheblich wachsen. Bis 2030 ist der Ausbau auf insgesamt 64 Teleskope vorgesehen. Neben dem Standort auf La Palma entsteht eine weitere Anlage in der chilenischen Atacama-Wüste. Erst durch diese geografische Aufteilung lässt sich der gesamte Himmel beobachten.
Die Wissenschaftler erhoffen sich von dem Observatorium neue Erkenntnisse über Schwarze Löcher, Neutronensterne, die Entstehung kosmischer Strahlung und möglicherweise auch die Natur der Dunklen Materie. Die vier Riesenspiegel auf La Palma sind damit weit mehr als eine technische Attraktion für Touristen. Sie sind der Auftakt zu einem der ambitioniertesten astronomischen Forschungsprojekte der kommenden Jahre.
