All die schwarzen Lücken verwandeln sich in funkelnde Gebilde

Je genauer ein Teleskop auf einen Punkt im All schaut, desto mehr entgeht ihm vom Rest des Himmels. Das Vera C. Rubin-Teleskop will darum den Himmel in seiner ganzen Breite ablichten, soll dabei gefährliche Asteroiden finden – und könnte die Kosmologie revolutionieren. 

Zunächst führt die Reise in den Virgo-Galaxienhaufen im Sternbild Jungfrau: Weiße, beigefarbene und blaue Scheibchen tauchen auf, werden größer, verschwinden letztendlich aus dem Blickfeld. Immer tiefer geht es dann ins Bild. Hinein in den Raum, zwischen Sterneninseln und bläulich glimmenden Sternen, ins scheinbar schwarze Nichts, aus dem doch immer neue Galaxien und funkelnde Sternhaufen erscheinen. »All die schwarzen Lücken zwischen den Sternen, die man zunächst mit bloßem Auge sieht, verwandeln sich dabei in funkelnde Gebilde«, schwärmt Željko Ivezić. Der Astrophysiker ist Professor für Astronomie an der Universität Washington und Direktor des Vera C. Rubin-Teleskops, das erst in diesem Jahr eingeweiht wurde. Auf einer Pressekonferenz im Juni 2025 stellt er erste Aufnahmen vor – und nimmt das Publikum mit auf eine spektakuläre Kamerafahrt durch das Universum.

Es gebe in diesem Bild kaum ein Punkt, der nicht aus den Tiefen des Alls belichtet worden ist, erklärt Ivezić. Und von diesen Bildern soll es schon bald mehr geben – dank ungewöhnlicher Technik: Allein die Hightech-Optik des Rubin wiegt stolze 350 Tonnen und steht über 2.600 Meter hoch auf dem Cerro Pachón in Chile. Ein Jahrzehnt lang soll das Teleskop Nacht für Nacht den Himmel in seiner ganzen Breite ablichten. »Um ein einzelnes Bild in Gänze darzustellen, bräuchte man einen Bildschirm, der so groß ist wie ein Basketballfeld«, sagt Željko Ivezić. Ein extremer Aufwand, der ganze Rechenzentren auslasten wird. Doch Rubin könnte das Bild des Universums revolutionieren. Denn in diesem riesigen Datenberg dürften viele Dinge ans Licht kommen, die Astronom:innen bisher schlichtweg übersehen haben.

Eine drei Tonnen schwere Kamera

Das Messprinzip, das hinter Rubin steckt, hat Anthony Tyson erfunden. »Eigentlich bin ich gar kein Astronom«, sagt er. Schon vor fünf Jahrzehnten begeisterte sich der experimentelle Physiker für die damals neuartigen CCD-Chips: lichtempfindliche Halbleiter, die heute in den meisten Digitalkameras stecken. Tyson fragte sich, ob sie wohl bei der Erforschung des Kosmos helfen könnten. Doch damals schossen Astronom:innen ihre Bilder ausschließlich analog, mit Fotoplatten, und sahen keinen Grund, ihre Gewohnheiten zu ändern. »Die Astronom:innen hielten die Idee für verrückt«, sagt Tyson – aber beirren ließ er sich nicht. 1976 brachte er die digitale Aufnahmetechnik zum ersten Mal testweise in einem Teleskop zum Einsatz. Doch schon bald dachte er viel weiter.

Seit Jahrhunderten geht es in der Astronomie nur darum, Objekte am Himmel zu vergrößern. Doch im gleichen Maße, wie Linsen oder gewölbte Spiegel größer wurden und damit immer mehr Details von weit entfernten Sternen oder Galaxien herauskitzelten, war auch der jeweils am Himmel beobachtete Ausschnitt geschrumpft. Und das, was dort passierte, wo gerade niemand hinsah, blieb unentdeckt.

Das Rubin-Teleskop ähnelt mit seinem 8,40 Meter breiten Spiegel nur auf den ersten Blick anderen Großgeräten. Zwei etwas kleinere Hilfsspiegel helfen dabei, optische Verzerrungen zu reduzieren, bevor das Licht aus dem All auf die fast drei Tonnen schwere Kamera trifft, in der ein Mensch stehen könnte. Der damit anvisierte Himmelsausschnitt ist riesig – ein einzelnes Bild umfasst ein Gebiet so groß wie rund 45 Vollmonde. Gleichzeitig ist die Kamera mit ihren 3.200 Megapixeln zu extrem hoher Auflösung fähig. Durch ihre Größe ist sie äußerst lichtempfindlich, die Belichtungszeit ist dadurch kürzer als bei anderen Teleskopen von Rang. Diese würden für ein so großes Bild bei gleicher Auflösung ein Jahr lang brauchen. Das Rubin schafft das in nur zwei Sekunden.

Tief in die Vergangenheit des Kosmos

Nach 10 Jahren Bauzeit wurde das neue Teleskop im März 2025 fertiggestellt. Nach einem mehrmonatigen Testlauf beginnt jetzt im Herbst der sogenannte Legacy Survey of Space and Time: Eine Durchmusterung des Alls mit 30 Billionen Beobachtungen, die für das kommende Jahrzehnt geplant sind. Sie werden viele Milliarden Lichtjahre weit in den Kosmos reichen – und damit auch tief in seine Vergangenheit hinein.

Schon eine Weile ahnen Astronom:innen, dass sie viele Prozesse im Universum nur unzureichend verstehen. Ein Indiz dafür sind etwa die hochenergetischen Neutrinos: winzige Elementarteilchen, die so schnell unterwegs sind, dass kein bekannter Prozess des Universums sie erklären kann. »Zwar gibt es Hinweise auf existierende kosmische Teilchenbeschleuniger«, schreibt der Physiker Robert Stein vom Forschungszentrum DESY in Hamburg in einem Preprint-Artikel, »aber ihr Ursprung ist nie eindeutig identifiziert worden«.

Solche Fälle gibt es viele: Ausbrüche von Gammastrahlen, die irgendwo im All beginnen, oft nur wenige Sekunden dauern und die bis heute kaum verstanden sind. Oder die Gravitationswellen: Schwingungen der Raumzeit, die im Umfeld extrem beschleunigter Massen entstehen, etwa beim Todestanz Schwarzer Löcher. Vor einem Jahrhundert theoretisch vorhergesagt, wurden Gravitationswellen im Jahr 2015 erstmals nachgewiesen. Schon zwei Jahre später erhielten die Wegbereiter dieser Entdeckung den Nobelpreis für Physik. Nur: Wo im All werden die Gravitationswellen ausgesandt und was passiert dabei genau? Da sind die Detektoren noch zu ungenau. Zwar sind bei den verantwortlichen kosmischen Katastrophen Lichtblitze zu erwarten. Doch für gewöhnliche Teleskope waren die kosmischen Ereignisse in der Regel viel zu schnell vorbei. »Die Stärke des Rubin-Teleskops liegt darin, dass es den Himmel schnell scannen und dabei Milliarden Lichtquellen entdecken kann«, sagt Rubin-Direktor Željko Ivezić. Auch wenn die Lichtquellen in ihrer Leuchtstärke pulsieren oder nur einen kosmischen Wimpernschlag lang unerwartet auftauchen.

Die allergrößten Fragen

Doch die Ziele der Forschenden gehen noch viel weiter. »Wir möchten mit dem Rubin-Teleskop das Standardmodell der Kosmologie auf den Prüfstand stellen«, sagt Esra Bulbul vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München. Dafür untersucht sie Regionen im All, in denen sich ungewöhnlich viel unsichtbare Masse zu verstecken scheint – Ansammlungen, die bisher kaum jemand vollständig erklären kann.

Den ersten Hinweis auf diese geheimnisvolle Dunkle Materie lieferte in den 1970er-Jahren die Astronomin Vera Rubin – die Namensgeberin des Observatoriums. Sie hatte beobachtet, dass sich Sterne in Galaxien viel schneller um das Zentrum bewegen, als es allein durch die sichtbare Materie – also Sterne, Gas und Staub – erklärbar wäre. Damit hatte sie gezeigt, dass es zusätzlich eine große Menge unsichtbarer Masse geben muss, die Galaxien zusammenhält.

Der Blick des Rubin-Teleskops erlaubt es nun, die Wirkung dieser Dunklen Materie weithin im Kosmos zu vermessen. So können Forschende prüfen, ob die heutigen Theorien über den Aufbau und die Entwicklung des Universums wirklich stimmen – oder ob das Standardmodell der Kosmologie angepasst werden muss.

Den Forscher:innen geht es dabei um die allergrößten Fragen: Wie die Dunkle Materie verteilt ist, könnte auch erklären, wie sich die Strukturen im heutigen All entwickelt haben. Gleichzeitig zieht eine noch rätselhaftere Kraft das Universum auseinander – und das sogar mit zunehmender Geschwindigkeit. Worum es sich bei dieser Dunklen Energie handelt, ist völlig offen – dabei macht sie zwei Drittel des Universums aus, weit mehr als gewöhnliche Materie oder bekannte Formen von Energie.

Schutz vor Asteroiden

Über 800 Millionen US-Dollar hat das US-Energieministerium gemeinsam mit privaten Geldgebern für das Teleskop ausgegeben, sein Betrieb schlägt zusätzlich mit rund 40 Millionen Dollar jährlich zu buche. Es dürften wohl weniger die tiefschürfenden Fragen der Kosmologie gewesen sein, welche die Politiker:innen zu dieser Investition bewogen haben – sondern vielmehr die dicken Brocken, die durch unsere kosmische Nachbarschaft fliegen: Denn diese Asteroiden sind potenziell in der Lage, ganze Städte oder sogar unsere gesamte Zivilisation auszulöschen. »Es hat sich herausgestellt, dass dieser Aspekt viel entscheidender war«, sagt Anthony Tyson.

Zwischen den Planeten trudelt Vieles, was Astronom:innen bisher übersehen haben. Bekannt sind bisher fast ausschließlich Asteroiden, die jenseits der Umlaufbahn der Erde um die Sonne kreisen. Denn dort werden sie von der Sonne beleuchtet und sind gut erkennbar. Asteroiden, die näher an der Sonne kreisen, sind dagegen viel schwerer zu beobachten. Denn ihre Lichtpunkte leuchten nicht in der dunklen Nacht am Himmel, sondern sie glimmen nur nah an der Sonne und damit im Zwielicht der abendlichen oder morgendlichen Dämmerung. Innerhalb der Erdbahn, vielleicht sogar im Umfeld der Venus, gibt es vermutlich etliche dicke Brocken aus Eis, Stein oder Metall – nur sind diese trotz ihrer Nähe bisher schlichtweg noch nicht bekannt.

Wie viele Details die große Kamera des Rubin auch im Zwielicht erhaschen kann, zeigt der Testlauf des Teleskops. »Wir haben dafür nur ein paar Nächte genutzt«, sagt Željko Ivezić und nennt dann Zahlen: 2104 neue Asteroiden hat man schon in den ersten Fotos entdeckt, durch ihre Bewegung als kurze Striche erkennbar. Sieben davon gelten als erdnahe Objekte, von denen immerhin keiner in absehbarer Zeit Gefahr läuft, mit ihr zusammenzustoßen.

Bisher kennen Astronom:innen rund 1,3 Millionen Asteroiden. Das Rubin-Teleskop dürfte diese Zahl nach seinem kompletten Suchlauf vervielfachen. Die Fachleute erwarten darunter auch ungewöhnliche Kandidaten: vielleicht sogar einen weiteren Planeten weit hinter der Plutobahn – und uralte interstellare Objekte, die aus fernen Sonnensystemen stammen. Der erste dieser Besucher wurde erst 2017 entdeckt; mit Rubin dürften zehn bis 15 weitere dazu kommen. Zuvor war nicht klar, ob solche Brocken uns überhaupt nahekommen.

»Jedes neue Teleskop, das den Himmel absucht, entdeckt auch viele unerwartete Dinge«, sagt Željko Ivezić. Egal ob nahe an der Erde, weiter draußen in der Milchstraße oder am Rand des Universums: Rubins Rundumblick wird ans Licht bringen, was Astronom:innen sich heute nicht einmal erträumen können.

Erschienen am 7. November 2025