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Aus dem Dunkel ins Licht – Forschungsinitiative rückt die Potsdamer Astrophysik in den Fokus

Der Flammennebel im Sternbild Orion. Foto: NASA/JPL-Caltech.

Der Flammennebel im Sternbild Orion. Foto: NASA/JPL-Caltech.

Potsdam ist einer der vier wichtigsten Standorte astrophysikalischer Forschung in Deutschland. Neben der Universität sind hier drei international führende Institute beheimatet, die mit einzigartiger Themenvielfalt in diesem Bereich forschen und über gemeinsame Berufungen und Arbeitsgruppen die universitäre Lehre stärken. Im Interview spricht der Astrophysiker Prof. Dr. Philipp Richter über die Vorteile des Netzwerks, die Attraktivität des Studiums und die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses.

Die Astrophysik in Potsdam hat eine lange Tradition. Im 19. Jahrhundert wurden auf dem Telegraphenberg mehrere Observatorien errichtet. Weithin sichtbar ragt das Kuppelgebäude des Großen Refraktors aus der Silhouette der Stadt heraus. Der letzte deutsche Kaiser ließ es 1899 hier bauen. Warum in Potsdam? 

Man wollte einen Ort außerhalb Berlins, aber nicht zu weit entfernt. Die Lichter der Großstadt hätten am Himmel nichts mehr erkennen lassen. Außerdem war der Standort durch die alte Telegraphenlinie baulich schon erschlossen gewesen. 

Inzwischen ist es aber auch in Potsdam zu hell. 

Ja, zweifellos. Die großen Teleskope, die wir heute für wissenschaftliche Beobachtungen nutzen, befinden sich überall in der Welt: zum Beispiel in Chile, in der Antarktis – oder sogar im Weltall. Wir beobachten auch kaum noch persönlich vor Ort, sondern werten die Daten aus, die dort für uns aufgenommen werden. Manche der Themen, mit denen wir uns heute beschäftigen, haben jedoch ihren Ursprung auf dem Telegraphenberg. Mein eigenes Forschungsfeld zum Beispiel, die interstellare Materie, ist 1904 hier entdeckt worden.

Die Zeiten, da Potsdam im Dunkeln lag, sind definitiv vorbei. Die Stadt ist zu einem Hot Spot der Astrophysik geworden. Was ist hier das Besondere?

Die Dichte bedeutender außeruniversitärer Forschungseinrichtungen und deren enge Verknüpfung mit der Universität. Da ist das Leibniz-Institut für Astrophysik, das unter anderem weltweit führend in der Instrumentenentwicklung ist. Hier in Golm befindet sich das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, 2015 beteiligt an der erstmaligen Messung von Gravitationswellen, für die es den Nobelpreis gab. Und nicht zuletzt haben wir mit dem Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Zeuthen ein international bedeutendes Zentrum für Astroteilchenphysik. Dank der gemeinsamen Berufungen und der guten Zusammenarbeit mit diesen Instituten können wir an der Universität in der Lehre inzwischen nahezu alle Bereiche der modernen Astrophysik abdecken. Das ist wirklich einmalig.

Vor einiger Zeit starteten Sie eine neue Forschungsinitiative. Mit welchem Ziel? 

Wir wollten uns noch besser koordinieren, als Potsdamer Astrophysik international sichtbarer werden und stärker gemeinsam auftreten, auch um Studieninteressierten und dem wissenschaftlichen Nachwuchs zu zeigen, was und wie man hier studieren und forschen kann. Inzwischen haben wir einen professionell gestalteten gemeinsamen Internetauftritt. Dort bekommt man einen guten Überblick über unsere Aktivitäten. Seit 2016 bieten wir den internationalen Masterstudiengang „Astrophysics“ an und es gibt zudem ein strukturiertes Graduiertenprogramm mit exzellenten Promotionsbedingungen. 

Wie wird der neue Master angenommen?

Er hat sich herumgesprochen! Die Studierenden kommen aus aller Welt: Indien, Pakistan, den USA und Kanada, aber auch aus europäischen Ländern wie Italien, Spanien, Großbritannien. Wir haben im Master nur 20 Plätze pro Jahr vorgesehen, weil das Studium sehr forschungsintensiv ist und die Betreuung der Abschlussarbeiten viel Zeit kostet. Darauf legen wir großen Wert. Entsprechend ist das Interesse hoch, hier anschließend auch zu promovieren.

Was macht die besondere Attraktivität aus?

Die Möglichkeit, sich schon im Studium zu spezialisieren und auch in den außeruniversitären Instituten für die Masterarbeit zu forschen. Die Studierenden können sich mit einer Vielzahl von Themen befassen. Das können Galaxienhaufen und großräumige Strukturen sein, interstellares und intergalaktisches Gas, Sternwinde oder Sonnenphysik. Auch kosmische Magnetfelder, Planeten, Astroteilchen und Gravitationswellen lassen sich im Rahmen der Masterarbeit untersuchen. Mit den gemeinsam berufenen Kolleginnen und Kollegen sind wir in der Lehre mittlerweile ein Team von 15 Professorinnen und Professoren. Hinzu kommen Habilitanden, Honorarprofessoren und weitere Dozentinnen und Dozenten, die sich intensiv um die Studierenden kümmern.

Hat sich dadurch auch die wissenschaftliche Zusammenarbeit verändert?

Wir sind heute viel enger miteinander verbunden als noch vor zehn Jahren. Wir haben zum Beispiel eine an der Universität angesiedelte gemeinsame Arbeitsgruppe mit dem DESY gebildet, sodass hier vor Ort neben der stellaren und interstellaren Astrophysik und der Planetologie nun auch die Astroteilchenphysik vertreten ist. Zu unserer Forschungsinitiative gehört es außerdem, gemeinsame Anträge für Großprojekte zu stellen. Und in nicht allzu ferner Zukunft wollen wir ein DFG-Graduiertenkolleg auf den Weg bringen.  

Welche Rolle spielt dabei die Förderung junger Wissenschaftlerinnen? Frauen sind ja in der Astrophysik noch eher selten.

Es ist wie in anderen Fächern auch. Bis zur Promotion gibt es sehr viele erfolgreiche  Wissenschaftlerinnen. Erst danach, in der Zeit der Familiengründung, wird es schwierig. Wir müssen die Bedingungen so verbessern, dass sie auch in dieser Phase weiter forschen und ihre Karriere in der Wissenschaft konsequent verfolgen können. Wir sind da aber auf einem guten Weg. In den vergangenen sieben Jahren haben wir zwei Professorinnen in der Astrophysik gemeinsam berufen und eine dritte Kollegin wird voraussichtlich noch in diesem Jahr ihre Professur antreten. Ein Weg, den Sie selbst gegangen sind. 

Was reizte Sie an der Astrophysik?

Die Frage nach dem Ursprung der Naturgesetze, die Tatsache, dass sie im Kosmos ebenso gelten wie hier auf der Erde, nur eben in anderen räumlichen Dimensionen. Für die Astrophysik braucht es viel Vorstellungskraft, es lässt sich ja nichts anfassen, nichts experimentell überprüfen. Aus den Eigenschaften der empfangenen Strahlung muss ich mit Hilfe der Physik meine Schlüsse ziehen. Diesen kreativen Aspekt an meiner Arbeit mag ich besonders. 

Sie erforschen das interstellare Medium, Wolken aus Gas und Staub. Wie gehen sie dabei vor? Was ist Beobachtung, was Berechnung, was Simulation?

Selbst beobachten, ganz klassisch mit dem Teleskop, das habe ich in diesem Forschungsgebiet schon lange nicht mehr gemacht. Wir bekommen die Daten von den großen Observatorien in Chile oder – besonders in meinem Fall – vom Hubble-Weltraumteleskop. Für deren Auswertung benötigt man viel Erfahrung und Intuition. Es wäre tatsächlich ein Fehler, diese Daten völlig automatisiert auszuwerten. Wenn man alles dem Computer überlässt, bekommt man auch nur das, was der Computer kennt. Man muss also die Daten selber kritisch inspizieren, die Spektren des Lichts mit eigenen Augen betrachten, ein intuitives Gefühl entwickeln. Es kommt auch vor, dass wir ganze Tage damit  zubringen, Skizzen zu zeichnen und zu überlegen, wie wir die Dinge angehen und beobachten können. Die Gedankenspiele, die Kreativität – davon lebt diese Forschung. 

Finden Sie es bedauerlich, dass in den Schulen kaum noch Astronomie gelehrt wird?

In der Tat denke ich, dass man die ungebrochene Begeisterung für das Universum, die Faszination für Schwarze Löcher und Dunkle Materie dazu nutzen kann, um das Schulfach Physik für Kinder interessanter zu machen. Es muss aber an Schulen kein gesondertes Fach Astronomie geben. Astronomie ist ja Teil der Physik und sollte hier viel stärker integriert werden. Wir haben an der Universität oft Physiklehrer in der Fortbildung. Lehramtsstudenten mit dem Wahlfach Astronomie kommen in unsere Übungssternwarte, aber auch Schüler zum Praktikum. Es ist natürlich toll, wenn wir sie dann ein paar Jahre später im Studium wiedersehen. 

Die Übungssternwarte auf dem Dach des Physikgebäudes in Golm war unlängst wieder Anziehungspunkt beim Potsdamer Tag der Wissenschaften …

Ja, und es kamen nicht nur gut informierte Amateurastronomen, sondern eben auch viele  Studieninteressierte mit Fragen zur Ausbildung. Unsere Bachelorstudenten lernen in der Sternwarte mit dem Teleskop umzugehen, eigene Bilder zu machen. Später im Master liegt der Fokus eher auf der physikalischen Auswertung der Bilder, zum Beispiel, wenn wir das Alter von Sternhaufen bestimmen. 

Ist es denn in Golm dunkel genug? Um noch einmal zum Anfang zurückzukehren!

Leider nicht mehr ganz. Das Licht aus dem großen Fenster der Bibliothek nebenan stört die Beobachtungen teilweise erheblich. 

Vielleicht sollten Sie in die biologische Forschungsstation der Universität in Gülpe im Westhavelland ausweichen, angeblich der dunkelste Ort Brandenburgs. 

Ja, diese Idee hatten wir auch schon mal, aber leider ist dies logistisch nicht ganz so einfach umzusetzen ...

DER WISSENSCHAFTLER

Prof. Dr. Philipp Richter studierte Physik und Astronomie in Marburg und Bonn. Seit 2007 ist er Professor für Astrophysik an der Universität Potsdam. 

prichterastro.physik.uni-potsdamde

EIN STARKES NETZWERK

Unter www.astrophysik-potsdam.de präsentiert das Astrophysik-Netzwerk Potsdam seine vielfältigen Aktivitäten in Forschung und Lehre. Studierende und Forschende berichten von den Entdeckungen und Rätseln der Astrophysik, von der eigenen wissenschaftlichen Arbeit und von  Beobachtungskampagnen an entlegenen Orten der Welt.

ZUM NETZWERK GEHÖREN:

Die Universität Potsdam mit der stellaren, der galaktischen und der extragalaktischen Astrophysik, der Planetologie und der Astroteilchenphysik.

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) mit den Bereichen „Kosmische Magnetfelder“ und „Extragalaktische Astrophysik“ sowie der Entwicklung zukunftsweisender Instrumente und Software für internationale Großprojekte.

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) am Standort Zeuthen mit der Erforschung hochenergetischer Neutrinos und Gammastrahlung aus dem Weltall und der Beteiligung am Bau und Betrieb weltweit operierender Observatorien und Experimente der Astroteilchenphysik.

Das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein- Institut, AEI), dessen Spektrum die theoretische Grundlagenforschung in Allgemeiner Relativitätstheorie und Quantengravitation sowie experimentelle und theoretische Aspekte der 2015 erstmals direkt gemessenen Gravitationswellen umfasst.

Gesprächsführung und Text: Antje Horn-Conrad
Online gestellt: Alina Grünky
Kontakt zur Online-Redaktion: onlineredaktionuni-potsdamde