Beobachtungsmethoden
Den Himmel zu beobachten, ist die Grundlage der Astronomie. Über die Zeit hinweg entwickelten Forschende immer ausgeklügeltere Methoden um direkt oder indirekt Informationen über das Universum zu gewinnen.
Elektromagnetische Wellen beobachten
Astronominnen und Astronomen haben über Jahrhunderte immer bessere Teleskope entwickelt, um Informationen über das Universum zu sammeln. Heute stehen Teleskope auf der Erde in Observatorien und reisen auf Satelliten durchs Weltall. Mit letzteren gelingen auch Aufnahmen von extrem weit entfernten Objekten wie (entstehende) Galaxien. Die Teleskope unterscheiden sich vor allem darin, welche Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung sie für Beobachtungen nutzen. Mit dem menschlichen Auge können wir nur einen sehr begrenzten Teil der elektromagnetischen Strahlung erfassen, die im All vorhanden ist - Licht mit Wellenlängen von 380 bis 780 Nanometern.
Die Radioastronomie arbeitet mit Wellenlängen von einigen Millimetern bis zu hunderten Kilometern.
Die optische Astronomie arbeitet im Bereich des sichtbaren Lichts von 380 bis 780 Nanometern
Die Infrarotastronomie beobachtet Wellenlängen zwischen 700 Nanometern und 300 Mikrometern,
- Die Ultraviolettastronomie beobachtet Wellenlängen zwischen 10 und 380 Nanometern und
- Die Röntgenastronomie und Gammaastronomie. Die Röntgenstronomie detektiert Strahlung mit Wellenlängen zwischen 10 Pikometer und 10nm und die GAmmaastronomie alles was kleiner als 10 Pikometer ist.
Von der Erde aus können Forschende nur optische, infrarote und Radiowellen beobachten. Die Erdatmosphäre absorbiert alle anderen Strahlen. Um etwa ultraviolette, Gamma- oder Röntgenstrahlung zu beobachten, sind Teleskope auf Satelliten notwendig.
Je nachdem, für welche Wellenlänge ein Teleskop gedacht ist, sieht es sehr anders aus. Während wir optische Strahlung mit Glas- oder Kunststofflinsen bündeln können, etwa in einem Fernrohr, braucht es für Radiowellenlängen grosse Parabolantennen. Für Strahlen im Bereich der Röntgen- und Gammastrahlung sind speziell angeordnete Spiegel nötig.
Teilchen untersuchen
Nebst elektromagnetischen Wellen können Forschende auch Teilchen untersuchen, die aus dem Weltraum zu uns gelangen - die sogenannte kosmische Strahlung. Die kosmische Strahlung besteht vor allem aus Protonon und Elektronen und einzelnen Atomkernen. Bei Supernova-Explosionen entstehen zudem kosmische Neutrinos, die bis auf die Erde gelangen.
Je nachdem, mit welcher Wellenlänge die Milchstrasse abgebildet wird, erhalten wir andere Informationen. Am vertrautesten ist uns die optische Darstellung in der Mitte, da sie dem entspricht, was unsere Augen wahrnehmen.