Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Mariano Moles (Andalusisches Institut für Astrophysik, Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC), führt derzeit eine Langzeitbeobachtung auf dem Calar Alto durch, die 90% der Geschichte des Universums erhellen soll. Das astronomische Projekt, derzeit ALHAMBRA Projekt genannt, wird im optischen und im Infrarotbereich eine Fläche von vier Quadratgraden in acht verschiedene Himmelsrichtungen abdecken. Somit wird das ALHAMBRA Projekt die Referenz für kosmische Geschichte werden. 

Kosmische Tomographie  
Bei der Beobachtung schwacher und weit entfernter Galaxien sehen die Astronomen eigentlich nur, wie diese in der Vergangenheit mal ausgesehen haben. Das Licht, das uns heute erreicht, stammt von den Objekten als diese es vor langer Zeit ausstrahlten. Wenn man weit genug ins Universum schaut und dabei sehr entfernte Objekte beobachtet, erhält man in der Tat ein Bild des Universums zueiner zeit, als es noch sehr jung war. Dies ist der Grund dafür, dass die Astronomen ein so starkes Interesse daran haben, den Kosmos nach sehr schwachen und weit entfernten Objekten zu durchsuchen. Die Beobachtung von immer weitentfernten Galaxien ermöglicht es den Astronomen immer jüngere Objekte zu sichten, und somit eine immer genauere Geschichte des Universums zu erstellen.

Um eine präzise Darstellung der verschiedenen Phasen der kosmischen Geschichte zu erhalten, muss man in jedem Abstands- oder Altersbereich eine größtmögliche Anzahl an Objekten identifizieren. Es genügt also nicht eine einzige Aufnahme zu erstellen, sondern es muss die größtmögliche Fläche des Sternenhimmels abgedeckt werden um statistisch signifikante Daten zu erhalten, die eine zuverlässige Darstellung der verschiedenen Evolutionsstadien des Kosmos ermöglichen.

In den letzten Jahren gab es mehrere Forschungsprojekte die extrem tief ins Universum eingedrungen sind, aber relativ kleine Portionen des Sternenhimmels abgedeckt haben. Unsere bisherigen Projekte haben immer große Flächen des Sternenhimmels abgedeckt und sind nicht so tief ins Universum vorgedrungen. Das ALHAMBRA-Projekt soll nun diese Lücke schließen indem es Daten aus kleinflächigen Studien (wie z.B. "Hubble Deep Fields") mit den großflächigen Studien vereinigt. ALHAMBRA ist das Akronym für "Advanced Large, Homogeneous Area Medium Band Redshift Astronomical survey".

Die vom ALHAMBRA Projekt abgedeckte Himmelsfläche entspricht etwa der von 20 Vollmonden. Alle Aufnahmen der Hubble-Teleskops, die sogenannten "Deep Fields", decken Flächen ab, die etwa 500 Mal kleiner sind. Die beim ALHAMBRA-Projekt erreichte Tiefe ermöglicht es 90% der Geschichte des Universums zu rekonstruieren. Diese tiefgreifende und flächendeckende Studie ermöglicht es den Forschern Phänomene zu beobachten und zu erfassen, die mit dem Ursprung und Evolution verschiedenster Himmelskörper in Verbindung stehen. Für diese Studie wurde der Himmel in acht verschiedene Segmente eingeteilt. Es wurde besonderer Wert darauf gelegt mögliche lokale Unregelmäßigkeiten, sogenannte kosmische Abweichungen, zu unterbinden um den Auswertungen allgemeine Gültigkeit zu verschaffen.

Kleiner Ausschnitt der ersten Aufnahme im Rahmen des ALHAMBRA Projektes. Farbbild (links) und 10 der 23 Filteraufnahmen (Farben) von ALHAMBRA. Die Filteraufnahmen entsprechen den Filtern der mittleren Bandbreite zwischen 520 und 799 nm. Die rotesten Galaxien (siehe Pfeilmarkierungen) erscheinen natürlich nur auf den Bildern die mit Rotfilter aufgenommen wurden (längere Wellenlängen). © M. Moles / ALHAMBRA Team / V.Peris

Licht und Farbe
Im 17. Jahrhundert hatte Sir Isaac Newton schon festsgestellt, dass weißes Licht das durch ein Glasprisma geleitet wird, in seine spektralen Komponenten zerlegt wird. Heute wird allgemein angenommen, dass der Regenbogen aus sieben Farben besteht. Dies beruht auf Newtons Beschreibung. In Wirklichkeit ist das Lichtspektrum kontinuierlich und wir könnten Tausende von Farben erkennen, wenn es nur genug Wörter gäbe um sie zu beschreiben. Das ALHAMBRA Projekt hat das Ziel die Beschaffenheit und Entfernung von so vielenn Objekten wie möglich zu ermitteln. Es hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse optimal und präzise sind wenn das Spektrum in 20 Spektralsegmente, d.h. in 20 verschiedene Farben unterteilt wird . Zu diesem Zweck wurden 20 verschiedene optische Filter entworfen die das Spektrum von Violet bis Rot abdecken, sowie 3 weitere Filter im nahen Infrarot um die Resultate noch zu verbessern. Dies hat zur Folge, dass jedes Beobachtungsfeld mindestens zwanzigmal in der gleichen optischen Position gemessen werden muss (mit LAICA), und dreimal im nahen Infrarot (mit OMEGA-2000). Die Messungen sind deswegen mit einem hohen Aufwand verbunden.

Das Bild

Die Erfassung der ersten Segmente des ALHAMBRA-Projekts ist bereits abgeschlossen. Die Aufnahmen mit dem 3.5 m Teleskop auf dem Calar Alto demonstrieren die spektakuläre Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens für das Studium der kosmischen Evolution. Das Farbbild in dieser Ausgabe zeigt eine Fläche von 15 Bogenminuten (ein Drittel der Vollmondfläche) und entspricht einem Ausschnitt, der mit LAICA aufgenommen wurde. Auf diesem Bild sind etwa 10 000 Objekte zu erkennen. Die meisten Objekte sind ferne Galaxien. Man kann aber auch Quasare, aktive Galaxien, Sterne unserer eigenen Galaxis und im Vordergrund kleinere Objekte des Sonnensystems erkennen (Asteroiden und möglicherweise transneptunische Objekte).

Das Foto zeigt Vergrößerungen ausgewählter Ausschnitte der Originalaufnahme, aus denen man sich ein Bild von der Anzahl und Vielfalt der extragalaktischen Objekte machen kann. Die Auswertung der gesammten Messdaten von 23 verschiedenen Filtern ermöglicht es den Astronomen diese Objekte genau zu untersuchen und deren Entfernung zu bestimmen. Im Gegensatz zu konventionellen Messverfahren, die auf die spektrale Zerlegung verzichten, erreicht man in diesem Fall Messungen mit einer aussergewöhnlich hohen Präzision. 

Die ersten Bilder sind vielversprechend. Man schätzt, dass mit der Präzision dieses Messverfahrens die Datenbank des ALHAMBRA Proyekts die Daten von etwa 650 000 Galaxien, 5000 Quasaren und aktiven Galaxiekernen enthalten wird. Die ALHAMBRA-Datenbank ist ein einzigartiges Instrument um die kosmische Evolution zu erforschen: der Übergang vom frühen Universum (Ozeane aus neutralen Gasen mit gravitativ gebundenen Regionen in denen die mittlere Dichte etwas höher als gewöhnlich liegt) zur aufbrausenden Brutstätte mit Sternen und Schwarzen Löchern, die gleichzeitig den Beginn eines relativ ruhigen zeitnahen Kosmos darstellen mit Galaxiehaufen, Galaxien, Sternen und Planeten wie die unseren. 

Das ALHAMBRA Team verwendet zwei Kameras: die LAICA (im optischen) und die OMEGA-2000 (im nahen Infrarot). Beide Kameras sind am 3.5 m Teleskop auf der Calar Alto Sternwarte in Almería (Südspanien) montiert. 

Das ALHAMBRA Team steht unter der Leitung von Mariano Moles vom Institut für Astrophysik Andalusien, IAA, und besteht aus mehr als 50 Wissenschaftlern, die dem erweiterten Team und dem Hauptteam angehören. Dieses letztere besteht aus folgenden Mitgliedern: Mariano Moles (IAA), Emilio Alfaro (IAA), Narciso Benítez (IAA), Tom Broadhurst (Rahca I. Physics, Israel), Francisco Javier Castander (Institut d'Estudis Espacials de Catalunya), Jordi Cepa (Institut für Astrophysik Kanarische Inseln, IAC), Miguel Cerviño (IAA), Alberto Fernández Soto (Universität von Valencia, UV), Rosa González Delgado (IAA), Leopoldo Infante (Pontifische Katholische Universität, Chile), José Alfonso López Aguerri (IAC), Isabel Márquez (IAA), Vicent J. Martínez (UV), Josefa Masegosa (IAA), Ascensión del Olmo (IAA), Jaime Perea (IAA), Francisco Prada (IAA), José María Quintana (IAA), Sebastián Sánchez (Centro Astronómico Hispano-Alemán).

Hochaufgelösende Bilder:

Hochauflösende Bilder des Ausschnitts mit zehn verschiedenen Filtern (30 kB)

Hochauflösendes Bild eines Ausschnitts von 2.5 Bogenminuten (132 kB)

Hochauflösendes Bild eines Ausschnitts von 2 Bogenminuten  (50 kB)

Hochauflösendes Farbbild ALHAMBRA Ausschnitt F08_01_1. (1.1 MB). Diese Aufnahme entstand mit den ALHAMBRA Filtern 14 und 23, von 396 nm bis 799 nm. Die Farben dieses Bildes wurden so verändert, dass das Objekt so aussieht als würde man es mit bloßem Auge beobachten. Jedem Filter wurde eine Elementarfarbe zugeteilt (Rot, Grün, Blau), die der Empfindlichkeitskurve des Auges angepasst ist (Filter im Bereich 700-800 nm wurden als reines Rotlicht behandelt). Die Bearbeitung der Bilder erfolgte mit der Software PixInsight Standard.

Mehr Information:

ALHAMBRA Projekt offizielle Website

ALHAMBRA Projekt Pressebericht 

© Calar Alto Sternwarte, Dezember 2006                  Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann.