Im StarTalk mit … Mischa Schirmer

Christian Kuhn, Sternfreunde Franken e.V.

Wie vergangene Woche berichtet wurde, gelang dem Astrophysiker Mischa Schirmer durch Beobachtungen an Großteleskopen in Chile die Entdeckung eines völlig neuen Galaxientyps, den er in seinem Fachartikel Green Beans, Grüne Bohnen, nennt. Im Mai 2011 hatte er endgültig das Siebengebirge gegen die südamerikanischen Anden getauscht und ist vom Bonner AIfA, wo er 2004 seine Doktorarbeit abgeschlossen hat, zum 8-Meter-Spiegel des Gemini South Telescope in Chile gewechselt.  Hobbyastronomen ist er als Entwickler der Software THELI und durch seine tiefen Deep-Sky-Aufnahmen mit einem 12,5-Zoll-Newton auf La Palma (Foto oben) bekannt. Mir erzählte der Astrophysiker, wie 1979 seine Begeisterung für die Astronomie geweckt wurde, was die Taucherei macht, wie er sich an der chilenischen Küste eingelebt hat und wie inspirierend seine Entdeckung Grüner Bohnen in der kosmischen Suppe ist.

13 Fragen an … Mischa Schirmer

  • Nach einer aktuellen Umfrage unter Astronomen waren 60% jünger als 12 Jahre, als Sie sich begannen für Astronomie zu interessieren. Wann und wie wurden Sie mit dem Astrovirus angesteckt?

Als ich 6 war, hat mein Großvater zu seinem Dienstjubiläum ein ausziehbares Piratenfernrohr mit einem 50mm-Objektiv von seinen Kollegen geschenkt bekommen und mir damit den Mond gezeigt. Damit war alles andere (Vulkane besteigen, Erdbeben erforschen, Dinosaurier ausgraben, etc.) zweitrangig. Zwei, drei Jahre später durfte ich es mir dann ausleihen und selbstständig beobachten, was sich auf die Plejaden, Jupiter und den Mond beschränkte. Sternkarten hatte ich keine, brauchte ich aber auch nicht. Den Mond und Jupiter konnte ich stundenlang ansehen. Meine Eltern hatten irgendwann ein Einsehen und schenkten mir, als ich 12 war, einen 60/900mm-Refraktor zu Weihnachten. Den hatte ich nach vier Jahren völlig ausgereizt und was Größeres musste her, diesmal vom eigenen Taschengeld (ein C8). „The rest is history, as they say.“

  • Stand bei Ihrem Abi 1993 direkt fest, dass Sie Physik studieren und Astronom werden wollen?

Aber natürlich, was anderes kam gar nicht in Frage. In Mathe war ich in der 7. und 8. Klasse sogar eine ziemliche Pflaume, was mich wahnsinnig geärgert hat. Ich hatte eine elementare Algebra-Regel nicht verstanden, und suchte meine Vorzeichen immer an der falschen Stelle (sozusagen ein „Nachzeichen“ anstelle eines Vorzeichens), was einerseits meinen Lehrer und andererseits mich in gegenseitige logische Verzweiflung trieb. Mein Großvater hat mir dann praktisch zufällig mal gezeigt wie es geht, danach war alles klar.

  • Als Bayer in Bonn haben Sie als Doktorand am Garching Bonn Deep Survey (GaBoDS) mitgearbeitet, wobei Sie vor etwa 10 Jahren mit Thomas Erben die Datenreduktions-Software THELI entwickelt haben. Warum stellen Sie es Astrotografen als Freeware kostenlos zur Verfügung?

Damals kam gerade eine neue Generation von Weitwinkelkameras, bestehend aus mehreren CCD-Detektoren, an die Teleskope. Wir fanden schnell heraus, dass die üblichen IRAF-Routinen zur Datenbearbeitung völlig unzureichend waren, und haben daher unser eigenes Werkzeug entwickelt. THELI war von Anfang an  möglichst „instrumentenunabhängig“ ausgelegt, so dass wir für zukünftige, neue Kameras nicht wieder von vorne anfangen mussten. Das hat gut geklappt, heute unterstützt THELI etwa 90 optische und nah-infrarote Kameras an verschiedensten Observatorien. Wir haben die Reduktionssoftware von Anfang an unseren Kollegen frei zur Verfügung gestellt, das ist in der Astrophysik so üblich, und später auch unter GPL lizenziert. Auf diese Weise erzielen wir eine größere Verbreitung, und es macht uns als Wissenschaftler „sichtbarer“. Ich habe THELI natürlich auch für meine eigenen, amateurastronomischen Aufnahmen verwendet. In Amateurkreisen beworben habe ich es nicht explizit, und werde es auch weiterhin nicht tun. Der Anspruch ist hoch, und Linux natürlich eine Einstiegshürde. Ich vertraue darauf, dass es interessierte Leute von selbst finden und damit auch entsprechend motiviert sind. Mittlerweile gibt es eine ganz ansehliche Anzahl Benutzer, und deren Feedback hat die grafische Oberfläche von THELI deutlich verbessert, davon profitieren auch meine Kollegen. An dieser Stelle vielen Dank!

Mischa Schirmer

Ich sehe mich nach wie vor auch als Hobbyastronom, auch wenn ich seit gut zwei Jahren keine Aufnahmen mehr gemacht habe, da mich die professionelle Seite gerade sehr stark einnimmt. Das ist ärgerlich, da ich hier in Chile unter bestem Himmel sitze und mein Teleskop an hervorragender Stelle aufbauen könnte. Zu Studienzeiten war ich wesentlich aktiver in den Foren unterwegs, das hat naturgemäß stark abgenommen. Ich lese aber noch regelmäßig mit, um auf dem Laufenden zu bleiben, und manchmal juckt es mich in den Fingern und dann schreib ich auch mal was. Ein Freund und Kollege (ebenfalls Amateurastronom) meinte mal auf einem Teleskoptreffen im Jahr 1999: „Amateur astronomy is the romantic side of our job. Keep it!“ Das hat mir gefallen, ist aber auch gar keine Frage.

  • Mit einer G11-Losmandy-Montierung ging’s 1995 mit der Astrofotografie los. Hätten Sie sich als Astrofotograf außerdem je träumen lassen, dass Sie außer der einigen 12,5-Zoll-Amateuroptik mal eine Acht-Meter-Großteleskop-Fotomaschine in den Anden bedienen würden?

Zu fotografieren begann ich auf Film mit der klassischen G11/C11-Kombo, handnachgeführt. Das ging eine Zeitlang gut, aber als SBIG die ST7/8/10-Serie rausbrachte, musste natürlich eine CCD-Kamera her. Da wurde mir dann auch schnell klar, dass die Nachführung der G11 völlig unzureichend war, und die Optik des C11 ebenso. Ich bin dann auf eine kurzbrennweitige 8″-Flatfield-Kamera von Lichtenknecker umgestiegen und habe die G11 aussortiert. Das  war aber unter lichtverschmutztem Bonner Himmel nicht sehr ertragreich. Richtig los ging es dann erst 2004 auf La Palma, wo ich meine erste Stelle als Postdoc am William-Herschel-Teleskop (WHT) antrat. Unter Roque-de-los-Muchachos-Himmel kam dann schnell der Hunger nach mehr Öffnung, und ich habe meinen foto-optimierten 12,5″-Newton fertig gebaut, der meinen Ansprüchen genügte. Der musste dann natürlich auf eine MAM-50-Montierung, um dem Wind dort oben zu trotzen. Diesem Setup bin ich seither treu geblieben, bis auf einen 4″-FSQ für die ganz stürmischen Nächte.

Zu Studienzeiten hätte ich mir nicht träumen lassen, dass ich tatsächlich mal ein 8m-Teleskop bedienen würde, es war ja nicht klar ob ich überhaupt irgendwo eine Doktorandenstelle und später Arbeit bekommen würde. Nach meinem Diplom war ich ein Jahr bei der ESO/Garching und durfte 3 Mal nach La Silla, um mit dem 2,2m-Teleskop zu beobachten. Im Rahmen meiner Doktorarbeit in Bonn kamen dann auch Beobachtungen mit dem VLT dazu, da bin ich aber nicht selbst hingefahren, sondern die Daten wurden im sogenannten Service-Mode für uns aufgenommen. In La Palma habe ich dann Beobachter am 4m-WHT betreut bzw. selbst Service-Beobachtungen durchgeführt. Und jetzt gerade sitze ich im Kontrollraum des 8m-Gemini-South-Teleskops und fahre eine Nachtschicht als Beobachter (wir haben hauptsächlich Service-Mode-Beobachtungen hier, ich habe etwa 30 bis 40 Nachtschichten pro Jahr in Blöcken von 4 bis 5 Nächten).

Gemini Observatory, AURA

  • Die sehr tiefen Himmelsaufnahmen der Großteleskope zeigen, dass quasi jeder kleine Himmelsausschnitt ein wahres Galaxiengewimmel enthält. Bitte schätzen Sie mal: Wieviele Hintergrundgalaxien werden sich im Kasten des Großen Wagens verbergen?

Der Kasten hat eine durchschnittliche Kantenlänge von etwa 4,8×8,9 Grad, macht 42,7 Quadratgrad. Mit einem 8m-Teleskop kommt man problemlos bis zur 26. oder 27. Größenklasse, da finden sich bereits ca. 100 Galaxien je Quadratbogenminute bei gutem Seeing, macht etwa 15 Millionen Galaxien im Kasten. Mit ein paar Stunden Belichtungszeit werden es auch mehr. Das Hubble Space Telescope (HST) blickt natürlich noch deutlich tiefer, da es nicht vom Seeing betroffen ist und der Himmelshintergrund auch deutlich niedriger liegt. Im Hubble Ultra Deep Field (HUDF) liegt die Galaxiendichte bei etwa 1.000 pro Quadratbogenminute, damit landen wir bei 150 Millionen Galaxien im Kasten des Großen Wagens.

Nein. Der Superhaufen erstreckt sich zwar über mehrere Grad am Himmel, hat aber eine Rotverschiebung von 0,44, entsprechend einer sog. Laufzeitentfernung von 4,6 Milliarden Lichtjahren. Der Prototyp der Grünen-Bohnen-Galaxie, den ich zufällig in der Aufnahme des Superhaufens gefunden habe, hat eine Rotverschiebung von 0,33, und ist somit nur 3,7 Milliarden Lichtjahre entfernt. Da besteht also kein physikalischer Zusammenhang.

  • Wie zu der aktuellen Entdeckung letzte Woche berichtet wurde, haben Sie nahe eines 6,9mag-Sterns im Wassermann tatsächlich einen neuen Galaxientyp beobachtet und sagten dazu: „Das ist unglaublich inspirierend!“ Warum ist ein Milliarden Lichtjahre entferntes grünes Quasar-Echo inspirierend?

Da war zunächst die Entdeckung selbst. Um ein besseres Gefühl für die Verteilung der Galaxien in dem Superhaufen zu bekommen, habe ich ein Farbbild aus meinen Aufnahmen erstellt. Das ist etwa 300 Megapixel groß, und ich habe mir die Freiheit genommen, darin ca. 1 Stunde umher zu scrollen. 100.000 Galaxien, ein Blick in einen Bereich des Universums, den noch nie jemand zu vor gesehen hat. Da sieht man viele Strukturen, letzten Endes sehen das Universum und die Galaxien in diesem Bereich aber auch nicht anders aus als an einer beliebigen anderen Stelle. Ein halbes Jahr später habe ich es mir nochmal angeschaut, und da war dann plötzlich diese knallgrüne und helle Galaxie, die ich beim ersten Mal übersehen haben musste. Mir war augenblicklich klar, dass SO ETWAS wirklich NOCH NIEMALS jemand gesehen hat. So auffällig und noch dazu bizarr, das war einfach unfassbar! Dann setzte natürlich der rationale Verstand ein, und der sagt einem Wissenschaftler, dass das mit Sicherheit doch schon mal jemand gesehen und erklärt hat. Ich habe dann lange Zeit in der Literatur gesucht, und scheinbar ähnliche Objekt gefunden, z.B. die Grünen-Erbsen-Galaxien, oder Quasare, die große Mengen Gas ionisieren und in die Umgebung blasen. Aber nachdem ich das erste Spektrum, aufgenommen mit dem VLT, zur Hand hatte, konnte ich die wahre Leuchtkraft bestimmen. Spätestens da war dann sicher, dass ich auf etwas wirklich außergewöhnliches und sehr seltenes gestoßen bin.

Die wissenschaftliche Analyse hat dann nochmals etwa 2 Jahre und weitere Beobachtungen in Anspruch genommen. Ein sog. Licht-Echo (genau genommen ein Ionisations-Echo) ist bisher die beste Erklärung die wir haben, aber das muss noch durch weitere Beobachtungen abgesichert werden. Das faszinierende an diesen Ionisations-Echos ist, dass sie ein Relikt eines vergangenen, sehr aktiven Quasar-Zustandes sind. Wenn alles so läuft, wie wir uns das vorstellen, dann können wir anhand dieser Echos das erste mal für eine individuelle aktive Galaxie  eine Lichtkurve rekonstruieren, die sich über bis zu hunderttausend Jahre erstreckt. Das ist ein Zeitraum, in denen theoretische Modelle das Erlöschen von Quasaren vorhersagen. Überprüfen konnten wir diese Modelle angesichts der vergleichsweise kurzen menschlichen Lebensdauer bisher nicht. Hier öffnen sich also neue Türen, daher empfinde ich diese Entdeckung insgesamt als enorm inspirierend. Sowas passiert heutzutage in Zeiten großer Surveys wie SDSS oder Pan-STARRS nur den wenigsten Astrophysikern – man würde meinen, man hat schon alles entdeckt … zumindest die hellen und spektakulären Dinge.

CFHT, ESO, Mischa Schirmer

  • In der Astrophysik gibt es die unterschiedlichsten Fachrichtungen. Was begeistert Sie so am Studium von Galaxien?

Mich interessiert so gut wie alles im Universum, und die Arbeit an einem Observatorium kommt dem sehr entgegen. Gerade jetzt nehme ich zum Beispiel ein Spektrum eines Gamma-Ray-Burst auf, etwas später werden wir das Zentrum des kürzlich entdeckten Phoenix-Galaxienhaufens unter die Lupe nehmen, in dem enorme Mengen neuer Sterne entstehen. Das ist reichlich ungewöhnlich für einen alten Galaxienhaufen. Natürlich arbeite ich nicht weiter an diesen Sachen, ich führe nur die Beobachtungen durch. Als Astrophysiker hat man im Allgemeinen nur ein oder zwei Gebiete, in denen man hauptsächlich arbeitet, sonst kann man mit der Entwicklung nicht mithalten.

Galaxien und Galaxienhaufen sind die größten Strukturen im Universum, und quasi Treibgut auf dem Fluß der Dunklen Materie und der Dunklen Energie. Das macht sie hochinteressant. Durch deren Studium lernen wir sehr viel über den Aufbau und die Entwicklung des Universums, die Grenzen der gegenwärtig bekannten Physik, und letzten Endes über unser Dasein selbst. Schließlich ist das Universum unsere Heimat. Und es ist gar nicht mal Lichtjahre weit weg, sondern nur etwa 100 Kilometer. Uns trennt nur eine sehr, sehr dünne Luftschicht von einem äußerst lebensfeindlichen und enorm großen Vakuum … ein sehr respekteinflößender Gedanke.

  • Sie tauchen aber nicht nur in die Welt weit entfernter Galaxien ein, sondern auch schon mal mit der Sauerstoffflasche ab.

Auf La Palma bin ich sehr viel getaucht und habe dort in meiner Freizeit auch als Tauchführer gearbeitet. In Chile hat es mich bisher aber nur einmal unter Wasser verschlagen, da es nur wenige Tauch-Spots gibt. Außerdem ist der Pazifik hier aufgrund des antarktischen Humboldt-Stroms mit ca. 10 Grad ganzjährig reichlich ungemütlich. Im Choros-Nationalpark etwas nördlich von La Serena, wo wir wohnen, haben wir Pinguine … am 29. Breitengrad! Das ist der einzige Ort auf der Welt, wo man diese Tiere und Kakteen gleichzeitig beobachten kann. Dort kann man mit Seehunden tauchen, aber ein warmes Vergnügen ist es nicht. Deutlich besser ist das Juan-Fernandez-Archipel etwa 700km vor der Küste Chiles, ein wahres Naturparadies. Dort wohnen nur 600 Menschen, und das Meer ist nicht überfischt. Da würde ich gerne mal tauchen. Die chilenische Regierung will den dortigen Einwohnern helfen, indem der Öko-Tourismus gefördert und eine Flugverbindung angeboten wird. Der Tsunami von 2010 hat hier schwere Schäden angerichtet, ein Wiederaufbau-Team ist 2011 beim Landeanflug dann auch noch tragischerweise abgestürzt. Das hat die Chilenen sehr getroffen.

Mischa Schirmer

  • Im Mai 2011 hat es Sie von Bonn nach Chile ans Gemini South Telescope verschlagen. Wie haben Sie dort in den anderthalb Jahren eigentlich die Freizeit und die Wochenenden verbracht?

Mit viel Arbeit. Zuerst war natürlich der Umzug nach La Serena. Die Chilenen bauen winzige Häuschen, die dann mit möglichst vielen Zimmern und Wänden vollgestopft werden, so dass man sich kaum darin umdrehen kann. Nach einem Jahr wurde es uns dort zu eng, und wir sind in eines der geräumigeren Holzhäuser gezogen, welche von unserem Arbeitgeber vermietet werden. Im selben Zeitraum haben wir dann auch noch unser erstes Kind bekommen, welches in Santiago geboren wurde. Zwei Umzüge und Kind in einem neuen Land, wir hatten alle Hände voll zu tun. Natürlich haben wir uns auch die weitere Umgebung angeschaut, wie z.B. Isla Choros mit den Pinguinen, den Tres Cruces-Nationalpark östlich von Copiapo  in der Atacama (Salzseen, riesige Vulkane, sehr empfehlenswert, da nicht überlaufen). Kürzlich sind wir auf den Paso Agua Negras hochgefahren, mit 4.750m einer der höchsten befahrbaren Pässe der Welt. Chile hat eine sehr beeindruckende und abwechslungsreiche Landschaft und viele Strände, da wird einem nicht langweilig. Wir haben sehr gute Kontake mit unseren Arbeitskollegen, die ja fast alle unsere Nachbarn bzw. Freunde sind. Man sieht sich oft und verbringt viel Zeit miteinander, bei einem Bier, am Strand, oder vor dem Grill.

  • Welches sind die unvergesslichsten Astroerlebnisse, an die Sie sich erinnern?

Mein erstes echtes Deepsky-Objekt mit dem 60/900mm-Refraktor: M57. Ich war 12 Jahre alt und wusste nur, dass er irgendwo zwischen zwei Sternen in der Leier stand, und hatte keine Ahnung wie hell oder dunkel, klein oder groß er sein würde. Als ich ihn nach eineinhalb Stunden endlich hatte, bin ich vor Aufregung mit dem Fuß gegen das Stativ gestoßen, und weg war er. Ich hab ihn natürlich gleich nochmal gesucht, da ging’s dann schon wesentlich schneller. Andere Dinge, die mir in Erinnerung geblieben sind: Das erste Mal Saturn im Teleskop oder der Himmel auf der Südhalbkugel. Sehr eindrucksvoll war auch eine Feuerkugel in La Palma, welche die Nacht zum Tag gemacht hat, nach 10 Sekunden hinter dem Horizont verschwand und erst dann mehrere Male explodierte. Letzteres konnte man daran sehen, dass der Himmel bis zum Zenit erleuchtet wurde, obwohl die eigentliche Feuerkugel gar nicht mehr sichtbar war. Da ist man froh, dass es eine Atmosphäre gibt, die uns solche Dinger vom Leib hält.

  • Das Universum in einem Satz:

Der einzige Zweck des Universums ist, Leben hervorzubringen; denn wenn keiner da wäre, der das Universum sehen und seine Schönheit bewundern könnte, dann wäre das genauso, als ob es gar nicht existieren würde. Leider weiß ich nicht mehr, von wem dieses Zitat (sinngemäß) stammt.

Vielen Dank für das Interview!

10.12.2012

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