Forschungsinfrastrukturen am Beispiel der Europäischen Südsternwarte (ESO)

«Die ESO faszinierte mich schon immer»

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Professor Willy Benz, Professor für Physik und Astrophysik an der Universität Bern und Direktor des Nationalen Forschungsschwerpunkts «PlanetS».
Bild: Alessandro Della Bella

Die Europäische Südsternwarte (European Southern Observatory, ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung. Mit ihren Teleskopen der Superlative an verschiedenen Standorten in der Atacama-Wüste in Chile ermöglicht die ESO astronomische Spitzenforschung. Die ESO wird zurzeit von Professor Willy Benz präsidiert. Er ist Professor für Physik und Astrophysik an der Universität Bern und Direktor des Nationalen Forschungsschwerpunkts «PlanetS».

Weshalb ist es für die Schweiz wichtig, Mitglied der Europäischen Südsternwarte zu sein?
Prof. Willy Benz: Die moderne Astronomie benötigt immer komplexere Teleskope und Instrumente, die auch immer teurer werden. Die Beteiligung der Schweiz an der ESO verschafft Schweizer Astronominnen und Astronomen Zugang zu Infrastrukturen und Mitteln, beides hätten sie ohne diese Mitgliedschaft nicht. Gewisse Forschungen wären ohne diese Mitgliedschaft schon gar nicht möglich. Werden die Ressourcen mehrerer Staaten zusammengelegt, entstehen auch für deutlich grössere Mitgliedsländer als die Schweiz wie etwa Deutschland oder Frankreich neue Möglichkeiten.

Zudem sprechen auch ganz praktische Gründe für eine Mitgliedschaft: In der Schweiz haben wir nur wenige klare Nächte pro Jahr. Deshalb sind Schweizer Astronominnen und Astronomen stets auf der Suche nach Orten, an denen sich der Himmel zeitlich möglichst oft erforschen lässt, wie etwa in der Atacama-Wüste in Chile. Ausserdem ist der Südhimmel spannender als der Nordhimmel, da er den Blick ins Zentrum unserer Galaxie freigibt.

Vor welchen Herausforderungen steht die ESO?
Eine grosse Herausforderung ist das Teleskop ELT (Extremely Large Telescope): Ein Teleskop mit einem Durchmesser von 39 Metern, das gab es noch nie! Das gewählte Design ist zudem komplexer als bei heutigen Teleskopen. Die Qualität der Optik und der Bildgebung erreicht ebenfalls völlig neue Dimensionen. Dies ist nicht nur auf technologischer Ebene eine Herausforderung. Auch bezüglich der Industrie (es geht um den Bau der bislang grössten Kuppel) und der Finanzierung (die Projektkosten entsprechen sechs bis sieben Mal dem ESO-Jahresbudget) stehen wir vor neuen Herausforderungen. Gleichzeitig zum Bau des ELT sollen aber auch alle bestehenden Infrastrukturen der ESO zum besten Nutzen der europäischen Gemeinschaft weiterbetrieben werden. Das sind insbesondere das VLT (Very Large Telescope) und die dazugehörigen Instrumente, die Spitzenforschung im Bereich der modernen Astronomie erlauben.

Welche wissenschaftlichen Fortschritte könnten dank dem ELT erzielt werden?
In meinem Bereich, also jenem der Exoplaneten, lassen sich diese Himmelskörper mit dem ELT direkt beobachten statt wie bisher nur indirekt. Je grösser der Spiegel des Teleskops und je stärker die Auflösung, desto eher können wir zwischen dem Licht eines Planeten und dem Licht seines Sterns unterschieden. Damit können wir in einem zweiten Schritt die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre des betreffenden Planeten sowie die klimatischen Bedingungen und die Bodentemperaturen erkennen. Somit können wir auch sagen, ob auf diesem Planeten Wasser in flüssiger Form vorkommen könnte.

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Im April 2019 wurde das erste Bild eines massenreichen schwarzen Lochs präsentiert. Die ESO war am Bau und Betrieb von ALMA und APEX beteiligt, zweier Radioteleskope, die dieses revolutionäre Bild ermöglichten. Bild: ESO

Welchen Nutzen hat die Schweiz von den Beiträgen, die sie an die ESO und insbesondere an den Bau des ELT zahlt?
Die Mitgliedstaaten der ESO zahlen einen Jahresbeitrag, der ihren Forschenden Zugang zu den von der ESO betriebenen Teleskopen und Instrumenten ermöglicht. Die Vergabe von Teleskopzeiten erfolgt dabei mittels eines kompetitiven Systems. Ausserdem können Forschende sowie Ingenieurinnen und Ingenieure der Mitgliedsländer sich an Konsortien beteiligen, welche die notwendigen Instrumente entwerfen und bauen, damit die Teleskope wissenschaftlich genutzt werden können. Als Gegenleistung für ihre Arbeit erhalten die Konsortien deutlich mehr Beobachtungszeit zugesprochen als sonst möglich wäre. Die Nachfrage nach Beobachtungszeit am ELT wird riesig sein. Schweizer Astronominnen und Astronomen erhalten durch ihre Beteiligung am Bau der zwei Instrumente (eine Infrarotkamera mit Spektrograph namens METIS und ein ultra-stabiler hochauflösender Spektrograph namens HIRES) die Garantie, dass ihnen relativ viel Beobachtungszeit zustehen wird.

Welche Aufgaben und welches Arbeitspensum haben Sie als Präsident des ESO-Rates?
Ich muss mir selbst Grenzen setzen, da ich mich nicht nur dieser Funktion widmen kann, auch wenn die Lust schon da wäre. Ich denke, diese Funktion macht im Schnitt 30 Prozent meiner Arbeitszeit aus, allerdings mit starken Schwankungen.

Die ESO faszinierte mich schon immer. Seit meiner ersten Beobachtungsmission im Jahr 1982 in Chile war ich als Mitglied in verschiedenen Ausschüssen immer auf irgendeine Art und Weise mit der ESO verbunden. Die ESO ist für mich eine beachtliche Institution, der es in den letzten 50 Jahren gelungen ist, zur weltweit führenden Organisation in der bodengebundenen Astronomie zu avancieren und diesen Spitzenplatz zu bewahren. Dank ihrer Infrastrukturen hat sie die europäische Führungsrolle in der Astronomie gestärkt.

Als Präsident des ESO-Rates kann ich mich aktiver an der Organisation beteiligen. Man steht mittendrin im Geschehen, kann Entscheidungen mitgestalten und seine Meinung einbringen. Für mich ist es ein grosser Glücksfall, dass ich so intensiv an dieser Organisation mitarbeiten darf, vor allem jetzt, wo sie das grösste Teleskop der Welt baut.

Wie bringen Sie Forschung, Lehre und Familie unter einen Hut?
Es ist nicht immer einfach und die Arbeitstage sind lang. Für manches reicht die Zeit nicht mehr. So war ich beispielsweise Direktor des Physikalischen Instituts der Universität Bern oder Mitglied in anderen Ausschüssen. Aber diese Ämter habe ich abgegeben. Zur Familie: Meine Kinder sind gross, so gesehen bin ich freier als früher. Als sie kleiner waren, hätte es zuhause nicht funktioniert mit all diesen Aufgaben. Aber jetzt geht es und ich geniesse es.

Wie war es für Sie, als Sie im März 2019 eine Sitzung des ESO-Rates in der Schweiz organisiert haben? Was bedeutet Ihnen das?
Dass die Sitzung des ESO-Rates in der Schweiz stattfinden konnte, zeigt, dass die Schweiz ihre Rolle als Mitglied sehr ernst nimmt und ihrer Verantwortung auf allen Ebenen gerecht wird. Wir sind ein verlässlicher Partner für die ESO, die Organisation kann auf uns zählen und wir zählen auf sie, um unseren Astronominnen und Astronomen Spitzenforschung zu ermöglichen. Es war erst das zweite Mal in der Geschichte der Organisation, dass der Rat in der Schweiz zusammengekommen ist, und ich war natürlich auch ein wenig stolz und habe mir gesagt, dass die Schweizer Ratsdelegation hier wirklich gute Arbeit geleistet hat.

Inwiefern kommt die Astronomie der Gesellschaft zugute?
Die Astronomie ist in vielerlei Hinsicht von Nutzen. Zuallererst trägt sie zur allgemeinen Vergrösserung des Wissens bei und hilft uns, die Erde in ihrer Umgebung zu verstehen. Wie ist das Universum entstanden? Wie das Sonnensystem? Wie unsere Erde? Gibt es andere Planeten, die der Erde gleichen und auf denen eine Form von Leben vorkommt? Solche Fragen haben die Menschheit schon immer beschäftigt. Dank des technologischen Fortschritts könnten wir die erste Generation sein, die diese Fragen wissenschaftlich beantworten kann. In einem anderen Bereich, aber ebenfalls an der Grenze unseres derzeitigen Wissens, hat die ESO zum ersten Bild eines supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie Messier 87 beigetragen.

Die Astronomie ist zudem eine Wissenschaft, die die Öffentlichkeit und vor allem junge Menschen anzieht. Manche Jugendliche kommen über die Astronomie auf die Idee, ein naturwissenschaftliches Studium zu wählen. Sie entscheiden sich zwar vielleicht nicht alle gerade für Astronomie, studieren dann aber womöglich Ingenieurwissenschaften, Physik, Biologie, Informatik oder etwas Ähnliches. Der Nachwuchs in diesen Disziplinen ist wichtig, denn eine gut ausgebildete Bevölkerung erhöht insgesamt das Niveau einer Gesellschaft, die wiederum besser in der Lage sein wird, die Herausforderungen der Zukunft zu bewältigen.

Gleichzeitig trägt die Astronomie auch zur technologischen Innovation bei. Zum Beispiel werden neue Maschinen gebaut, um der Frage nach anderen Lebensformen im Universum nachzugehen. Diese Maschinen verlangen oftmals technologische Neuerungen und bringen die Technik voran. Das wiederum treibt die technologische Innovation und den Fortschritt an. Vom Bau eines Teleskops oder eines anderen Instruments kann die Industrie nicht leben, aber die dabei entwickelten Technologien werden später oft bei anderen Entwicklungen eingesetzt und teils auch vermarktet, was wiederum direkte Auswirkungen auf die Gesellschaft haben kann.

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