Hat sich ihre Helligkeit oder Position am Himmel verändert? Um Sterne über längere Zeiträume hinweg zu untersuchen, können Astronomen jetzt in 94.000 Aufnahmen des Himmels stöbern, die bis zu 129 Jahre alt sind: Das Web-Archiv „APPLAUSE“, das auf der Digitalisierung und Aufbereitung von archivierten Fotoplatten verschiedener Einrichtungen basiert, ist nun vollständig online. Sein wissenschaftliches Potenzial hat die Datenbank bereits am Beispiel des ungewöhnlichen Sterns „HD49798“ gezeigt, berichtet das Forschungsteam.
Unscheinbar, weißgrau und irgendwie schmutzig wirken sie, doch was sie zeigen, ist himmlisch: Bis zum Zeitalter der Digitalfotografie fertigten Observatorien Fotoplatten an, die den Sternenhimmel als Negativ zeigten. Sie lagern zu tausenden in den Archiven – die ältesten Exemplare stammen dabei aus der Pionierzeit der modernen Astronomie. Diese Abbildungen des Sternenhimmels sind aber nicht nur aus historischer Sicht interessant – sie besitzen wissenschaftliches Potenzial. Denn sie können stellare Veränderungen über mehrere Jahrzehnte hinweg dokumentieren und damit wichtige Einblicke in die Geheimnisse der Sterne ermöglichen. Doch für die moderne Astronomie, die auf digitaler Datenverarbeitung beruht, sind die Informationen aus den Fotoplatten nur schwer zugänglich.
Archivschätze für die Astronomie aufbereitet
Um dies zu ändern, hat ein Forscherteam im Jahr 2012 das Projekt Archives of Photographic Plates for Astronomical USE, kurz „APPLAUSE“ ins Leben gerufen: In mehreren Schritten haben die Wissenschaftler die Aufnahmen aus den Archiven verschiedener Partnerinstitute aus den Jahren 1893 bis 1998 digitalisiert. Sie wurden dann mit den Details zur Aufnahme wie Datum, Himmelsabschnitt und Aufnahmeort katalogisiert. Vor allem kann APPLAUSE damit aufzeigen, dass eine bestimmte Aufnahme überhaupt existiert und sie Interessierten online zugänglich machen. Wie die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) berichtet, ist das Projekt nach entscheidenden weiteren Zugängen nun abgeschlossen und zu einer enormen Fundgrube für die Astronomie herangewachsen: Insgesamt über 94.000 Fotoplatten aus Observatorien in Deutschland, Estland und dem Vatikan sind nun digitalisiert.
Und das bedeutet mehr als nur abfotografiert: Der Forschungsverbund hat eine Software entwickelt, die künstliche Intelligenz nutzt, um Fehler auf den Platten wie Kratzer oder Staub zu beseitigen und die Aufnahmen zu kalibrieren sowie Himmelskoordinaten zuzuordnen. Erst durch diese Aufbereitung werden die Informationen wissenschaftlich vergleichbar, erklären die Wissenschaftler. Außerdem hat das Team in Handarbeit teils vorhandene Beobachtungsnotizen und Logbücher transkribiert und digital erfasst. Dank dieser Informationen können die historischen Daten für wissenschaftliche Studien verwendet und zum Beispiel Umgebungsparameter wie Temperatur und Beobachtungsqualität in die Datenauswertung einbezogen werden. Zudem illustrieren die Scans der Beobachtungslogbücher die einstige astronomische Arbeitsweise und sind somit auch für Historiker interessant.
Was sich in den Aufnahmen widerspiegeln kann
Doch was genau können Astronomen in den historischen Fotoplatten erkennen? Wie die FAU berichtet, wird dies bereits an einem konkreten Beispiel deutlich: Auf Fotoplatten der Dr. Karl-Remeis-Sternwarte Bamberg wurde der Stern „HD49798“ in den 1960er- und frühen 1970er-Jahren mehrfach abgebildet. Erst jetzt wurde durch die Auswertungsmöglichkeiten von APPLAUSE deutlich, dass er seine Leuchtkraft veränderte: Es zeigt sich, dass der Stern in den Jahren 1964/65 immer heller leuchtete, um danach bis 1974 wieder schwächer zu schimmern. Hinzu kamen schnelle Lichtveränderungen innerhalb weniger Tage.
Die Langzeitinformationen aus den Fotoplatten-Daten konnten damit Hinweise aus Satellitenmessungen ergänzen, wonach von HD49798 Röntgenstrahlung ausgeht. Es zeichnet sich nun immer deutlicher ab, dass dieses Signal von einem unsichtbaren, sehr kompakten Begleiter des Sterns stammt – möglicherweise einem Neutronenstern. Dieses vermutete Sternenduo gilt als einzigartig, schreibt die FAU, denn bislang wurde keine andere Konstellation dieser Art im Weltall entdeckt.
Das Forscherteam hofft, dass ihre nun vervollständigte Datenbank der internationalen Astronomen-Gemeinschaft in den kommenden Jahren noch viele weitere Einblicke in Geheimnisse des Universums ermöglichen kann. Die Wissenschaftler, die einst die Fotoplatten erstellt haben, würden sich sicher über ihren nachhaltigen Beitrag zur Forschung freuen.
Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
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