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Sternwarte

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Dieser Artikel erläutert das Observatorium zur Beobachtung des Himmels; zu anderen Observatorien siehe Observatorium (Begriffsklärung).
Klassische Sternwartekuppel: Großer Refraktor der Universitätssternwarte Wien von 1885, 11 m Brennweite
Offene, azimutale Bauweise: Large Binocular Telescope mit zwei 8m-Spiegeln
Modernes 2-Meter-Spiegelteleskop des Observatoire de Haute-Provence

Eine Sternwarte oder ein astronomisches Observatorium (von lat. observare = beobachten) ist ein Ort mit wissenschaftlichen Instrumenten zur Beobachtung des Sternhimmels. Neben einzelnen Himmelskörpern des Sonnensystems und unserer Galaxis (Sterne, Sternhaufen, Nebel) sind zunehmend extragalaktische Himmelsobjekte Ziel der Beobachtung sowie zugehörige Datenbanken und theoretische Arbeiten.

Die Observatorien, von denen es weltweit einige hundert gibt, sind im Regelfall auf erhöhten Standorten errichtet und mit einer Kuppel vor Wettereinflüssen geschützt. Bei der Auswahl der Örtlichkeit ist eine möglichst große Zahl klarer Nächte, wenig Störlicht und eine geringe Luftunruhe wesentlich. Letztere ist dort gegeben, wo (insbesondere im Gebirge) laminare Luftströmungen vorherrschen.[1][2]

Die Beobachtungen bzw. Messungen erfolgen zumeist mit Teleskopen (Linsen- bzw. Spiegelfernrohren) oder Astrografen, heute zunehmend auch mit Antennen (Radioastronomie), und in der Astrometrie (Positionsastronomie) mit Transitinstrumenten. Die meisten Observatorien beobachten im sichtbaren Licht, wobei die früheren visuellen Methoden weitgehend durch fotografische und optoelektronische ersetzt wurden.

Bis etwa 1620 waren Observatorien fast ausschließlich für die freiäugige Beobachtung des Himmels eingerichtet, ausgestattet mit Meridiankreisen oder Sextanten, Armillarsphären, Gnomon oder großen Sonnenuhren (siehe auch Astronomische Phänomenologie). Bei der wissenschaftlichen Tätigkeit dominierte seit Jahrtausenden die Astrometrie, die erst ab 1850 durch die Astrofotografie und die Astrophysik ergänzt (und vorübergehend in den Hintergrund gedrängt) wurde. Heute konzentriert sich die Arbeit von höher gelegenen Observatorien zunehmend auf nicht-visuelle Strahlungsbereiche wie nahes Infrarot, UV und Radiostrahlung, während die kürzeren Wellenlängen (UV- und Röntgenstrahlen) großteils den Weltraumteleskopen vorbehalten bleiben. Auch Observatorien auf dem Mond sind in Planung.

Sozialrechtlich sind die Nachtdienste der Astronomen durch spezielle Vergütungen und einvernehmliche Dienstpläne geregelt, doch ist der Prozentsatz der nötigen Nachtarbeit durch die Möglichkeiten der automatischen Teleskopsteuerung und des Internet deutlich im Sinken begriffen.

Siehe auch: Observator

Merkmale von Sternwarten

Ein ganzer „Sternwarten-Campus“ auf La Palma, Roque-de-los-Muchachos-Observatorium

Das Erscheinungsbild heutiger Sternwarten ist meist durch eine oder mehrere Kuppeln gekennzeichnet, die

  • einerseits zur Beobachtung geöffnet und in die gewünschte Richtung gedreht werden können,
  • andererseits im geschlossenen Zustand das darunter aufgestellte Instrument schützen sollen,
  • wobei die hellgestrichene Kuppel und durch gute Reflexion bzw. Isolierung gegen Sonnenstrahlung für eine gleichbleibend kühle Luft sorgt (siehe: nächtliche Abkühlung, thermische Effekte, Saalrefraktion).

Die Instrumente selbst (vor allem die Teleskope) sind zum Schutz vor Erschütterungen und Vibrationen auf eigenen, vom übrigen Gebäude mechanisch streng getrennten Sockeln montiert. Für diese tief im gewachsenen Fels fundierte Pfeiler ist der klassische, hinterlüftete Ziegelbau nach wie vor eine mechanisch und thermisch gute Lösung, während Beton ungünstiger ist (mögliche Temperatur- und innere Spannungen, merkliche Pfeilerdrehung). Bei schweren Teleskopen muss ihre Fundierung mindestens zwei Meter in festen Boden (möglichst in den gewachsenen Fels) hinunter reichen, bei Lockergestein sogar bis zu 10 Meter.

Der Begriff Observatorium wird auch für künstliche Erdsatelliten verwendet, die astronomische Teleskope tragen. Im Regelfall befinden sich mehrere Teleskope bzw. Instrumente auf einem Satelliten, die meist alle dasselbe Ziel beobachten, seltener auch getrennt gesteuert werden können (siehe: Satellitentechnik).

Eine Sternwarte, die hauptsächlich zum Zweck von Führungen und der Erwachsenenbildung betrieben wird, nennt man auch Volkssternwarte. Ein ähnliches Ziel wie diese verfolgen Schulsternwarten und werden gelegentlich auch gemeinsam betrieben. Volkssternwarten sind jedoch von Planetarien zu unterscheiden. In ersteren kann man tatsächliche Himmelskörper beobachten, während letztere die Himmelsobjekte künstlich projizieren.

Des Weiteren gibt es Privatsternwarten, die von einzelnen Amateurastronomen oder Vereinigungen betrieben werden. In Einzelfällen oder an sogenannten Astronomietagen bieten sie ebenfalls der Öffentlichkeit oder der Nachbarschaft Sternführungen an. Viele Beobachtungsplätze sind auf Wohnhäusern eingerichtet und mit kleinen Kuppeln oder einem Schiebedach bzw. Rolldach geschützt. Andere sind – insbesondere bei transportablen Fernrohren – als Terrassen- oder Gartensternwarte ausgeführt.

Als Observatorien im weiteren Sinn werden auch Bauwerke bezeichnet, die durch ihre besondere Konstruktion die Festlegung bestimmter astronomischer Besonderheiten, wie z. B. den Tag der Sommer- oder Wintersonnenwende, ermöglichen. Bei dieser Art von Bauwerken, die zumeist einer vorgeschichtlichen Phase der verschiedensten Kulturen zuzurechnen sind, handelt es sich meist um sogenannte Sonnenobservatorien, da von hier aus vor allem der Lauf der Sonne beobachtet wurde. Siehe z. B. Kreisgrabenanlage von Goseck oder Stonehenge. Eine moderne Sonderform ist z. B. der von einem Astroverein im Süden Wiens betriebene Sternengarten und ein ähnlicher bei Bonn.

Geschichte

Antike und Mittelalter

Megalith-Observatorium in Nabta-Playa
Stjerneborg

Die derzeit als ältestes datiertes Observatorium der Vorgeschichte geltende Anlage ist eventuell die Kreisgrabenanlage von Goseck aus dem 5. Jahrtausend v. Chr. Der Megalith-Kreis in Nabta-Playa in der Nubischen Wüste könnte auch in diese Zeit fallen. Andere Anlagen stammen aus Zeiten ab ca. 3000 v. Chr. (Stonehenge) oder der Boitiner Steintanz ca. 1200 v. Chr. Das Cheomseongdae-Observatorium in Korea ist das älteste im Fernen Osten. China hat eine lange Tradition im Bau von Observatorien. In der Tang-Dynastie wurden 20 Sonnenobservatorien für die Erstellung des Da Yan Kalenders 729 A.D. errichtet, wobei 10 Observatorien entlang des 114. Grades östlicher Länge von Zentralasien bis Huế verteilt wurden, um die Kugelgestalt der Erde zu überprüfen. Die Yuan-Dynastie ließ für den Shou Shi Kalender 1281 27 Großobservatorien erbauen, wobei das Gaocheng-Observatorium nahe Dengfeng in der Provinz Henan noch gut erhalten ist. In Peru befindet sich das 2300 jahre alte Chanquillo-Observatorium, das aus 13 Türmen auf einem Berggrat besteht.

Im Spätmittelalter und der Zeit danach entstanden die ersten Vorläufer der „klassischen“ Sternwarten. Sie beheimateten Instrumente zur Vermessung von Sternörtern, z. B. Quadranten oder Astrolabien, oder große Sonnenuhren. Beispiele sind das Observatorium Rasad-e Khan von Nasir Al-din al-Tusi, die Sternwarte des Ulug Beg, Uraniborg und Stjerneborg, die Sternwarten Tycho Brahes oder die Jantar Mantars des Maharajas Jai Singh II..

Neuzeit

Nach Erfindung des Teleskops 1608 entstanden die ersten Sternwarten im heutigen Sinne. Diese waren zunächst Teile physikalischer Kabinette, wie sie von Adligen und anderen Gönnern nach und während der Aufklärung unterhalten und gefördert wurden. Es handelte sich oft um ausgebaute Dachgeschosse, angebaute Türme oder dergleichen. Eigenständige Sternwartenbauten wurden oft als Türme ausgeführt, wie die Mannheimer Sternwarte.

In diese Zeit fällt zum Beispiel der Bau des Royal Greenwich Observatory 1675. Die erste Sternwarte nach Stjerneborg, bei der die Instrumente in ein ebenerdiges Gebäude gestellt wurden, war die Seeberg-Sternwarte, die 1790 in Betrieb genommen wurde. Diese frühen Observatorien widmeten sich überwiegend der Astrometrie (Bestimmung der Sternörter und Planetenbahnen) und dienten auch als Basispunkte der Navigation und Landesvermessung.

Für die Öffentlichkeit zugänglich wurden Observatorien erst durch den Bau von Volkssternwarten ab dem 19. Jahrhundert. Die erste Schulsternwarte Deutschlands wurde 1872 im ostsächsischen Bautzen gegründet.

Viele bedeutende Sternwarten in Mittel- und Nordeuropa wurde zwischen 1790 und 1830 gegründet, u. a. jene in Hamburg-Altona, München, Düsseldorf, Gotha, Leipzig, Halle, Königsberg und Dorpat; Russland und die USA zogen 1839 mit St.Peterburg-Pulkowa und Harvard nach. Diese Gründungswelle hängt v. a. mit den Erfolgen der Himmelsmechanik zusammen (Planetenbahnen, Kometen, Asteroiden, Doppelsternforschung, Sternkataloge), sowie der Entwicklung der Messtechnik. Demgegenüber sind die Universitätssternwarten in der Südhälfte Europas meist schon früher entstanden. Ein zweiter Gründungsboom ist um die Jahrhundertwende festzustellen und brachte die Entwicklung der Astrophysik – siehe u. a. Potsdam (astrophys. Inst.), Wien (Univ.- und Kuffnersternwarte), Zürich und die großen Observatorien der USA wie Yerkes, Lick und Lowell. Darunter waren auch einige für die Forschung bedeutende Privatsternwarten.

Für die Qualität der Beobachtung ist ein möglichst dunkler Himmel wichtig. Dennoch lagen bis zum Ende des 19. Jahrhunderts die meisten Sternwarten nahe oder sogar in Städten – auch um dem Geldgeber, im Allgemeinen dem lokalen Fürstenhof, nahe zu sein. Das Anwachsen der Städte und der damit verbundene Lichtsmog, der die Beobachtungen in zunehmendem Maß beeinträchtigte, führte im 20. Jahrhundert zu einem Ausweichen in immer abgelegenere und vom Lichtsmog noch nicht betroffene Gebiete wie etwa in Gebirgen, zunächst in näher gelegene Gebirge wie die Pyrenäen oder die Alpen und schließlich in Gebiete weit abseits größerer Ansiedlungen und mit klarer und ruhiger Luft, wie etwa auf dem Mauna Kea auf Hawaii oder in der Atacamawüste in Chile.

Gleichzeitig ermöglichte der technologische Fortschritt die Anfertigung immer größerer Teleskope, die immer schwächere Lichtmengen auffangen können und so Beobachtungen in immer größere Tiefen des Weltalls erlauben. Auch diese Instrumente gelangen durch die natürliche Luftunruhe an Grenzen. Leistungsfähige Adaptive Optiken sind zwar in der Lage, diesen Nachteil fast vollständig zu korrigieren, aber üblicherweise nur in sehr kleinen Bildfeldern. Ein Ausweg bot sich in der Konstruktion von Weltraumteleskopen, die Beobachtungen außerhalb des störenden Einflusses der Erdatmosphäre ermöglichen wie etwa das Hubble-Weltraumteleskop. Darüber hinaus wurden Weltraumteleskope entwickelt, um Beobachtungen in Spektralbereichen zu ermöglichen, die vom Boden aus unzugänglich sind, wie etwa im fernen Infrarot oder im Bereich der Röntgenstrahlung.

Einzelne Sternwarten und Observatorien

Vor- und frühgeschichtliche Bauten (Auswahl)

Sternwarten in Deutschland (Auswahl)

Forschungsinstitute

Historische Aufnahme der Sternwarte Sonneberg

Volkssternwarten

Volkssternwarte Aachen
Regiomontanus-Sternwarte Nürnberg, Volkssternwarte von 1930
Fritz-Weithas-Sternwarte in Neumarkt
Sternwarte Zollern-Alb in Rosenfeld

Sonstige Sternwarten

Sternwarte Stuttgart
Sternwarte Peterberg

Sternwarten in Österreich (Auswahl)

Universitätssternwarte Wien

Sternwarten in der Schweiz (Auswahl)

Urania-Sternwarte Zürich

Forschungsinstitute

Privat- und Volkssternwarten

Historische Sternwarten (Auswahl)

Sternwarte Kremsmünster

Andere Sternwarten (Auswahl)

Im Luftraum (Auswahl)

Im Weltall (Auswahl)

Siehe auch

Weblinks

 Commons: Observatorien – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ H. Zimmermann, A. Weigert: ABC-Lexikon Astronomie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1995.
  2. ↑ G. D. Roth: Kosmos Astronomie-Geschichte: Astronomen, Instrumente, Entdeckungen. Kosmos-Verlag, Stuttgart 1987.
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