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10/21/2025 14:00

4MOST beginnt seine kosmische Entdeckungsreise

Tobias Herrmann Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

Am 18. Oktober hat das 4-Meter-Multi-Objekt-Spektroskopieteleskop (4MOST) am VISTA-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) im Paranal-Observatorium in Chile, sein erstes Licht empfangen. 4MOST nimmt nicht einfach nur Bilder vom Himmel auf, sondern zeichnet Spektren auf und erfasst das Licht jedes Objekts in jeder einzelnen Farbe. Mit dieser Fähigkeit kann es das Licht von 2.400 Himmelsobjekten gleichzeitig in 18.000 Farbkomponenten zerlegen, sodass Astronomen deren detaillierte chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften untersuchen können.
Und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) spielen eine Schlüsselrolle in diesem Projekt.

Das MPE war von Anfang an Teil des 4MOST-Konsortiums und trug sowohl mit Ressourcen zum Bau der Spektrografen als auch mit seiner Führungsrolle bei der Entwicklung des Betriebssystems bei. Dabei handelt es sich um ein komplexes Softwaresystem, das eine effiziente Planung und Durchführung der 4MOST-Beobachtungen gewährleistet. Die Planung der Beobachtungen erfolgt ferngesteuert vom MPE aus. Der wissenschaftliche Schwerpunkt der MPE-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liegt auf der Fähigkeit von 4MOST, Spektren und Entfernungsmessungen (Rotverschiebungen) für Millionen von Röntgenquellen zu liefern, die im Rahmen der eROSITA-Himmelsdurchmusterung entdeckt wurden.

Andrea Merloni, Projektleiter einer der 4MOST-Studien, die sich mit der Erforschung wachsender supermassiver Schwarzer Löcher befasst, und lokaler Projektmanager des MPE-Teams, erklärt: „Mit dem Start des 4MOST-Betriebs rückt eine langfristige Vision unseres Teams einen Schritt näher an die Realität. Endlich werden wir in der Lage sein, die von eROSITA entdeckte Röntgenstrahlung von supermassereichen Schwarzen Löchern und Galaxienhaufen mit der dreidimensionalen Verteilung der großräumigen Struktur zu verbinden, die durch die spektroskopischen Messungen von 4MOST untersucht wird. Die Kombination dieser Datensätze wird einen nachhaltigen Einfluss auf die extragalaktische Astrophysik und Kosmologie haben.“

Jake Laas, der seit fünf Jahren an der Entwicklung der Betriebssoftware beteiligt ist, fügt hinzu: „Es ist spannend, dass all die harte Arbeit, die wir in die Automatisierung einer so komplexen Vermessung gesteckt haben, bald auf die Probe gestellt wird. Die Betriebskonzepte, die gemeinsam vom Konsortium und der ESO für 4MOST entwickelt und umgesetzt wurden, haben zu vielen einzigartigen Lösungen geführt.“

Das 4MOST-Wissenschaftsteam besteht aus mehr als 700 Forschern von Universitäten und Forschungsinstituten aus aller Welt. Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) ist das federführende Institut des 4MOST-Konsortiums, das die Anlage gebaut hat und wissenschaftlich betreiben wird. Neben der Gesamtleitung war das AIP an vielen Aspekten der Anlage beteiligt, wie beispielsweise der Weitwinkelkamera mit sechs Objektiven mit einem Durchmesser von bis zu 90 cm, dem Führungs- und Fokussiersystem und dem Fasersystem, das mehr als 2500 Glasfasern mit einem Durchmesser von jeweils einem menschlichen Haar enthält. Das AIP ist auch maßgeblich an der Festlegung des Betriebskonzepts von 4MOST involviert, einschließlich der Beobachtungsplanung und Datenarchivierung.

Der Projektleiter von 4MOST, Roelof de Jong vom AIP, fügt hinzu: „Es ist unglaublich, die ersten Spektren unseres neuen Instruments zu sehen. Die Daten sehen von Anfang an fantastisch aus und sind ein gutes Zeichen für alle wissenschaftlichen Projekte, die wir durchführen wollen. Dass wir Licht, das manchmal Milliarden von Lichtjahren zurückgelegt hat, in einer Glasfaser von der Größe eines Haares einfangen können, ist einfach atemberaubend.“

Sobald 4MOST voll einsatzfähig ist, wird es die Entstehungs- und Entwicklungsprozesse von Sternen und Planeten, der Milchstraße und anderen Galaxien, Schwarzen Löchern und anderen exotischen Objekten sowie des Universums als Ganzes untersuchen. Durch die Analyse der detaillierten regenbogenartigen Farben von Tausenden von Objekten alle 10 bis 20 Minuten wird 4MOST einen Katalog mit Entfernungen, Temperaturen, chemischen Zusammensetzungen, Geschwindigkeiten und vielen weiteren physikalischen Parametern von Millionen von Objekten erstellen, die über den gesamten südlichen Himmel verteilt sind.

Die First-Light-Beobachtungen veranschaulichen die einzigartigen Möglichkeiten von 4MOST: seine Fähigkeit, ein sehr großes Sichtfeld zu beobachten und eine große Anzahl sehr unterschiedlicher Objekte und wissenschaftlicher Fälle gleichzeitig sehr detailliert zu untersuchen. Eines der Objekte, das die First-Light-Beobachtung von 4MOST dominiert, ist die langgestreckte Galaxie NGC253, auch Sculptor- oder Silbermünzgalaxie genannt, die 1783 von Caroline Herschel entdeckt wurde und sich in einer Entfernung von etwa 11,5 Millionen Lichtjahren befindet.

Das andere große Objekt, das in diesem Feld zu sehen ist, ist der Kugelsternhaufen NGC288, eine sehr dichte Gruppe von etwa 100.000 sehr alten Sternen am Rande der Milchstraße. Er entstand vor etwa 13,5 Milliarden Jahren in den frühesten Phasen der Entstehung der Milchstraße. Seine Sterne enthalten nur sehr geringe Mengen der meisten chemischen Elemente, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium, was seine ursprüngliche Zusammensetzung widerspiegelt.

Über 4MOST
4MOST ist die größte Multi-Objekt-Spektroskopie-Beobachtungsanlage der südlichen Hemisphäre und einzigartig in ihrer Kombination aus großem Sichtfeld, Anzahl gleichzeitig beobachteter Objekte und Anzahl gleichzeitig registrierter Spektralfarben. Die Entwicklung begann im Jahr 2010, und die Anlage ist für einen Betrieb von mindestens 15 Jahren ausgelegt.

Das 4MOST-Konsortium
Die 4MOST-Anlage wurde von einem Konsortium aus 30 Universitäten und Forschungsinstituten in Europa und Australien unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) entworfen, gebaut und wissenschaftlich betrieben. Die wichtigsten am Bau und Betrieb der Anlage beteiligten Institute sind:

Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP): Konsortialleiter, Teleskopkorrektor und Führungssystem, Messtechnik, Steuerungssoftware, Fasersystem und Archivsystem,
Macquarie University / Australian Astronomical Optics (AAO): Faserpositionierer,
Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL): Spektrographen mit niedriger Auflösung,
Europäische Südsternwarte (ESO): Detektorsysteme,
Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA): Hardware zur Instrumentensteuerung,
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE): Beobachtungsplanung und Fernsteuerung,
Nederlandse Onderzoekschool Voor Astronomie (NOVA): Kalibriersystem,
University of Cambridge, Institute of Astronomy (IoA): Datenmanagement,
Universität Hamburg (UHH), Hamburger Sternwarte: Archiv- und Benutzerverwaltung,
Universität Heidelberg, Zentrum für Astronomie (ZAH): hochauflösender Spektrograph und Instrumentensteuerungssoftware.

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Contact for scientific information:

Dr. Andrea Merloni
Senior Scientist Highenergy Group; PI eROSITA
+49 89 30000-3893
am@mpe.mpg.de
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics

Dr. Jake Laas
Scientist High-Energy Astrophysics
+49 89 30000-3812
jclaas@mpe.mpg.de
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics

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Der Himmelsausschnitt der ersten Beobachtungen mit Beispielspektren.

Copyright: AIP/R. de Jong, Centre de Recherche Astrophysique de Lyo

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Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Electrical engineering, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German

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