Wir schreiben das Jahr 2022. Die Schülerinnen und Schüler des Q2 Physik Leistungskurses haben sich über anderthalb Jahre hinweg intensiv mit den fundamentalen Naturgesetzen auseinandergesetzt. Trotz der Fülle an neu hinzugewonnenen Erkenntnissen bleiben – bedingt durch das Wesen jeder Wissenschaft – Fragen offen.
Einer dieser bis heute unbeantworteten Fragen näherten wir uns in einer Exkursion zum Astropeiler Stockert am 22. März. Das imposante Radioteleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 25 Meter wurde 1956 von der Universität Bonn errichtet. Durch den Bau des deutlich größeren Radioteleskops Effelsberg verlor der Astropeiler später an Bedeutung für die Wissenschaft und wurde 2005 von der NRW-Stiftung erworben. Seit der Sanierung wird das Teleskop von Verein „Astropeiler Stockert e.V.“ betrieben.
Im Rahmen des ANTalive Programms zur Förderung des naturwissenschaftlichen und technischen Interesses bei Schülerinnen und Schülern bietet der Verein Workshops mit dem Schwerpunkt radioastronomische Beobachtungen an.
Nach einer Einführung in die Grundlagen der Radioastronomie, in der unserem Physik LK u.a. der Ursprung und die Bedeutung der sogenannten 21-cm Wasserstofflinie erläutert wurde, ging es in die Praxis. Während einige Schülerinnen und Schüler das Teleskop erklommen, um auf einer Plattform direkt unter dem Radiospiegel die fantastische Aussicht bei strahlendem Sonnenschein zu genießen, vermaßen zwei anderen Gruppen unter Anleitung das Radiospektrum im Wellenlängenbereich der 21-cm Linie. Nachdem die Kleingruppen zyklisch durchgetauscht worden waren, setzten wir uns wieder zusammen, um unsere Messergebnisse zusammenzutragen, auszuwerten und zu interpretieren:
Die gemessenen Radiospektren erlauben es aufgrund des Dopplereffekts, die Rotationsgeschwindigkeit des beobachteten Wasserstoffs um das Zentrum der Milchstraße zu berechnen. Vergleicht man die so gewonnene „galaktische Rotationskurve“ mit der theoretischen Vorhersage, so liefert die Diskrepanz einen Hinweis darauf, dass es in der Milchstraße eine bisher unbekannte Form von Materie – die sogenannte „dunkle Materie“ – geben muss, die nicht sichtbar ist und lediglich durch ihre gravitative Wirkung in Erscheinung tritt.
Die Frage nach der Natur dieser dunklen Materie ist Gegenstand aktueller Grundlagenforschung und zeigt auf, dass es in der Physik noch so manches zu erforschen und zu verstehen gibt. Vielleicht demnächst sogar durch den einen oder die andere aus unserem Physik LK… (C. Luhn)