Technicolor im All: So entstehen spektakuläre Weltraumbilder

Von knallbunten Weltraumbildern lassen wir uns immer wieder faszinieren. Aber sehen sterbende Sterne oder ferne Galaxien wirklich so aus? Weil der Grossteil des Alls für unsere Augen unsichtbar ist, müssen Experten einige Tricks anwenden, um das, was die Teleskope sehen, für uns sichtbar zu machen.

Ausschnitt aus einem Bild der Antennen-Galaxien

Bildlegende: Poppige Farben, die sich auch als Poster gut machen – so kennen wir das Weltall. NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration Acknowledgment: B. Whitmore (Space Telescope Science Institute)

Bunt sieht es nicht aus, wenn wir durch ein Teleskop tief ins All schauen. Eher grau-schwarz, vielleicht mit einer Ahnung von Farbe. Unsere Augen sind für die farbenprächtige Erde zwar wunderbar geeignet, aber fürs All? Ziemlich ungenügend.

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Von Gammastrahlung bis Radiowellen: Das ist die Milchstrasse

0:26 min, vom 23.2.2016

Vom Universum sehen wir Menschen nur einen klitzekleinen Teil: das sichtbare Licht, zusammengesetzt aus den Farben des Regenbogens. Doch der überwiegende Teil der Objekte im Kosmos strahlen ausserhalb dieses Bereichs, mit Röntgen- oder Infrarotstrahlung zum Beispiel, oder mit Radiowellen (siehe Video). So bräuchten wir für interstellare Gaswolken ein «Auge» fürs Infrarote. Und für Jahrmillionen Lichtjahre entfernte Galaxien müssten wir Radiowellen erkennen können. Weil wir diese Bereiche aber nicht wahrnehmen, fangen Teleskope sie für uns ein – im Weltall oder auf der Erde.

So entstehen die bunten Bilder

Das Weltraumteleskop Hubble ist gleich dreifach begabt. Es scannt das All im sichtbaren Licht und registriert dazu noch ultraviolette und infrarote Strahlung. Es gilt zwar als beste Digitalkamera, macht allerdings keine Farbaufnahmen. Mit speziellen Detektoren misst Hubble die einfallende Strahlung von Objekten wie Sternen, Nebeln oder Galaxien. Die Wellenlänge jeder Strahlung wird mit einem speziellen Filter aufgenommen und in Grautönen wiedergegeben.

Die Forscher übersetzen diese Schwarz-weiss-Bilder dann in Farbe. Oft können wir erst dadurch sehen, was Hubble sieht. Wie beispielsweise beim berühmten Bild des Eskimo-Nebels.

Gemeinsam sieht man mehr

Die Gase des Eskimo-Nebels leuchten alle im Bereich des sichtbaren Lichts. Die Forscher haben sie für uns nur noch sichtbarer gemacht. Für dieses Bild der Galaxie M101 hingegen kombinierten sie Aufnahmen von Röntgenstrahlen, Infrarotstrahlen und sichtbarem Licht:

Radioteleskope zeigen kalte Objekte

Alma, das grösste Radioteleskop auf der Erde, sieht Dinge, die Hubble, Chandra oder Spitzer nicht sehen können: kalte Objekte, die im Bereich der Radiowellen strahlen oder reflektieren. Alma kann durch Staub hindurch auf die dahinter liegenden Sterne sehen, die gerade geboren werden. Oder Moleküle entdecken, die in den heissen Bereichen des Weltalls, die Hubble erkundet, längst zerfallen sind.

Auch hier gilt: Legt man die Bilder der beiden Teleskope übereinander, entstehen noch umfassendere Erkenntnisse über das Universum. Zum Beispiel über die Antennengalaxien. Sie führen seit hundert Millionen Jahren einen Tanz miteinander auf – 70 Millionen Lichtjahre entfernt von uns.

Gravitationswellen, unsere «Ohren» im All

Seit kurzem können Forscher neben den Lichtwellen noch eine Quelle nutzen, um an Informationen über den Kosmos zu gelangen: die Gravitationswellen. «Wir haben ein neues Sinnesorgan fürs Universum» hiess es denn auch, als Forscher am 11. Februar 2016 verkündeten, erstmals die schon von Einstein vorhergesagten Wellen nachgewiesen zu haben.

Gravitationswellen sind wie ein Zittern im Gewebe der Raumzeit. Sie können Details über kosmische Ereignisse verraten, die wir mit Teleskopen wie Hubble oder Alma nicht wahrnehmen konnten – sich verschlingende schwarze Löcher zum Beispiel oder verschmelzende Neutronensterne.

Gravitationswellen können nicht direkt sichtbar gemacht werden. Aber die Wellen, die nun gemessen wurden, kann man hören! Sie befinden sich nämlich zufällig in einem Frequenzbereich, den auch das menschliche Ohr wahrnehmen kann. Natürlich haben die Forscher ein wenig frisiert, um den Ton besser und klarer zu machen. Aber in etwa hören sich Gravitationswellen so an wie in der Aufnahme links.

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