Am 5. Oktober 1962 unterzeichneten in Paris die Vertreter fünf europäischer Staaten den Staatsvertrag der ESO Konvention, des "European Southern Observatory". Sie ist die europäische astronomische Forschungsorganisation, welche den Astronomen und Astrophysikern ihrer Mitgliedsstaaten durch die Errichtung einer Südsternwarte bestmögliche Forschungsbedingungen unter südlichem Sternenhimmel ermöglicht. Die ESO ist vergleichbar mit der ESA ("European Space Agency") oder mit CERN ("European Organization for Nuclear Research"). Die fünf Mitgliedstaaten der ersten Stunde waren Belgien, Deutschland, Frankreich, die Niederlande und Schweden.

Vierzig Jahre ist es nun her, als einige europäische Astronomen die visionäre Idee einer europäischen Forschungsorganisation ins Leben riefen und die Erstellung eines großen, gemeinsam zu nutzenden Teleskops auf der Südhalbkugel anmahnten. So sollte den Astronomen der Mitgliedsländer die Möglichkeit gegeben werden, mit modernsten Teleskopen und innovativsten Geräten astronomische Forschung auf höchster Ebene zu betreiben.

Vor allen Dingen ging es den Astronomen um die südliche Hemisphäre, welche bisher stark vernachlässigt worden war. Die Observatorien der damaligen Zeit befanden sich vorwiegend auf der nördlichen Halbkugel, somit war rund ein Drittel des Sternenhimmels den Forschern nicht zugänglich. Dabei hatte es sich herausgestellt, dass viele der zu entschlüsselnden Rätsel im zentralen Bereich unserer Milchstraße zu suchen sind, in den Sternbildern Schütze und Skorpion. Diese sind jedoch von der nördlichen Halbkugel aus schlecht oder überhaupt nicht zu beobachten, sie "schrammen" von uns aus gesehen am Horizont entlang und erst bei einer geographischen Breite um die -30 Grad befinden sie sich im Zenit.

Ein weiterer Punkt bei dem Wunsch nach einem Observatorium in südlichen Breiten spielen die Himmelsobjekte, welche von Europa aus nicht zu untersuchen sind: Die beiden Magellanschen Wolken sind unsere nächsten Nachbargalaxien, in ihnen können Sterne aufgelöst, untersucht und Entfernungen geeicht werden. Am südlichen Himmel befinden sich außerdem die beiden nächsten, größten und somit gut zu untersuchenden Kugelsternhaufen, Omega Centauri und 47 Tuc, sowie die großen Gasnebel Eta Carinae und Tarantelnebel.

Der Wunsch nach einem Teleskop von mindestens 3m Öffnung - dazu noch in einem weit entfernten Land - überschritt jedoch bei weitem die (finanzielle) Leistungsfähigkeit einer einzelnen Nation: Zusammenarbeit!, das sollte das Lösungswort sein.

Die Anfänge

Bereits Karl Schwarzschild (1873-1916) hatte über eine Sternwarte in den deutschen Kolonien in Afrika nachgedacht, aber erst unter Walter Baade nahm diese Idee konkrete Formen an.

Walter Baade (1893-1960) hatte durch die Vermittlung von Harlow Shapley ein Rockefeller Stipendiat in den USA erhalten und forschte in den Jahren 1925/26 an den Sternwarten von Harvard, Yerkes, Lick und Mount Wilson. Nach Deutschland zurückgekommen, vertrat er die Meinung, dass man am besten einige Teleskope abbauen und in südlichen Gefilden aufstellen sollte, weil nur dort sich in nächster Zukunft Antworten auf die brennendsten astronomischen Fragen gewinnen ließen. (Photo courtesy Mt. Wilson Observatory)

Aber erst 1953 - Baade war inzwischen zu einem der berühmtesten Astronomen seiner Zeit geworden - vertrat er auf einer Vortragsreise in Leiden (Holland) erstmals diese Idee vor einem internationalen Publikum und fand durchweg offene Ohren. Inzwischen war den europäischen Astronomen nämlich klar, dass sich die weitere astronomische Forschung, insbesondere die Untersuchung des Zentrums der Milchstraße auf den südlichen Himmel richten müsse. So trafen sich bereits im gleichen Jahr führende Astronomen aus mehreren europäischen Ländern, um ein solches Projekt zu diskutieren und voran zu treiben. Das waren

• für Frankreich A. Danjon, Leiter des Observatoire de Paris, Observatoire de Meudon und des "Bureau des Longuitudes"
  
• für Belgien: P. Bourgeois, Direktor des "Observatoire Royal" in Uccle (Brüssel)
  
• für die Niederlande: J.H. Oort, Direktor der Sternwarte Leiden
  
• für England: Sir Harold Spencer-Jones, Direktor des Royal Observatory Greenwich
  
• für Schweden: B. Lindblad, Direktor der Sternwarte Saltsjöbaden
  
• und für Deutschland Walter Baade und Otto Heckmann, der Direktor der Hamburger Sternwarte.

England verabschiedete sich recht bald aus dieser Runde, weil seine finanziellen Mittel im Aufbau eines Radioteleskopes bei Manchester (Jodrell Bank) gebunden waren und England bereits einige Teleskope in Südafrika, in Pretoria und Kapstadt, besaß.

Nach mehreren Jahren der Diskussion, Querelen und politischen Rückschlägen war es dann soweit: Am 5. Oktober 1962 fand in Paris die Unterzeichnung der ESO Konvention statt. Es fanden sich folgende Mitgliedsstaaten zusammen: Belgien, Deutschland, Frankreich, Holland, Schweden.

Das erste Hauptquartier der neu gegründeten Organisation wurde im deutschen Bergedorf angesiedelt. Einfach aus dem Grund heraus, weil Otto Heckmann (1901-1983), der Direktor der Sternwarte Bergedorf zum ersten Direktor der ESO ernannt wurde. Heckmann liess sich wohl von seinem Posten als Sternwartendirektor beurlauben, allerdings konnte und wollte er sich nicht endgültig von "seiner" Sternwarte lösen. Erst 1980 wurde die Kommandozentrale dann endgültig nach Garching bei München verlegt. ( Photo Hamburger Sternwarte, courtesy Prof. H. J. Wendker)

Standortfragen

Der Standort des gemeinsamen Observatoriums sollte auf der südlichen Halbkugel liegen, möglichst hoch und ohne störende Lichtbeeinflussung durch Städte und sonstiges bewohntes Gebiet. Dabei wurden von Beginn an die Diskussion um zwei Standorte geführt, um Südafrika und die chilenische Wüste.

Die nach dem 2. Weltkrieg 1949 gegründete Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte die ersten Mittel, um einen geeigneten Platz zu suchen und Seeing Tests zu machen. Diese wurden zuerst in Afrika durchgeführt. 1961 stellte sich jedoch heraus, dass in den chilenischen Anden die besseren Klimabedingungen herrschten.

Im Mai 1963 besuchte Heckmann erstmals Chile und bereits im Herbst des gleichen Jahres wurde mit der chilenischen Regierung, die der Errichtung einer europäischen Südsternwarte auf ihrem Territorium absolut positiv gegenüberstand, ein Vertrag geschlossen. Heckmann wurde wegen seines schnellen Vorgehens von den Mitgliedsstaaten der ESO gerügt, aber seine Vorgehensweise hatte ihre Vorteile: Wie lange hätte es wohl gedauert, bis die einzelnen Vertragsparagraphen in fünf Sprachen übersetzt, von entsprechenden Stellen überprüft und genehmigt worden wäre:

"In der Sitzung des noch provisorischen ESO-Councils, die am 14. und 15. November in Bonn stattfand, wurden mir wegen meines ´unzulässigen´ Vorgehens Vorwürfe gemacht, weil nun keine europäische Regierung mehr die Gelegenheit habe, den Text der Chile-Konvention kritisch zu beeinflussen. Mir werden heute noch die heftigsten Bedenken wach, ob damals die Mitsprache bei der Textgestaltung von fünf europäischen Regierungen, mindestens also fünf, wahrscheinlich mehr, Ministerien, überhaupt etwas anderes als einen Zeitverlust von Monaten oder Jahren eingebracht hätte. Die europäischen Mitgliedstaaten waren der empfangende, Chile war der gebende Teil. Wenn jemand Grund zu kritischer Nachdenklichkeit gehabt hätte, so wäre es Chile gewesen." (Auszug aus dem Buch von Otto Heckmann: "Sterne, Kosmos,Weltmodelle", Piper 1976).

1964 besuchte Heckmann und der Koordinator der ESO Aktivitäten A.B. Muller-Groningen erneut die chilenische Wüste; mit Hilfe von Pferden, Eseln und Helikoptern wurden verschiedene Gebiete und Gipfel erkundet, u.a. die Gipfel "El Gigante", "La Silla" und "Guatulame". Inzwischen war zu Heckmann und Muller auch der Vorsitzende des ESO Instrumenten-Komitees Fehrenbach hinzugestossen. Die Wahl fiel einstimmig auf La Silla, da dieser Berg die besten klimatischen Bedingungen erfüllte.

Hindernisse

War der Bergrücken "La Silla" (zu deutsch: der Sattel) auch die beste Wahl, wenn es sich um astronomische Belange drehte, es stellten sich den Wissenschaftlern jedoch einige Probleme in den Weg.

Zum einen galt es die Eigentumsrechte an immerhin 600 Quadratkilometer Land zu erwerben (heute 825 qkm). Man hatte es hierbei überwiegend mit dem chilenischen Staat zu tun, der das gewünschte Land zu einem äußerst günstigen Quadratmeterpreis abgab. Allerdings musste die ESO ein zweites Mal in die Tasche greifen, als sich einige der erworbenen Gebiete als einem anderen Besitzer zugehörig erwiesen. Aber auch dort konnte ohne große Probleme und mit geringen finanziellen Mitteln das Land aufgekauft werden.

Mehr Mühe bedeutete es, die auf diesem Gebiet vorhandenen Schürf- und Minenrechte zu erwerben. Es galt dabei, die vorhandenen Gruben- und Minentätigkeiten zu unterbinden, da sie mit erheblichen Staubwolken einhergehen können. Nachdem auch die Frage der Wasserversorgung geklärt war - man pumpt Wasser aus unterirdischen Wasserströmen - konnte 1965 mit den Bautätigkeiten begonnen werden.

Heute gehören der ESO zehn Mitgliedsstaaten an. Dänemark, Italien, Portugal, die Schweiz und seit dem Juli diesen Jahres auch Großbritannien. Dänemark kam 1967, Schweiz und Italien 1982 hinzu und Portugal trat der ESO 2001 bei.

Die Teleskope

Heute stehen auf La Silla 15 Teleskope, acht davon haben einen Durchmesser von mehr als einem Meter.

In den ESO Konventionen ist u.a. niedergeschrieben, dass drei Teleskope mit einem Meter Öffnung aufzustellen sind. Die französische Regierung brachte daraufhin einen Objektivprismen-Astrographen ein ("Grand Prisme Objektiv"), welcher unter großzügiger Auslegung als Nr. 1 der Ein-Meter-Teleskope anerkannt wurde.

Das zweite Ein-Meter-Teleskop wurde ein Spiegelteleskop von exakt einem Meter Öffnung und einem Öffnungsverhältnis von f/15.

Obwohl die ESO Konvention von drei Ein-Meter-Teleskopen sprach, wurde aus Nr. 3 ein 1,5m Spiegel. Und das kam so: Zum damaligen Zeitpunkt beantragte der Direktor des "Observatoire de Haute Provence" und zugleich ESO Instrumenten-Koordinator Fehrenbach für seine Sternwarte ein 1,5m Teleskop. Was lag näher, als gleich zwei Teleskope gleicher Größe und Bauart zu bestellen, da sich dadurch die Kosten für jeweils ein Teleskop erheblich verringerten. Die ESO liess sich überreden und so entstand ein 60 Zoll Teleskop, so wie es zur damaligen Zeit Standard in den USA war. Das 1,5m Teleskop kann sowohl im Coudé- als auch im Cassegrain-Fokus verwendet werden. Im Cassegrain Fokus wird ein Spektrograph direkt an das Teleskop montiert und mitgefahren, im Coudé Fokus verläuft der Lichtweg durch die Polachse hinunter in ein Laboratorium, wo diverse Geräte das einfallende Sternenlicht untersuchen können.

Der für La Silla vorgesehene Meridiankreis wurde dem chilenischen Observatorio Nacional überlassen, da in der Zwischenzeit mehrere Südsternwarten Meridiankreise angeschafft hatten und man auf dem Gebiet der Meridianastronomie nicht mehr zusätzlich tätig werden wollte.

Als nächstes Teleskop war ein Schmidt Spiegel von 1,2 m Durchmesser vorgesehen. Es sollte absolut identisch mit dem Schmidt Spiegel auf dem Mount Palomar sein. Grund war, dass vom Mount Palomar aus mit diesem Gerät der gesamte von dort aus sichtbare Himmel photographiert und im Palomar Sky Atlas veröffentlicht wurde. Von La Silla aus sollte das restliche Drittel des Himmels fotografiert werden, um den fotografischen Atlas zu vervollständigen.

Danach kam das eigentliche Herzstück der ESO, das 3m Teleskop. Bereits in der Planungsphase hatten Heckmann und Fehrenbach das Lick Observatorium besucht, in dem sich ein 3m Teleskop befand. Baade hatte bereits in den 60er Jahren vorgeschlagen, dass man das ESO Teleskop nach diesem Gerät bauen sollte. Heckmann und Fehrenbach entschieden nach der Besichtigung, dass die Beobachterzelle am Tubusende zu mickrig war und sie empfahlen der ESO eine größere Version von 3,5m. Die Beobachterzelle wurde um einige Zentimeter größer, die Kosten für den weiteren Aufbau allerdings auch.

Außerdem ging beim Guss des Spiegels so gut wie alles schief: Die Temperatur des Schmelzprozesses war zu hoch, die Sandunterlage verklebte mit dem Quarzblock. Die unterschiedliche Wärmeausdehnung bewirkte, dass der Block riss und ein größeres Stück herausbrach. Beim Polieren (in Frankreich) entdeckte man Schlieren mit Tausenden von Bläschen. Eine neue obere Quarzschicht musste aufgeschmolzen werden, was wiederum bedeutete, dass der Block zurück in die USA geschickt werden musste. Beim letzten Aufschmelzprozess entstand ein Spalt, der von einem Arbeiter durch ein Stück Quarz geschlossen werden sollte. Allerdings irrte sich dieser in der Glassorte, es entstand ein solch großer Schaden, dass das Bruchstück erneut ausgeschliffen und ausgebessert werden musste.

Im rohen Zustand hatte der Quarzblock die Ausmaße von 3,7m. Er zeigte aber auch am Rand so vorzügliche Qualitäten, dass man die angestrebten 3,5m ohne Beeinträchtigung auf 3,6m hochschrauben konnte. Die ESO zeigte sich wieder generös und Heckmann konnte einen Teleskopblock von 3,6m bestellen.

Somit ist seit 1977 auf La Silla der 3,6m Spiegel in Betrieb. Um vom Coudé- in den Cassegrain-Fokus zu gelangen (oder umgekehrt), wird das Teleskop in die Waagerechte gefahren und mittels Schlitten der Fokus getauscht.

Auf La Silla befindet sich weiterhin ein Radioteleskop für Mikrowellenstrahlung, das SEST ("Swedish-ESO Submillimeter Telescope"). Es ist derzeit das einzige Submillimeterteleskop auf der Südhalbkugel, welches im Wellenlängenbereich von 0,8-3 mm arbeitet. Die erste Arbeit, welche SEST durchführte, war die Kartographierung der beiden Magellanschen Wolken. Derzeit befasst sich SEST mit der Untersuchung von Molekülen in interstellaren Raum der Milchstraße. SEST begann seine Arbeiten in 1987.

Als derzeit letztes Teleskop ist 1998 das "Leonard-Euler-Teleskop" des Observatorium Genf auf La Silla installiert worden. Es handelt sich um ein 1,2m Teleskop mit angebautem Spektrographen; Ein optimales Gerät, um mit der Messung von Radialgeschwindigkeiten extrasolare Planeten um Sterne aufzuspüren.

Das bedeutendste und berühmteste Teleskop auf La Silla ist jedoch das 3,5m "New Technology Telescope", das NTT. Es erlebte sein "first light" in 1989 und hat seitdem eine Menge beeindruckender Daten übermittelt.

Sowohl Haupt- als auch Sekundärspiegel des NTT sind mit einer aktiven Optik ausgerüstet. Beide Spiegel können in Echtzeit justiert werden. Das eingefangene Bild wird mit Hilfe computergestützter Technologie auf seine optimale Abbildung hin untersucht. Stellt sich irgendwo Unschärfe ein, werden Korrekturbefehle an das betreffende Unterstützungssystem gesandt und der Spiegel wieder in seine optimale Form gebracht.

Eine weitere Innovation, welche erstmals am NTT angewandt wurde, ist die adaptive Optik. Sie beseitigt fast gänzlich die Seeing Probleme, welche auftreten, wenn das Licht des Sterns durch unsere Atmosphäre dringt und dabei ständig dem Wechsel zwischen unterschiedlich dichten Einzelschichten ausgesetzt ist und hierdurch Richtungsänderungen erfährt.

Im Strahlengang des Teleskops befindet sich deshalb ein kleiner, deformierbarer Spiegel. Er kann bis zu 100 mal in der Sekunde Befehle erhalten, seine Form ändern und somit eintretende Luftturbulenzen ausgleichen. Fazit ist, dass sich die Bildqualität nur wenig von der eines im Weltraum befindlichen Teleskops - welches ja nicht unserer Atmosphäre ausgesetzt ist - unterscheidet. Die Aussparung der Luftturbulenzen waren ein wesentliches Argument für den Bau des Hubble Space Teleskops. (Alle Aufnahmen: La Silla Homepage)

Paranal

1969 war das Observatorium auf La Silla eingeweiht worden. Das bedeutete jedoch keinen Stillstand in den folgenden Jahren. Immer mehr Teleskope wurden errichtet, die bestehenden ausgebaut und verbessert.

1987 fassten die Mitgliedstaaten den Entschluss, ein noch größeres, bahnbrechendes Teleskop zu bauen und ebenfalls in Chile aufzustellen. Die ESO entschied sich für ein Instrument, welches auf den Namen "Very Large Telescope" (VLT) getauft wurde. Standort sollte der Cerro Paranal sein, ein 2.635m hoher Berg in der chilenischen Atacama Wüste.

Die absolute Neuheit dieses Gerätes besteht darin, dass es sich nicht um ein einziges Teleskop, sondern um gleich vier Spiegel von ca. 8,2m handelt.

Des weiteren gehören noch einige kleinere mobile Teleskope dazu. Die vier Spiegel können einzeln verwendet - aber auch mittels Interferometrie zusammengeschlossen werden und bilden dann einen effektiven Spiegeldurchmesser von 16m.

Wird das Licht der vier Teleskope zusammengeschaltet in einen gemeinsamen Fokus, besitzt das VLT ein Lichtsammelvermögen von 16m und ist damit das derzeit größte Teleskop der Erde.

In den Fokus der vier Teleskope können diverse Instrumente angeflanscht werden, u.a. die zwei baugleichen Spektrographen FORS1 und FORS2 (FOcal Reducer Spectrograph), welche selbst entfernteste Objekte untersuchen können.

Zukunftsvisionen

ALMA - "Atacama Large Millimeter Array"

ALMA ist ein Projekt der Millimeter Astronomie, welches eines der größten Projekte der ESO für die nächste Zukunft sein wird. Mit Hilfe von 64 Antennen mit einer Basislänge von 12 km soll das "kalte" Universum untersucht werden. Der zu untersuchende Wellenlängenbereich liegt bei bis zu 0,3mm, dort wo die Astronomen die Entstehung von Galaxien und Planeten beobachten wollen.

Viele Länder haben ihre Interesse zur Mitarbeit bekundet, es werden sich voraussichtlich die USA, Japan und Spanien an dem Projekt beteiligen. Die Kostenschätzung liegt derzeit bei etwa 600 Mio. Euro, das Projekt soll bis zum Jahr 2008 fertiggestellt sein.

ALMA soll auf dem Hochplateau von Chajnantor in 5.000m Höhe - ebenfalls in der chilenischen Atacama Wüste - installiert werden.

OWL - Over Whelmingly Large Telescope

Das nächste Projekt der ESO liegt noch in den Schubladen, es handelt sich aber auch um eine wirklich überwältigende ("overwhelming") Idee, die in den nächsten 10 bis 15 Jahren zur Ausführung kommen könnte.

So wie beim VLT soll der Hauptspiegel aus sechseckigen Segmenten aufgebaut werden. Jedoch werden die 100m Öffnung aus etwa 1.500 Segmenten bestehen. Mit dieser Öffnung könnte OWL mit tausendfach besserer Auflösung ins All blicken als Hubble und dazu noch zu einem geringeren Preis als die derzeit angestrebten Weltraumprojekte, die als Hubble Nachfolger im Gespräch sind.

Von OWL versprechen sich die Forscher Einblicke in die frühesten Anfänge des Universums, detaillierte Untersuchungen von weit entfernten Supernovae sowie Einblicke in die Entstehung der allerersten Galaxien. Auch die direkte Fotografie naher extrasolarer Planeten wäre mit OWL ein Kinderspiel und die Suche nach extraterrestrischem Leben in greifbarer Nähe gerückt.