Fast 44 Jahre nach der Matura drücke ich für eine Woche wieder die Schulbank Wie das? Kurz die Vorgeschichte:
Auf der Suche nach einem Gebiet in der Amateurastronomie, das nicht nur schöne Anblicke und schöne Fotos bietet, sondern auch meinen Wissenschaftsdrang befriedigt, stieß ich vor ca. 2 Jahren auf die Astrospektroskopie. Ein Bereich der Astronomie, der dank der heute auch Amateuren zugänglichen Technik immer attraktiver wird, zumal die erforderlichen Geräte in vertretbare Preisbereiche gekommen sind. Doch in Österreich ist dieses Unterfangen ein mühevoller und steiniger Weg. Autodidaktisch habe ich mir mit Büchern und Internet ein gewisses Basiswissen verschafft, aber damit war auch schon Endstation, denn trotz vieler Bemühungen und Kontakte war es mir nicht möglich in Österreich in der Spektroskopie versierte Amateure zu finden, wo ich mich anschließen und die Spektroskopie von der Pike auf hätte lernen können. Im vergangenen August führe der Zufall Regie. Ich suchte auf astronomie.de ein Forum und stieß dabei auf das Forum der Spektroskopiker und warf einen Blick hinein. Einer der letzten Einträge war ein Hinweis von Ernst Pollmann auf einen in der letzten Oktoberwoche stattfindenden einwöchigen Kurs in Astrospektroskopie in Wuppertal. Ernst Pollmann war mir schon aus dem Internet als in der Spektroskopie sehr engagierter Amateur mit jahrelanger Erfahrung und sehr guten Kontakten zu den fast schon auf Profiniveau agierenden Franzosen um Christian Buil bekannt. Was kann da schon groß schief gehen. Also meldete ich mich kurz entschlossen an, buchte Flug und Hotel und saß am 20.10. im Flugzeug nach Düsseldorf. Am Abend in Wuppertal angekommen traf ich im Hotel mit Taylan Demirel zusammen, einem jungen Physikstudenten aus Mainz, der zur Vorbereitung für eine Examensarbeit ebenfalls den Kurs belegt hatte. Vom ersten Augenblick hat die Wellenlänge zwischen uns gestimmt und der nette Nebeneffekt war, daß ich mit ihm täglich den doch nicht gerade kurzen Weg vom Hotel zur Schule mit ihm im Auto zurücklegen konnte.
Am Montag um 10 Uhr war Treffpunkt bei der Schule, dem Carl-Fuhlrott-Gymnasium (abgek. CFG), wo uns der Kursleiter und Organisator Michael Winkhaus in Empfang nahm. An dieser Stelle sei wegen der nicht uninteressanten Hintergründe ein kurzer Exkurs über das CFG gestattet.
Die Schule ist nach dem Naturforscher Johann Carl Fuhlrott (1803-1877) benannt (http://de.wikipedia.org/wiki/Johann_Carl_Fuhlrott), der die 1856 im Neandertal bei Düsseldorf gefundenen Skelettreste einem vorzeitlichen Menschen zuschrieb. Fuhlrott gilt damit als Pionier der Paläoanthropologie. Wie es schon vielen Forschern vor und nach ihm ergangen ist, wurde er zunächst nicht ernst genommen. Zwei Jahre später veröffentlichte übrigens Darwin seine bedeutende Schrift „Über die Entstehung der Arten“.
CFG Haupteingang
CFG Aula
Johann Carl Fuhlrott (1803-1877) Entdecker des Neandertalers
Über 1.600 Schüler werden hier von mehr als 120 Lehrern betreut. Doch davon merkten wir fast nichts, denn unser Kurs fand in den Herbstferien statt und so war das Schulgebäude diese Woche leer (und leise). Es würde den Bericht übermäßig in die Länge ziehen, würde ich nun alles über die Schule berichten. Daher für näher Interessierte nur der link des CFG http://www.cfg.wtal.de/fset.htm und die Einschränkung auf das Astronomische. Dies ist untrennbar verbunden mit Michael Winkhaus, der Diplomphysiker ist, einige Jahre wissenschaftlich in der Astrophysik arbeitete, sich dann dem Lehrberuf (OStR) zuwandte, nun am CFG Mathematik und Physik unterrichtet und der spiritus rector aller astronomischen Tätigkeiten am CFG ist. Diese Tätigkeit und vor allem ihr Ergebnis kann man nur als fulminant bezeichnen. Am Flachdach der Schulte steht heute eine Sternwarte, wobei diese Bezeichnung untertreibt, denn tatsächlich befindet sich dort eine astronomische Ausbildungsanlage mit insgesamt 7 voll ausgestatteten Beobachtungsplätzen. Wer mich halbwegs kennt weiß, wie ich von perfekter Technik begeistert sein und schwärmen kann, also möge man mir die Üppigkeit der folgenden Zeilen verzeihen.
Die 6 Außenstationen, Inseln genannt, im Hintergrund die containerartige Sternwarte mit
Aufenthalts-, Büro- und Lagerraum
Kern der Anlage ist ein containerartiger Bau, in dessen einer Hälfte ein Observatorium mit Rolldach untergebracht ist. Die zweite Hälfte dient als Aufbewahrungsraum für die Technik der sechs Außenstationen und als Büro- und Aufenthaltsraum. Jede der sechs Außenstationen hat eine Stahlsäule mit einer Astrophysics AP900 Montierung, versehen mit einem soliden abnehmbaren Kasten als Wetterschutz mit einem eingebauten automatischen Belüftungssystem zur Vermeidung von Feuchtigkeitsbeschlaq auf der Montierung. Jede Säule verfügt über einen fix angebauten und wegklappbaren metallenen Arbeitstisch. Ausreichend Stromanschlüsse und ein Netzwerkanschluß an jeder Säule sind eine Selbstverständlichkeit. Für jeden der sechs Plätze steht als Hauptgerät ein 11´´ Celestron Edge HD zur Verfügung (aplanatisches SCT mit im Baffle-Rohr eingebautem Korrektor, der als Komakorrektor und Bildfeldebner dient). Huckepack können dann noch ein Pentax 75 SDHF (eine ultimative Fotomaschine) und ein Celestron ED Refraktor aufgesetzt werden. Für jeden der sechs Plätze gibt es einen brusthohen Rollwagen für das Zubehör, in dem sich alles versteckt, was das Astronomenherz nur so begehren kann (PC+Zubehör; SBIG STF 8300 M, Alccd 5, DBK 21, DMK 41, Canon EOS 450D astromodif, mit allem denkbaren Zubehör für die Cameras; div. Okulare, Barlowlinse, Baader FFC Zenithspiegel, Binoansatz; reichhaltiger Filterkoffer; Herschelkeil; DADOS-Spektrograph; u.v.m.). Würde ich alles aufzählen, würde es sich lesen wie eine Lagerbestandsliste eines Astrogroßhändlers.
C 11 Edge HD mit Pentax 75 SDHF auf AP900
Michael Winkhaus erkärt die Montierungssteuerung (© EG Lippstadt http://www.eg-lippstadt.de)
Der Stauraum für die Außenteleskope und die Zubehörwagen
Die 7. Station im Sternwartengebäude enthält ein 32cm Cassegrain mit f15, an das noch Refraktoren angebaut sind. Einer davon ist mir einem beheizten Solar-Spectrum Halpha-Filter zur Sonnenbeobachtung ausgestattet. Das ganze ruht auf einer schweren Montierung, die – soweit mir erinnerlich ist – gebraucht der Schule geschenkt wurde und mit einer FS2 von Koch gesteuert wird.
Das 32cm Cassegrain in der Rolldachhütte
Im Laufe der Jahre wurden rd. € 500.000.— in die Sternwartenanlage investiert. Davon stammt aber kein Cent aus öffentlicher Hand. Vielmehr hat Michael Winkhaus sämtliche Gelder bei privaten Sponsoren (Stiftungen) aufgetrieben. Man kann nur erahnen wieviel Arbeit und Zeit dahinter steckt, um solch einen Betrag aufzustellen. Daß entsprechend ausgestattete Unterrichtsräume (komplett mit PC´s ausgestattet) zur Verfügung stehen sei nur mehr am Rande erwähnt.
Noch ist das nicht das Ende. Im Keller der Schule haben Schüler ein Planetarium mit ca. 5m Durchmesser errichtet. Kuppel und Projektor wurden selbst konstruiert und gebaut. Der Projektor besteht aus einer Vielzahl von Fotoobjektiven hinter denen eine lasergravierte Lochblende sitzt, mit der ein Teil des Sternenhimmels abgebildet wird. Dazu mußten zunächst Sternkarten vektorisiert werden, um dann mit entsprechender Software die Laser-Graviermaschinen ansteuern zu können. Dann geschätzte 30-40 Objektive so auszurichten, daß die einzelnen Sternfelder nahtlos ineinander übergehen, ist auch eine Höchstleistung für sich. Neben einer XXL drehbaren Sternkarte (Durchmesser an die 2m) sind im Astronomieraum im Keller zahlreiche Projektarbeiten von Schülern ausgestellt.
Planetariumsprojektor (© Berger Astrogeräte www.astrogeraete.de)
Desweiteren besteht eine enge Kooperation mit universitären Einrichtungen. So hat sich in den vergangenen Jahren zwischen dem CFG-Schülerlabor Astronomie und der Arbeitsgruppe „Physik und ihre Didaktik“ an der Bergischen Universität Wuppertal eine sehr fruchtbare Zusammenarbeit entwickelt. Das Schülerlabor Astronomie ist fester Bestandteil der Bergischen Science Labs (BSL) der Universität und veranstaltet als Außenstelle des BSL-Physik astronomische Kurse für Schüler aller Jahrgangsstufen.
Vieles kann in der Broschüre „Schülerlabor Astronomie“ im Internet nachgelesen werden.
Nun zu den beteiligten Personen. Als Dozenten fungierten diese Woche wie bereits erwähnt Michael Winkhaus, Bernd Koch und Ernst Pollmann. Michael Winkhaus habe ich zu Beginn bereits vorgestellt, ohne den es mit Sicherheit das ganze Schülerlabor Astronomie gar nicht gäbe. Fachliches Wissen und Können ist das eine. Aber was er hier auf die Beine gestellt hat, verdient allerhöchste Anerkennung. In den wenigen Minuten die das dichtgedrängte Programm für private Gespräche zuließ, konnte ich doch den einen oder anderen Eindruck gewinnen wieviel Herzblut und grenzenlose Begeisterung er in dieses Projekt investiert hat. Nur erahnen läßt sich wieviel an Zeit zur Überwindung bürokratischer Hürden, dem Auftreiben von Spendern und Sponsoren und letztlich in Planungsarbeit und eigenem Handanlegen aufgegangen ist. Michael Winkhaus führte uns diese Woche 2 Tage lang in die physikalisch-theoretischen Grundlagen der Spektroskopie ein. Eine absolute Notwendigkeit für jede Beschäftigung gleich in welchem Bereich der Physik, denn ohne ein Mindestmaß an Grundlagenkenntnis wird man immer recht ahnungslos an der Oberfläche dahin rudern und eigentlich gar nicht verstehen was man tut. 2 Tage von 10 Uhr bis spät in den Abend hinein erfordert schon einiges an Konzentration und Aufmerksamkeit. Aber wenn es so spannend und lebendig vorgetragen und mit anschaulichen Experimenten demonstriert wird, kann man fast nicht genug davon bekommen.
Michael Winkhaus bringt uns die theoretische Physik der Spektroskopie näher
Ein aufmerksames Auditorium
Spektrallinien erzeugt in Edelgasen mit angelegter Hochspannung
Bild 13 Lampenspektrogramm (aufgenommen mit USB650 Red Tide
Spectrometer von Ocean Optics*)
w.o.
Das USB650 Red Tide Spectrometer ist ein Laborspektrometer. Das zu untersuchenden Licht wird über einen Glasfaserlichtleiter in das Spektrometer geleitet, in dem die Spektralanalyse erfolgt. Die Ausgabe des Ergebnisses erfolgt direkt in den PC.
Erzeugung von Spektrallinien durch Erhitzen verschiedener Elemente
Bernd Koch ist sicher vielen als Astrofotograf und Autor einschlägiger Literatur bekannt. Zuletzt erschien in Coautorenschaft mit Axel Martin das Werk „Digitale Astrofotografie“ im Oculum Verlag, eines der wenigen deutschsprachigen Werke auf diesem Gebiet. Er betreibt des weiteren eine Astrofoto-Bildagentur (www.astrofoto.de). Bernd Koch ist ebenfalls Diplomphysiker und unterrichtet am CFG. Diese Woche brachte er uns vor allem die praktische Seite der Spektroskopie im Laufe zweier weiterer Tage und zweier Beobachtungsnächte näher, also insbesondere Aufbau, Funktionsweise und Gebrauch des DADOS-Spaltspektrographen, die Handhabung des DADOS am Teleskop und die Aufnahmetechnik. Im PC-Lehrraum ging es dann vor allem um die digitale Aufbereitung der aufgenommenen Spektren, also Datenreduktion und die Umwandlung des fotografischen Bildes in eine Spektralkurve.
Bernd Koch unterrichtet im Gebrauch des DADOS-Spektrographen
Hilfestellung für die Neulinge der Spektroskopie
Vieles will gelernt und geübt sein
DADOS mit angebauter Aufnahmecamera SBIG (rot) und DMK (blau) für die Spaltkontrolle und Autoguiding
Unter den kritischen Augen des Lehrmeisters (E. Pollmann) Jetzt nur keinen Fehler machen!
Bernd Koch und Ernst Pollmann
Dienstag und Donnerstag haben wir so halbwegs Wetterglück und können nach der Theorie im Lehrsaal auch am Teleskop die Aufnahme von Spektren in der Praxis üben.
Aufbau am späten Nachmittag
Ernst Pollmann geht bei Justieren der Fernrohre helfend zur Hand
Was haut da wieder nicht hin?
Die Augen der Nacht
Alles fertig. Warten auf die Dämmerung
Mein Teamkollege Gilbert und ich
Knapp vor Sonnenuntergang erscheint eine Nebensonne
w.o.
Letzte Kontrolle vor Einbruch der Dunkelheit
Warten auf die ersten Sterne
Die Spannung steigt
Wuppertal in der Abenddämmerung
Alle Teleskope sind im Vollbetrieb
Der letzte in der Runde der Dozenten war Ernst Pollmann. Gibt man in Google die Begriffe „Spektroskopie“ und „Amateur“ ein, so erhält man insgesamt ca. 1,8 Mio. Ergebnisse. Dabei taucht sofort und dann immer wieder der Name Pollmann auf. Ersetzt man den Suchbegriff „Amateur“ durch „Pollmann“, so erhält man ca. 14.400 Ergebnisse. Das erübrigt fast jede nähere Beschreibung seiner Person und des Stellenwertes, den er unter den Amateurspektroskopikern einnimmt. Näheres über seine Aktivitäten kann man seiner Homepage http://www.astrospectroscopy.de entnehmen. Besonders erwähnen möchte ich noch seine Stellung in den immer öfters in Erscheinung tretenden sog. ProAm-Kooperationen, wo er an vorderster Front mit dabei ist. Profiastronomen haben einfach nicht die Möglichkeit auf ihren sündteuren Großanlagen genügend Beobachtungszeit zu bekommen, um z.B. einen bestimmten Stern kontinuierlich spektroskopisch zu überwachen. Sie greifen daher immer öfter auf Daten zurück, die ihnen von Amateuren geliefert werden. Der Amateur nimmt auf, der Profi wertet aus. Ein besonders gelungenes Beispiel für eine solche Kooperation ist die epsilon Aurigae Campaign (http://www.hposoft.com/Campaign09.html), bei der über mehrere Jahre zahlreiche Amateure die Bedeckung spektroskopisch beobachtet haben. Es handelt sich dabei um einen ganz außergewöhnlichen Bedeckungsveränderlichen, denn der kleinere Begleiter verfügt über eine dichte Staubscheibe, die während der Bedeckung zu bisher astrophysikalisch noch nicht verstandenen Effekten führt, die nun erklärt werden können. Zu der im Bereich der Amateurastronomie-Spektroskopie führenden französischen Gruppe um Christian Buil unterhält Ernst Pollmann beste Kontakte. Seine Aufgabe war es, uns am letzten Tag die Auswertung und Interpretation der gewonnenen Spektren mit dem Programm VSpec näher zu bringen. Und da reichte ein Tag bei weitem nicht aus, um uns zu zeigen welche Informationen der Astronom aus einem Spektrum herauslesen kann. Die Spektralklassen-Klassifizierung ist da noch die geringste Übung. Ein paar Beispiele: Messung von Rotationen über den Dopplereffekt (vgl. die Messung der Jupiterrotation Seiten 14 u. 17 der Broschüre), spektroskopische Doppelsterne, Nachweis von Exoplaneten mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode, Metallizitätsbestimmung bei Sternen, Nachweis von Elementen in verschiedenen Himmelskörpern, Mondgeologie (das vom Mond reflektierte Sonnenlicht enthält Absorptionslinien von chem. Elementen in der Mondoberfläche (vgl. Seite 19 der Broschüre); u.v.m. an Information können wir dem Licht entlocken.
Denken wir dabei an eines. Wenn wir das mitgebrachte Mondgestein der Apollomissionen und Meteoriten außer acht lassen, dann sind die Astronomen gegenüber ihren Kollegen aus anderen naturwissenschaftlichen Gebieten arm dran. Zum Stern fliegen und eine Materialprobe fürs irdische Labor holen, das wird noch lange ein Traum bleiben. Nach mehr als 44 Jahren haben wir es noch nicht einmal zurück zum Mond geschafft und Wernher von Braun hielt in den 60er Jahren eine Marslandung in den 80ern für realistisch! Also wird uns noch viele, viele Jahrzehnte nur das Licht als Untersuchungsobjekt zum Enträtseln der Sterne zur Verfügung stehen. Spektroskopie ist die Methode die Sprache des Lichts zu verstehen.
Somit bin ich es noch schuldig kurz auf die Gruppe der Kursteilnehmer einzugehen. Den größten Teil der Kursteilnehmer stellten Schüler des CFG aus der Altersgruppe 16-17. Dazu kamen 3 Unistudenten, die den Kurs zur Vorbereitung für Studienarbeiten nutzten und schließlich die gehobenere Altersklasse bestehend aus mir und noch zwei andere Amateurastronomen. Unter den Schülern übrigens zwei Mädchen, die ihren männlichen Kollegen völlig ebenbürtig waren, wovon eine im Umgang mit der nicht ganz einfachen Astrophysics-Steuerung so versiert war, daß sie ihren männlichen Kollegen zur Seite stand. Wie üblich in der Astronomie wird das Du-Wort gepflogen und Altersgrenzen verschwinden im Nu.
Das obligatorische Klassenfoto
Vieles ließe sich noch berichten. Doch auf der anderen Seite soll der Bericht ja nicht in ein Buch ausarten, daher ist es an der Zeit zu einem Ende zu finden. Etwas erschöpft aber mit tiefer Zufriedenheit erfüllt beenden wir am frühen Abend des Freitags den Kurs. Ich habe schon so einiges an Kursen, Seminare, Workshops und Vorträgen in der Astronomie erlebt, aber diese Woche war eindeutig die Krönung alles Bisherigen, nicht nur an Dichte und Umfang des Gebotenen sondern vor allem an der hohen inhaltlichen und didaktischen Qualität. Das ist fast ausschließlich dem hohen Niveau der Dozenten zu verdanken, aber eben nicht nur dem alleine. Nur Niveau ohne Begeisterung ist langweilig. Erst die Begeisterung und Leidenschaft macht das Feuer, das dann auf andere überspringt. Doch Spektroskopie ist ein sehr weites Land. Viel an Übung und autodidaktischer Weiterbildung wird noch vor mir liegen. Aber ich erlebte ein Gefühl, das ich erstmals vor 12 Jahren hatte, als ich mit der Amateurastronomie begann. Die Infektion mit dem virus astronomicus wird zur unheilbaren Sucht. Sie ist Gott sei Dank nicht gesundheitsschädlich sondern nur teuer. Nicht viel anders wird es mir nun mit der Astrospektroskopie (virus astrospectroscopicus, einer Abart des oben Genannten, noch hartnäckiger und teurer) ergehen. Hat man einmal ein entsprechend hohes Niveau in der Astrospektroskopie erreicht, so kann man auch als Amateur sinnvolle wissenschaftliche Beiträge leisten, ein Traum, den ich mir erfüllen möchte, um eine bisher in meinem Leben etwas zu kurz gekommene Neigung auch noch zu befriedigen. Zu Weihnachten wird wohl ein Spektrograph und eine neue Camera unter dem Christbaum liegen müssen. Man hat sich ja selbst bekanntlich am liebsten. Und für meine Frau Greta hat es auch einen Vorteil. Aus Gründen der Gleichberechtigung muß ich ihr gegenüber ebenfalls großzügig sein und im bevorstehenden Ruhestand werde ich ihr kaum auf die Nerven gehen, denn die Spektroskopie wird mir nicht viel Zeit dafür lassen.
Zum endgültigen Abschluß muß ich noch zwei Anmerkungen los werden. Zum einen einen Dank an die WAA ohne deren astronomischen (Aus-)bildungsangebot ich diese Ebene der Amateurastronomie nicht oder nur wesentlich schwerer erreicht hätte. Die letzte Anmerkung ist eher ein Wunsch. Von zaghaften Einzelversuchen abgesehen gibt es soweit ich recherchieren konnte in der österreichischen Amateurszene keine Astrospektroskopie. Hier wenigstens eine kleine Gruppe aufzubauen wäre reizvoll. Bei den vielen Mitgliedern der WAA und den mit uns befreundeten Vereinen sollte es doch den einen oder anderen geben, der Interesse an diesem Thema hat. Daß Astronomie in Gesellschaft Gleichgesinnter noch mehr Spaß macht erleben wir bei der WAA ja fast täglich und auch in diesem Kurs war es nicht anders.
