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Sonne unter doppelter Beobachtung

Parker Solar Probe. (Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

Sonne unter doppelter Beobachtung

Der am 12. August gestartete NASA-Satellit Parker Solar Probe wird sich als erste Raumfahrtmission der Sonne bis auf 10 Sonnenradien nähern und so der Wissenschaft in den kommenden Jahren neue Erk...

Welche Auswirkung hat die Sonnenaktivität auf den sie unmittelbar umgebenden Raum – und letztlich auch auf unsere Erde? Auf diese und andere Fragen soll die Weltraummission Parker Solar Probe Antworten liefern. Sie sind von fundamentalem Interesse, da die Sonnenaktivität einen enormen Einfluss auf unsere technische Zivilisation hat:  So kann es durch sie zu Störungen der GPS-Navigation und in elektronischen Bauelementen in Flugzeugen, Satelliten und Krankenhäusern kommen.

Mit dem Weltraumsatelliten wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die äußere Schicht der Sonnenatmosphäre – die Korona – sowie den sonnennahen interplanetaren Raum untersuchen. Einer von ihnen ist Prof. Dr. Gottfried Mann. Er leitet am AIP die Abteilung „Physik der Sonne“ und erforscht unter anderem die Sonne und das Weltraumwetter. Gemeinsam mit 20 anderen internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat er simultane Beobachtungzeit mit LOFAR und Parker Solar Probe eingeworben – insgesamt 1.024 Stunden innerhalb der nächsten zwei Jahre. Die Beobachtungszeitpunkte sind dabei bewusst gewählt: In den so genannten Perihel-Phasen, wenn der Satellit der Sonne am nächsten kommt, plant die Forschergruppe gleichzeitige Beobachtungen mit dem erdgebundenen Radioteleskop LOFAR, da dann die Instrumente der Parker Solar Probe wegen ihrer Nähe zur Sonne die Korona am besten beobachten können. „Mit diesen bodengebundenen Ergänzungsmessungenwird LOFAR wichtige Daten liefern. Dadurch wird es in bisher nie da gewesener Weise möglich sein, die Sonnenaktivität und ihre Ausbreitung von der Korona in den interplanetaren Raum zu erforschen“, erläutert Mann die Bedeutung des Projektes.

Das International LOFAR Telescope (ILT) ist ein europäisches Gemeinschaftsprojekt unter niederländischer Leitung mit zahlreichen Stationen in Nord- und Westeuropa. In den letzten zwei Jahren wurde das ILT durch drei Stationen in Polen und einer Station in Irland erweitert. Damit vergrößerte sich die Basislänge auf 1885 km in Ost-West-Richtung. In Nord-Süd-Richtung beträgt die Basislänge 1301 km von Onsala in Schweden bis Nançay in Frankreich. Gegenwärtig besteht das ILT aus einem zentralen Kern von 24 Stationen und 14 weiteren in den Niederlanden verteilten Einzelstationen sowie zusätzlichen 13 internationalen Stationen in Europa. Das AIP ist an LOFAR mit einer eigenen Station in Potsdam-Bornim beteiligt.

Die wissenschaftliche Auswertung der LOFAR-Daten ist in Form von sechs Key Science Projects organisiert. Eines davon, "Solar Physics and Space Weather with LOFAR", wird vom AIP geleitet. Mit seiner hohen Sensitivität und Flexibilität ist LOFAR ein geeignetes Instrument für eine Vielzahl von wissenschaftlichen Themen – vom frühen Universum bis zum erdnahen Weltraum.

 

LOFAR-Station in Potsdam-Bornim. (Credit: AIP)

 

Wissenschaftlicher Kontakt am AIP

apl. Prof. Dr. Gottfried Mann, 0331-7499-292, gmann@aip.de

Medienkontakt

Franziska Gräfe, 0331-7499-803, presse@aip.de

Weiterführende Informationen

LOFAR:                    https://bit.ly/2AVchS4

PSP:                         http://parkersolarprobe.jhuapl.edu

NASA-Meldung:      https://go.nasa.gov/2vCYbzO

 

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

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Mehr als der erste Blick verrät: Neuer Katalog von Röntgenquellen aus überlagerten Beobachtungen erschienen

Neunzehn übereinandergelegte XMM-Newton-Beobachtungen derselben Himmelsregion. Das entspricht einer Belichtungszeit von mehr als drei Tagen. Credit: AIP

Mehr als der erste Blick verrät: Neuer Katalog von Röntgenquellen aus überlagerten Beobachtungen erschienen

Die Arbeitsgruppe Röntgenastrophysik des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) hat zusammen mit einem internationalen Team den ersten Katalog von Röntgenquellen in mehrfach beobachtete...

„Je mehr Bilder man verwendet, umso deutlicher kommt das Motiv zum Vorschein“

Seit seinem Start vor über 18 Jahren hat der europäische Röntgensatellit XMM-Newton viele Himmelsbereiche wiederholt beobachtet. In der Arbeitsgruppe Röntgenastrophysik des AIP wurde nun eine neue Software entwickelt, um diese Überschneidung gezielt auszuwerten – und so der erste Katalog von Röntgenquellen in mehrfach beobachteten Himmelsregionen erstellt. Indem man alle Beobachtungen zusammenfügt und gemeinsam auswertet, erreicht man eine höhere Genauigkeit und findet leuchtschwache Objekte, die in den einzelnen Beobachtungen nicht zu identifizieren sind. "Das funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip, wie wenn man mehrere transparente Fensterbilder mit dem gleichen Motiv übereinanderlegt: je mehr Bilder man verwendet, um so deutlicher kommt das Motiv zum Vorschein“, erläutert Projektmitarbeiterin Dr. Iris Traulsen.

Der neue Katalog, der sich aus insgesamt 1.789 Beobachtungen speist, umfasst 71.951 Röntgenquellen und beinhaltet vielfältige Informationen über deren physikalischen Eigenschaften. Mehrere Tausend davon sind neue Entdeckungen, viele so leuchtschwach, dass sie nur schwer aufzuspüren sind. Außerdem lassen sich mit den Angaben im Katalog Helligkeitsänderungen von Röntgenobjekten über Zeiträume von bis zu 14,5 Jahren verfolgen. Projektleiter Dr. Axel Schwope betont: "Veränderungen der Röntgenhelligkeit sind ein entscheidendes Merkmal zum Aufspüren besonders exotischer Objekte am Himmel. Um die Natur dieser neu entdeckten Exoten zu entschlüsseln, setzen wir unter anderem das Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona ein." Das AIP beteiligt sich an Instrumentierung und Betrieb des LBT. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt nutzen die XMM-Newton-Kataloge, um zusätzliche Informationen über ihre Forschungsobjekte zu gewinnen und nach bisher unbekannten und seltenen Quellen von Röntgenstrahlung zu suchen.

Röntgenteleskope: Unsichtbares sichtbar machen

Beobachtungen mit Röntgenteleskopen erschließen Teile des Universums, die dem menschlichen Auge ansonsten verborgen blieben. Die relativ junge Technologie kommt erst seit etwa 50 Jahren zum Einsatz. Röntgenlicht entsteht in besonders energiereichen Prozessen, beispielsweise bei Temperaturen von Hunderten Millionen Grad. Diese extremen Abläufe untersuchen Astronominnen und Astronomen unter anderem mithilfe des Weltraumteleskops XMM-Newton der ESA. Eine einzelne Beobachtung mit XMM-Newton deckt einen Himmelsbereich von der Fläche des Vollmonds ab. Rund fünfzig bis einhundert Objekte, die Röntgenlicht abgeben, finden sich darin: beispielsweise besonders heiße oder extrem kompakte ausgebrannte Sterne, massereiche Schwarze Löcher in entfernten Milchstraßen sowie ganze Galaxienhaufen, deren Licht Jahrmilliarden unterwegs war.

Das XMM-Newton Survey Science Centre, ein Zusammenschluss von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter anderem in Frankreich, Spanien, Großbritannien und Deutschland, wertet jede öffentlich verfügbare XMM-Newton-Beobachtungen aus und veröffentlicht Kataloge aller darin gefundenen Objekte. Das AIP steuert dazu seit zwei Jahrzehnten die Software bei, mittels derer die Himmelsaufnahmen automatisiert nach Röntgenquellen abgesucht werden.

Wissenschaftlicher Kontakt am AIP

Dr. Iris Traulsen, 0331-7499 286, itraulsen@aip.de

Medienkontakt

Franziska Gräfe, 0331-7499-803, presse@aip.de

Weiterführende Informationen

Katalog:

http://xmmssc.irap.omp.eu/Catalogue/3XMM-DR7s/3XMM_DR7stack.html

Artikel (eingereicht bei Astronomy & Astrophysics):

https://arxiv.org/abs/1807.09178

XMM-Newton Survey Science Centre:

http://www.aip.de/de/forschung/forschungsschwerpunkt-ea/research-groups-and-projects/galaxien-und-quasare/roentgenastronomie/xmm-ssc

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Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

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Neptun nah wie nie: Superscharfe Bilder vom Rand unseres Sonnensystems

Neptun aufgenommen mit dem VLT mit MUSE/GALACSI im Narrow-Field-Modus der Adaptiven Optik. Credit: P. Weilbacher (AIP)

Neptun nah wie nie: Superscharfe Bilder vom Rand unseres Sonnensystems

Astronominnen und Astronomen des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) erprobten im Juni 2018 als Teil eines internationalen Teams einen neuen Beobachtungsmodus mit dem Instrument MUSE a...

Die Erdatmosphäre als Störfaktor

Beobachtet man das Weltall von der Erde aus, beeinträchtigt die Atmosphäre die astronomischen Bilder. Daher versuchen Astronominnen und Astronomen seit langem, diese Turbulenzen zu unterdrücken. Eine Möglichkeit ist die Beobachtung von außerhalb der Erdatmosphäre: So ist beispielsweise das Hubble-Weltraumteleskop so leistungsfähig, weil es die Bilder ohne Berücksichtigung der störenden Erdatmosphäre aufnehmen kann.

Diese atmosphärischen Effekte lassen sich bei bodenbasierten Teleskopen wie dem VLT jedoch mit Hilfe der adaptiven Optik (AO) beseitigen: In der VLT-Anlage der ESO am Berg Paranal korrigieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die turbulente Atmosphäre, indem sie vier künstliche Sterne mittels Laser in 80 km Höhe erzeugen und die Unterschiede zwischen dem Modell und dem beobachteten verschwommenen Bild, das durch die Atmosphäre beeinflusst ist, berücksichtigen. Diese leistungsstarke adaptive Optik wurde nun mit dem MUSE 3D-Spektrographen erstmals im so genannten Narrow-Field-Modus mit Lasertomografie getestet. Dieser korrigiert fast alle atmosphärischen Turbulenzen. Der bisher angewandte Wide-Field-Modus ermöglicht zwar die Beobachtung in einem größeren Gesichtsfeld, korrigiert die Unschärfen aber weniger gut und erzeugt eine geringere Auflösung.

MUSE wurde unter anderem in Potsdam entwickelt und gebaut und ist seit 2013 am VLT installiert. "Indem wir die Auswirkungen der Atmosphäre entfernen und dadurch die Schärfe der Bilder erhöhen, können wir die physikalischen Informationen dieser Objekte vergrößern und vertiefen", sagt Dr. Andreas Kelz vom AIP.

Die Erben der Neptunentdecker

Eines der ersten vom MUSE-Team beobachteten Objekte bei der AO-Premiere im Narrow-Field-Modus war der Planet Neptun. Aus Potsdamer Sicht ein besonderer Himmelskörper: Im Jahre 1846 entdeckte Johann Gottfried Galle an der Berliner Sternwarte, dem Vorläufer des AIP, den Planeten am Rande unseres Sonnensystems. Seine Umlaufbahn wurde vom französischen Mathematiker Urbain Le Verrier vorausgesagt; die deutschen Astronomen folgten seinen Vorhersagen.

Das hauptsächlich aus französischen und deutschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern bestehende MUSE-Team erzielte nun dank des neuen Beobachtungsmodus spektakuläre Bilder: die Details in Neptuns Wolken übertreffen sogar die Schärfe des Hubble-Weltraumteleskops. Mit den spektralen Daten erhält man zudem chemische und dynamische Informationen – in jedem Pixel des Bildes.

Doch nicht nur das Sonnensystem, auch unsere Heimatgalaxie kann dank der neuen Bildqualität besser untersucht werden. Mithilfe der spektralen Informationen von MUSE lässt sich unter anderem Entstehungsgeschichte, chemische Zusammensetzung, Alter und Dynamik von Kugelsternhaufen erforschen, die zu den ältesten Sternagglomerationen der Milchstraße gehören und in ihren Zentren massereiche schwarze Löcher beherbergen können. AIP-Wissenschaftlerin Tanya Urrutia, die sich mit der Evolution von Galaxien befasst und gemeinsam mit Kollege Dr. Peter Weilbacher am VLT vor Ort war, ist begeistert: "Die enorme Zunahme von Details in Bildern von Zentren von Galaxien, gepaart mit der Dynamik und den Elementhäufigkeiten, die das MUSE-Instrument uns bietet, öffnet ein neues Fenster in der Erforschung der Frage, wie supermassereiche schwarze Löcher durch das Gas in der zentralen Region gespeist und aktiviert werden. Es ist, als hätte man das mächtige MUSE-Instrument im Weltraum!"

 

Beobachtungen von Neptun. Links: das verschwommene Bild des Planeten, ohne dass das adaptive Modul eingeschaltet ist. Mitte: die scharfen Bilder der adaptiven Optik, inkl. Details in den Methanwolken. Rechts: Aufnahme vom Hubble-Weltraum-Teleskop mit weniger Details. Credit: AIP/P. Weilbacher


Diese Bilder des Kugelsternhaufens NGC 6388 wurden während der Tests des Narrow-Field-Modus der Adaptiven Optik des MUSE/GALACSI-Instruments am VLT der ESO aufgenommen. Das Bild auf der linken Seite stamm von MUSE im Wide-Field-Modus (ohne AO), das mittlere Bild ist eine Vergrößerung eines kleinen Teils dieser Ansicht. Das Bild rechts zeigt dieselbe Ansicht im Narrow-Field-Modus von MUSE (mit AO). Credit: ESO/S. Kammann (LJMU)

 

Weitere Informationen:

Wissenschaftlicher Kontakt

Dr. Tanya Urrutia, 0331-7499 664, turrutia@aip.de

Pressekontakt

Franziska Gräfe, 0331-7499 803, presse@aip.de

 

MUSE ist ein Projekt von sieben führenden europäischen Foschungseinrichtungen

  • geleitet vom Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL, Frankreich),
  • dem Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP, Deutschland),
  • dem Institut für Astrophysik der Universität Göttingen (IAG, Deutschland),
  • dem Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP, Frankreich),
  • der Sternwarte Leiden und der Niederländischen Forschungsakademie für Astronomie (NOVA, Niederlande),
  • dem Institut für Astronomie der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH, Schweiz) und
  • der Europäischen Südsternwarte (ESO).

Die beteiligten deutschen Partner an MUSE aus den astrophysikalischen Instituten in Potsdam (AIP) und Göttingen (IAG) werden durch die Verbundforschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

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Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

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Ein astronomischer Sommernachtstraum mit Mond und Mars

Totale Mondfinsternis am 28. September 2015. Credit: AIP/J. Weingrill

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Am Abend des 27. Juli stehen gleich zwei besondere astronomische Ereignisse an: die längste Mondfinsternis des 21. Jahrhunderts und der Mars in großer Erdnähe und gleichzeitiger Opposition zur S...

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und das Urania Planetarium Potsdam laden gemeinsam zu einem Themenabend mit Vortrag und anschließender öffentlicher Beobachtung ein. Alle Interessierten können einen Blick durch unsere mobilen Teleskope zu werfen. Die Experten von AIP und Planetarium beantworten vor Ort alle Fragen rund um das seltene Himmelsschauspiel.

 

Ab 20.30 Uhr:           Warm-up Show im URANIA-Planetarium

Ab ca. 22 Uhr:           Öffentliche Beobachtung am Neuen Lustgarten (Standort ca. Höhe Casino; nur bei klarer Sicht!)

 

Die Veranstaltung ist kostenfrei, eine Anmeldung ist nicht erforderlich.

Wir freuen uns auf Ihren Besuch!

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Die Suche nach den ältesten Sternen des Universums

Simulation von Satellitengalaxien. Die Farben zeigen unterschiedliche Gasdichten an. Credit: HESTIA Projekt

Die Suche nach den ältesten Sternen des Universums

Kris Youakim vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) stellt diese Woche auf dem 232. Meeting der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft (AAS) seine neuesten Forschungsergebnisse zur...

Obwohl sich viele dieser akkretierten kleineren Galaxien im Laufe der Zeit stark veränderten und mit ihren Sterne vermengt sind, ermöglicht eine sorgfältigen Analyse, ihre verbleibenden Signaturen sichtbar zu machen. "Der Halo der Milchstraße mag auf den ersten Blick glatt aussehen, aber er ist weit davon entfernt. Sobald wir genau hinsehen, sehen wir überall Strukturen", sagt Youakim. "Und genau diese Strukturen enthalten Hinweise zum Verständnis der turbulenten Geschichte, die hinter der Entstehung des galaktischen Halos steckt."

Der Schlüssel zu dieser Analyse ist die Identifizierung von sehr frühen Sternen. Diesen Sternen fehlen schwere Elemente, weil sie sich in der Zeit nach dem Urknall gebildet haben – bevor ihre Atmosphären durch Material von früheren Generationen sterbender Sterne signifikant "verschmutzt" wurden. Die kleinsten Zwerggalaxien enthalten viele dieser Sterne. Betrachtet man sie genauer und untersucht ihre Verteilung im Halo, dann heben sich die vielen akkretiertenkleineren Galaxien und ihre Überbleibsel vom Hintergrund ab. Die ursprünglichsten Sterne geben Aufschluss über die frühen Zeiten unserer Galaxie, da einige von ihnen als direkte Nachkommen der allerersten Generation von Sternen gelten, die jemals entstanden sind.

Youakim und ein internationales Team verwenden für den "Pristine Survey" einen speziell entwickelten Filter am Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop. Damit suchen sie schnell große Himmelsbereiche ab, um diese sehr ursprünglichen Sterne zu finden. In einer aktuellen Studie konnte der Wissenschaftler zeigen, dass dieses Verfahren außergewöhnlich effizient ist. Das Team untersucht nun viele der entdeckten, ursprünglichen Sterne genauer, da sie wertvolle Informationen über die frühe Milchstraße geben können. Oder wie Youakim es ausdrückt: "Diese Sterne erlauben uns wirklich, in der Zeit zurück zu schauen."

 

Wissenschaftlicher Kontakt

Kris Youakim, 0331-7499 301, kyouakim@aip.de

Pressekontakt

Franziska Gräfe, 0331-7499 803, presse@aip.de

 

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

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