Astronomische Wanderwege in Effelsberg, oder wie Sirius nach Chile kommt

 -  MPI für Radioastronomie
Ein galaktisches Juwel
NGC 3981 im Sternbild Crater (Becher)

Das 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) liegt in einem Tal nahe Bad Münstereifel-Effelsberg ungefähr 40 Kilometer südwestlich von Bonn in der Eifel. Drei astronomische Wanderwege im Umfeld des Observatoriums unter den Bezeichnungen “Planetenweg”, Milchstraßenweg” und “Galaxienweg” verdeutlichen die komplette kosmische Entfernungsskala von nahen Planeten zu weit entfernten Galaxien. Die Verbindung zwischen zwei dieser Wege, dem Planetenweg und dem Milchstraßenweg, wird über die gemeinsame Station “Sirius” aufgebaut. Im Maßstab des Milchstraßenwegs liegen Sonne und Sirius direkt nebeneinander in einem Abstand von nur 90 cm. Im Maßstab des Planetenwegs hingegen skaliert sich die tatsächliche Entfernung von 8,6 Lichtjahren zwischen beiden Himmelsobjekten zu 11.000 km; das entspricht der Luftlinien-Entfernung zwischen zwei vom MPIfR betriebenen Radioteleskopen, dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und dem 12-m-APEX-Teleskop für Submillimeterwellenlängen in Chile.

Planetenwege bieten eine sehr schöne Möglichkeit, kosmische Entfernungen und Größenskalen innerhalb unseres Sonnensystems zu verdeutlichen. Sie bestehen üblicherweise aus neun oder zehn Stationen: der Sonne, den acht Planeten unseres Sonnensystems sowie oft zusätzlich auch dem Zwergplaneten Pluto. Im weit verbreiteten Maßstab von 1 : 1 Milliarde führt ein solcher Weg über eine Gesamtlänge von knapp 6 Kilometern als Abstand zwischen Sonne und Pluto. Die Sonne hat in diesem Maßstab einen Durchmesser von 1,40 m und die Erde 1,30 cm in einem Abstand von 150 m von der Sonne.

Der Planetenweg am Radioteleskop Effelsberg ist ein ganzes Stück kleiner. Im Maßstab 1 : 7,7 Milliarden überdeckt er einen Laufweg von knapp 800 m Länge vom Besucherparkplatz bis zum Besucherpavillon in Sichtweite des 100-m-Radioteleskops in dem Vorträge für Besuchergruppen über Radioastronomie und die vor Ort durchgeführte Forschung stattfinden. Der Weg startet mit dem Zwergplaneten Pluto noch auf dem Parkplatz selbst und setzt sich vom äußeren in das innere Sonnensystem fort. Die Schautafeln mit den inneren Planeten von Mars bis Merkur und der Sonne selbst befinden sich alle auf dem Vorplatz des Besucherpavillons (Abb. 1).

 Pluto (0 m) Besucherparkplatz

Neptun (182 m) Straße zum Besucherpavillon

Uranus (389 m) Straße zum Besucherpavillon

Saturn (584 m) Straße zum Besucherpavillon

Jupiter (665 m) Straße zum Besucherpavillon

Mars (736 m) Straße zum Besucherpavillon

Erde (746 m) Vorplatz des Besucherpavillons

Venus (752 m) Vorplatz des Besucherpavillons

Merkur (758 m) Vorplatz des Besucherpavillons

Sonne (766 m) Vorplatz des Besucherpavillons

Sirius (11.000 km) APEX-Teleskop, Atacama-Wüste, Chile

Tabelle: Stationen des Planetenwegs

 

Zwei weitere astronomische Wanderwege am Radiotelekop Effelsberg, der Milchstraßenweg und der Galaxienweg, erweitern die kosmische Entfernungsskala bis weit jenseits des Sonnensystems. Der Milchstraßenweg geht über eine Gesamtstrecke von vier Kilometern von Burgsahr (Ortsteil der Gemeinde Kirchsahr) im nahegelegenen Sahrbachtal bis zum Aussichtpunkt des Radio-Observatoriums unmittelbar vor dem 100-m-Teleskop selbst. Im Maßstab von 1 : 1017 (1 : 100 Billiarden) entspricht das einer Strecke von 40.000 Lichtjahren durch die Milchstraße. Der Milchstraßenweg umfasst insgesamt 18 Stationen vor Ort von den Außenbereichen der Milchstraße über die Sonne selbst bis zum Galaktischen Zentrum, 25.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt.

Der Galaxienweg umfasst die großen Entfernungen im Universum. Er hat eine Gesamtlänge von gut 2,6 Kilometern, beginnt im Wald hinter dem Radio-Observatorium Effelsberg und endet bei einer nahegelegenen Ausflugshütte (Martinshütte: die “Hütte am Rand des Universums”). In einem Maßstab von 1 : 5 x 1022 (1 : 50 Trilliarden) besteht der Galaxienweg aus insgesamt 14 Stationen bis zu einer maximalen Lichtlaufzeit von 12,85 Milliarden Jahren. In anderen Worten: bei der weit entfernten Galaxie mit der Katalogbezeichnung J1148+5251 stammt das beobachtete Signal aus einer Zeit von weniger als einer Milliarde Jahren nach dem Beginn des Universums.

Um nun die drei astronomischen Wanderwege miteinander zu verbinden, gibt es zwei Himmelsobjekte, die in jeweils zwei der Wanderwege in ganz unterschiedlichem Maßstab vorkommen. Die Station “Andromeda-Galaxie M31” ist sowohl im Milchstraßenweg als auch im Galaxienweg enthalten. Es ist die nächste große Nachbargalaxie, eine Art Zwilling der Milchstraße, in rund 2,5 Millionen Lichtjahren Entfernung. Im Maßstab des Galaxienwegs sind das gerade mal 50 Zentimeter. Tatsächlich bilden beide, Milchstraße und Andromeda-Galaxie, den Beginn des Galaxienwegs mit zwei Stationen in nur 50 cm Entfernung. Im Maßstab des Milchstraßenwegs liegen beide Galaxien hingegen 250 km voneinander entfernt.

Die Station “Andromeda-Galaxie” des Effelsberger Milchstraßenwegs befindet sich am “Haus der Astronomie” in Heidelberg, in 250 km Entfernung von Effelsberg. Das Gebäude hat in der Tat die äußere Form einer Spiralgalaxie. Im Inneren befindet sich im Rahmen einer Teleskopausstellung auch ein Modell des Radioteleskops Effelsberg im Maßstab 1 : 100 sowie am Haupteingang die Tafel “M31” des Milchstraßenwegs.

Sirius, der hellste Stern am Nachthimmel, stellt das Verbindungselement zwischen Planetenweg und Milchstraßenweg dar. Sirius ist ein Nachbarstern in lediglich 8,6 Lichtjahren Entfernung von der Sonne. Beide Stationen, Sonne und Sirius, sind auf ungefähr halber Strecke des Milchstraßenwegs zu finden. In der Nähe des Örtchens Binzenbach (ein weiterer Ortsteil von Kirchsahr)  stehen sie im Wald in einem Abstand von nur knapp 90 cm.

Im Maßstab des Planetenwegs ist das eine andere Geschichte. Der Abstand von knapp 9 Lichtjahren zwischen Sirius und Sonne skaliert sich zu rund 11.000 Kilometern! Auf gleicher Skala liegt der Zwergplanet Pluto weniger als 800 Meter von der Sonne entfernt. Die Raumsonde Voyager 1, das fernste von Menschenhand gebaute Gerät, ist auch noch keine 3 km weit weg. Aber schon für den nächsten Stern, Proxima Centauri, sind es in diesem Maßstab mehr als 5000 Kilometer!

Und wie es der Zufall will: die erforderlichen 11.000 Kilometer Abstand zu Sirius stimmen hervorragend mit der Luftlinien-Entfernung zwischen zwei Radioteleskopen des MPIfR überein:  dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und dem APEX-Teleskop in der Atacamawüste in Chile, das gemeinsam vom MPIfR, der europäischen Südsternwarte ESO und dem Schwedischen Onsala-Observatorium betrieben wird.

Die Station “Sirius” des Effelsberger Planetenwegs ist direkt am Standort von APEX in der Chajnantorebene in 5100 m Höhe über dem Meeresspiegel in der Atacamawüste angebracht (Abb. 2). Sirius ist der hellste Stern am Nachthimmel, der von beiden Standorten aus für eine gewisse Zeit des Jahres zu sehen ist.

Da es keinen allgemeinen Zugang zum APEX-Teleskop auf der Chajnantorebene gibt, wird die Station „Sirius“ des Effelsberger Planetenwegs auch im nahegelegenen Ort San Pedro de Atacama in 2500 m Höhe über dem Meeresspiegel gezeigt. Das Büro von Alain Maurys  „San Pedro de Atacama Celestial Explorations“ (SPACE) mit der Adresse Caracoles 400-2 präsentiert die Tafel in drei Sprachen (Spanisch, Englisch und Deutsch).

“Es ist phantastisch, dass wir mit Sirius die letzte verbleibende Lücke zwischen den astronomischen Wanderwegen bei uns am Radio-Observatorium schließen können”, sagt Norbert Junkes vom MPIfR, der die Entfernungen im Weltall regelmäßig in seinen Vorträgen für Besuchergruppen am Radioteleskop Effelsberg thematisiert. “Von den Planeten unseres Sonnensystems über Sterne und Sternentstehungsgebiete in der Milchstraße bis hin zu fernen Galaxien am Rand des Universums – unsere drei Wanderwege gehen über die komplette kosmische Entfernungsskala.”

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