Ein Laserleitstern (engl. laser guide star, LGS) ist ein von Menschenhand künstlich erzeugter Stern.

High-tech Zauberei

Das hört sich wie Science-Fiction an, ist aber Alltag in der modernen Präzisionsastronomie. Das Staunen klärt sich auf, wenn man bedenkt, dass nicht ein ganzer Stern aus Plasma erzeugt wird, sondern 'nur ein Lichtpunkt in der Hochatmosphäre.

Motivation zum Kunststern

Jeder Hobbyastronom, der schon einmal ein Teleskop mit Sucherfernrohr bedient hat weiß, dass ein heller Leitstern (engl. guide star) im Gesichtsfeld eine praktische Sache ist: Der Leitstern weist immer den Weg zum Objekt des Interesses und eignet sich bestens, um die Nachführung des Teleskops an ihm auszurichten. Profi-Astronomen machen es im Prinzip genauso, nur verwenden sie moderne adaptive Optiken (AO), d.h. mit einer ausgefeilten Technik können die Turbulenzen in der Atmosphäre herausgerechnet und ausgeglichen werden. Auch hier wird ein Leitstern benötigt, weil das 'helle, zappelnde Licht' gerade eine Referenz ist, die die Luftbewegungen verrät. Die leistungsfähige Software der AO stellt den 'hüpfenden Lichtpunkt' ständig scharf. Die Leitsternidee hat nur einen Haken: Es gibt nicht in jedem Beobachtungsfeld geeignete Leitsterne, die auch hell genug sind.

Die Lösung: Wir schießen uns einen Stern an den Himmel

Der Laserleitstern löst diese Problem sehr elegant: ein scharf gebündelter, gelber Laserstrahl regt eine Natriumschicht in 90 km Höhe zum Leuchten an. Genau dort entsteht ein kaum ausgedehnter Lichtpunkt, ein künstlicher Stern, der die Funktion eines Leitsterns übernehmen kann. Der Vorteil: Der Lichtpunkt kann in jedem beliebigen Gesichtsfeld erzeugt werden. Die Astronomen haben sich damit von natürlichen Leitsternen (engl. natural guide stars) emanzipiert.
Das Foto rechts zeigt gerade den Laserstrahl, der vom Unit Telescope Yepun herausgeschossen wird (Credit: Sylvain Oberti, ESO, 2006). Die Europäischen Südsternwarte (ESO) hat im Februar 2006 einen Laserleitstern installiert. Diesem Erfolg sind fünf Jahre Forschung an den MPIs für extraterrestrische Physik (MPE) sowie für Astronomie (MPIA) und bei der ESO vorausgegangen.
Das MPE entwickelte den Laser PARSEC, der kontinuierlich Licht der Wellenlänge 589 nm bei einigen Watt Leistung erzeugt. Das MPIA entwickelte das Gerät LIDAR, das zur präzisen Vermessung der atmosphärischen Natriumschicht eingesetzt wird. Das Laserleitsystem arbeitet in Kombination mit dem Spektrometer SINFONI im Nahinfrarot zusammen. So ist es besonders interessant, mit dem kompletten System die stellare Umgebung des supermassereichen Schwarzen Loches im Galaktischen Zentrum zu beobachten.
Diese moderne Laserleitstern-Technologie kam erstmals im Jahr 2004 am Keck-Teleskop auf Hawaii zum Einsatz.