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Merkur vor der Sonne - Transit am 9. Mai 2016

Merkurtransit. (Credit: AIP/J. Wendt)

Merkur vor der Sonne - Transit am 9. Mai 2016

2. Mai 2016. Am 9. Mai 2016 um 13:12 Uhr zieht Merkur von der Erde aus gesehen vor die Sonnenscheibe und überquert diese im Laufe der folgenden Stunden, bis schließlich um 20:40 Uhr wieder der ko...

Zwei Gruppen des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) wollen dieses Transit-Ereignis wissenschaftlich nutzen, um Natrium in der Exosphäre von Merkur zu detektieren und um die Messgenauigkeit von Instrumenten zu testen. Dazu wird die Sonne während des Vorbeizugs von Merkur mit Teleskopen auf Teneriffa, in den USA und am Sonnenobservatorium Einsteinturm auf dem Potsdamer Telegrafenberg beobachtet. In Babelsberg lädt das AIP von 13:00-15:00 Uhr zur öffentlichen Beobachtung und zu Vorträgen rund um den Merkurtransit auf seinen Forschungscampus ein.

Wissenschaftliche Beobachtung

Merkur ist der kleinste und sonnennächste Planet unseres Sonnensystems. Mit einem Durchmesser von nur 4.878 Kilometern ist die Schwerkraft von Merkur recht gering, so dass keine stabile Atmosphäre um den Planeten entstehen kann: Nur eine extrem dünnes Gasgemisch, auch Exosphäre genannt, umhüllt Merkur. Die Merkur-Exosphäre besteht vor allem aus Sauerstoff, Natrium und Wasserstoff. Sie ist so dünn, dass ihr Nachweis extrem schwierig und nur während eines der seltenen Transits oder durch Weltraumsonden möglich ist. Der letzte in Mitteleuropa sichtbare Merkurtransit fand 2003 statt, der nächste fällt ins Jahr 2019. Das AIP nutzt daher die Gelegenheit am 9. Mai, um den Transit gleich mit mehreren Teleskopen und verschiedenen Instrumenten von drei Standorten aus zu beobachten.

In Arizona: Generalprobe für Exoplaneten

AIP-Forscher Matthias Mallonn plant, mit Hilfe des PEPSI-Spektrographen am Solar-Disk Integrated Telescope (SDI) auf dem 3.200 Meter hohen Mt. Graham in Arizona das Signal der Exosphäre von Merkur zu detektieren. Dabei vergleicht er Messungen der Natriumabsorption vor, während und nach dem Vorbeizug des Planeten. Diese Beobachtungstechnik entspricht der derzeit erfolgreichsten Methode, Atmosphären von extrasolaren Planeten zu untersuchen, der sogenannten Transmissionsspektroskopie von Exoplaneten. Merkurs Exosphäre schwächt das Sonnenlicht bei der Wellenlänge von Natrium während des Transits nur um etwa ein Hunderttausendstel ab. Dieser Effekt lässt sich nur mit einem extrem präzisen Spektrographen nachweisen. „Wir nehmen die gesamte Sonnenscheibe auf, dadurch ist das Signal der Exosphäre Merkurs winzig. Mit der Messung will ich herausfinden, welche Genauigkeiten ich erzielen kann, um diese Erfahrung später auf Exoplaneten anzuwenden”, so der Forscher.

Auf Teneriffa und in Potsdam: Form der Exosphäre

Den Sonnenphysikern des AIP um Carsten Denker geht es um die Beobachtung des Merkurtransits im Detail. So wurde die Ausdehnung und Form der Exosphäre von Merkur anhand von Natrium-Absorptionslinien erstmals während des Merkurtransits 2003 vermessen. Denker möchte diese Messungen nun gemeinsam mit einem Team aus Freiburg und Spanien mit einem 2D-Spektrographen am europäischen Sonnenteleskop GREGOR auf Teneriffa wiederholen - möglicherweise sogar mit größerer Genauigkeit. Für Bildaufnahmen sollen zudem eine sehr schnelle Kamera und adaptive Optik eingesetzt werden, mit deren Hilfe die Forscher auf gestochen scharfe Bilder des Ereignisses hoffen. „Der Merkurtransit bietet uns eine einzigartige Möglichkeit unsere Messmethodik zu kalibrieren” erläutert Denker: „Wie scharf wir den harten Übergang zwischen dem Planetenrand und der Sonne beobachten können, ermöglicht uns einzuschätzen, wie sehr Streulicht die Beobachtung mit GREGOR tatsächlich beeinflusst.” Wenn das Wetter es zulässt, wird am 9. Mai zusätzlich auch der Spiegel im Potsdamer Sonnenobservatorium Einsteinturm auf Merkur gerichtet, um seinen Vorbeizug an der Sonne zu studieren und zu dokumentieren.

Öffentliche Beobachtung in Potsdam-Babelsberg

Das AIP bietet allen Interessierten die Möglichkeit, sich am 9. Mai über Merkur und den Transit zu informieren sowie die erste Phase des Transits vor Ort in Babelsberg zu beobachten. Bitte beachten Sie, dass die Beobachtung des Merkurtransits nur bei klarer Sicht erfolgen kann.

Von 13:00-15:00 Uhr lädt das AIP auf seinen Forschungscampus in Babelsberg ein:

13:00 Uhr: Beobachtung des Eintritts

13:30 Uhr: Vortrag von Dr. Axel Schwope „Der Planet Merkur im Portrait“

14:00 Uhr: Vortrag von Dr. Matthias Mallonn „Der Merkurtransit als Generalprobe für die Erforschung erdähnlicher Planeten“

14:30 - 15:00 Uhr: Beobachtung des Transits am 50cm-Spiegelteleskop

 

Pressekontakt und Informationen zur Veranstaltung:

Kerstin Mork , 0 331 7499-803, presse@aip.de

 

Wissenschaftliche Kontakte:

Dr. Matthias Mallonn, 0331 7499-539, mmallonn@aip.de

Apl. Prof. Dr. Carsten Denker, 0331-7499-297, cdenker@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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Kosmische Leuchtfeuer im Kern der Milchstraße

Ansicht der Milchstraße im infraroten Licht, aufgenommen von WISE. (Credit: NOAO/AURA/NSF/AIP/A. Kunder)

Kosmische Leuchtfeuer im Kern der Milchstraße

22. April 2016. Ein internationales Team von Astrophysikern unter Leitung von Dr. Andrea Kunder, Wissenschaftlerin am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), hat entdeckt, dass der zentral...

Mit der Vermessung der RR Lyrae Sterne ist es dem Team um Andrea Kunder erstmalig gelungen, zwei Komponenten des Kerns der Milchstraße – eine sehr alte sowie die dominierende, jüngere Komponente von Sternen im Zentrum der Galaxie – kinematisch voneinander zu trennen. Dafür nahmen die Astronomen zunächst zu verschiedenen Zeitpunkten über gut zwei Jahre Beobachtungsdaten von etwa 1.000 RR Lyrae Sternen auf. Für die Beobachtung nutzten sie den AAOmega-Spektrographen des Anglo Australian Teleskops im australischen Siding Spring. RR Lyrae Sterne ändern ihre Lichtintensität etwa einmal pro Tag, was ihre Vermessung schwieriger macht als die von nicht-variablen Sternen. Ihr Vorteil ist, dass sie als sogenannte Standardkerzen dienen, mit denen Entfernungen präzise bestimmt werden können. Auch kommen sie nur in Sternpopulationen vor, die älter als 10 Milliarden Jahre sind, wie beispielsweise in alten Kugelsternhaufen. Das Team beobachtete für die aktuelle Studie simultan hunderte von Sternen in Richtung der Konstellation Schütze.

Im nächsten Schritt untersuchten die Astronomen die Geschwindigkeiten und die chemische Zusammensetzung der beobachteten RR Lyrae Sterne. So wie das heutige London oder Paris auf den Überresten alter Bauwerke aufgebaut ist, so hat auch die Milchstraße eine lange Entstehungsgeschichte, die zahlreiche Sterngenerationen umfasst. Da schwerere Elemente wie Metalle erst in Sternen gebildet werden, sind junge Sterne deutlich reicher an Metall als ältere. Astronomen gehen daher davon aus, dass die ältesten Objekte der Milchstraße metallarme Sterne sind. In den zentralen Regionen unserer Heimatgalaxie sind vor allem metallreiche Sterne – mit einem ähnlich hohem Metallgehalt wie dem unserer Sonne – zu finden. Diese Sterne sind in einem „Bar“ genannten ovalen Bereich angeordnet und umkreisen das galaktische Zentrum alle in etwa der gleichen Richtung. Auch der Wasserstoff in der Milchstraße lässt dieses Bewegungsmuster erkennen. Daher ging man lange davon aus, dass alle zentrumsnahen Sterne sich entsprechend bewegen. Zur Überraschung der Wissenschaftler stellte sich jedoch heraus, dass die RR Lyrae Sterne von diesem Muster abweichen. Anstelle der erwarteten Umlaufbahnen, zeigen sie zufällig verteilte Bewegungen, die nahe legen, dass die Sterne  ursprünglich weit außerhalb dieses Bereichs, also zeitlich noch vor der Entstehung des „Bar“ geboren wurden.

„Wir waren davon ausgegangen, dass diese Sterne ebenso rotieren wie die übrigen Sterne im Zentrum“ so Andrea Kunder, Leiterin der Studie. Ko-Autor Juntai Shen vom Shanghai Astronomical Observatory ergänzt: „Nur ein Prozent der Gesamtmasse des „Bar“ wird durch die RR Lyrae Sterne gebildet. Allerdings scheinen diese extrem alten Sterne, die wahrscheinlich die ersten Bausteine der Milchstraße waren, einen völlig anderen Ursprung zu haben als alle übrigen Sterne des Zentralbereichs.“

Als nächste Schritte wollen die Astronomen, den exakten Metallgehalt der RR Lyrae Sterne bestimmen sowie die Anzahl der untersuchten Sterne auf das Drei- bis Vierfache erhöhen.

Wissenschaftliche Publikation: Andrea Kunder et al.: Before the Bar: Kinematic Detection of A Spheroidal Metal-Poor Bulge Component, The Astrophysical Journal Letters, Volume 821, Number 2.
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8205/821/2/L25/meta

 

Bild: Ansicht der Milchstraße im infraroten Licht, aufgenommen von WISE. Die Masse des „Bulges“ ist auf  eine zentrale Verdickung im Zentralbereich unserer Heimat-galaxie konzentriert. Eine sehr alte Sterngeneration, die etwa ein Prozent der Gesamtmasse des Bulges ausmacht, zeigt allerdings ein anderes Bewegungsmuster. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Sterne die ersten waren, die die Milchstraße gebildet haben. (Credit NOAO/AURA/NSF/AIP/A. Kunder)

Wissenschaftlicher Kotakt: Dr. Andrea Kunder, +49 331 7499-646, akunder@aip.de
Pressekontakt: Kerstin Mork , +49 331 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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Neugierig auf Galaxien? Dritte CALIFA-Datenveröffentlichung

11. April 2016. Die Himmelsdurchmusterung CALIFA, der „Calar Alto Legacy Integral Field Area Survey“, veröffentlicht nach sechs Jahren Laufzeit alle gesammelten Beobachtungsdaten. Die Eigensch...

CALIFA erlaubt einzigartige Einblicke auf die Entwicklung von Galaxien. Während wir in einer bestimmten Galaxie, der Milchstraße, leben, gibt es zahlreiche weitere Galaxien im Universum, ihre galaktischen Geschwister. Dr. Sebastian Sanchez, Wissenschaftler der Universität von Mexiko (UNAM) und Principal Investigator von CALIFA beschreibt das Vorgehen wie folgt: „In den Sozialwissenschaften ist es für eine umfassende Einschätzung einer Einzelperson üblich, nicht nur diese selbst, sondern auch ihr gesellschaftliches und soziales Umfeld zu betrachten. Genau diesen Ansatz verfolgen wir auch in der Astronomie, um die Milchstraße und ihre Umgebung durch eine genauere Untersuchung ihrer galaktischen Geschwister besser zu verstehen. Auch Galaxien zeigen eine große Erscheinungsvielfalt, die durch ihre Entwicklungsgeschichten geprägt ist.“

CALIFA wendet die Technik der Integralen Feldspektroskopie (IFS) an, um alle Galaxien im lokalen Universum näher zu untersuchen und auf diese Weise ein Panorama der Galaxieneigenschaften zu erstellen. Mit IFS können die Eigenschaften von Galaxien in verschiedene Bereichen innerhalb jeder einzelnen Galaxie räumlich aufgelöst studiert werden. Dr. Jakob Walcher vom AIP und CALIFA-Projektwissenschaftler präzisiert: „Wir wussten, dass einige Galaxieneigenschaften sich nach regelmäßigen Mustern ändern. Dass wir dies jetzt erstmalig für so viele Galaxien und in solcher Detailtiefe nachweisen konnten, ist großartig. Damit haben wir ganz neue Möglichkeiten, Galaxien zu untersuchen und herauszufinden, wie sie sich zu ihrer heutigen Form entwickelt haben.“

„Als öffentlich finanziertes Projekt sehen wir es als unsere Aufgabe an, die Daten allen Interessierten zur Verfügung zu stellen. Damit können unsere Ergebnisse prinzipiell von jedem bearbeitet und reproduziert werden.“ ergänzt Dr. Stefano Zibetti vom INAF (Italien) und verantwortlich für die Qualitätskontrolle von CALIFA. Ruben Garcia-Benito (IAA, Spanien) verantwortlich für die CALIFA-Software, die die Beobachtungsdaten in verwertbare Datensätze umwandelt, schließt: „Wir hoffen, dass die einzigartigen CALIFA-Bilder noch mehr Menschen neugierig auf unser Universum als Ganzes und Galaxien im Speziellen macht.“

Bilderklärung: Die Abbildung zeigt wie Galaxieneigenschaften systematisch mit der stellaren Masse (Anzahl der Sterne) und der Sternentstehungsrate (die Anzahl der Sterne, die jedes Jahr neu entstehen) variieren und  illustriert damit die Möglichkeiten, die das CALIFA-Projekt beim Studium der Galaxienentwicklung eröffnet. (Credit: CALIFA)

 

Weitere Details: CALIFA-Datenveröffentlichung

 

 

Wissenschaftlicher Kontakt: Dr. Jakob Walcher, jwalcher@aip.de

Pressekontakt: Kerstin Mork, 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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Die fehlenden Braunen Zwerge

8. April 2016. Im Zuge einer neuen Analyse des aktualisierten Datenbestands von Beobachtungen sonnennaher Brauner Zwerge haben Potsdamer Astronomen festgestellt, dass eine große Anzahl Brauner Zw...

Bislang glaubte man, die Umgebung der Sonne und die dort beheimateten Braunen Zwerge sehr gut zu kennen. Die nun veröffentlichte Studie von Gabriel Bihain und Ralf-Dieter Scholz, beide Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), stellt dies grundlegend in Frage. Die tatsächliche Anzahl Brauner Zwerge in verschiedenen Himmelsregionen zu kennen, ist unter anderem wichtig, um den Prozess der Sternentstehung und die Bewegungen von Sternen in der Milchstraße besser zu verstehen.

Braune Zwerge sind eine Art Bindeglied zwischen Sternen und Planeten. Mit ihrer geringen Masse von weniger als etwa sieben Prozent der Sonnenmasse können sie in ihrem Inneren nicht genug Druck und Hitze für die Wasserstofffusion zu Helium aufbauen, den grundlegenden Prozess zur Strahlungserzeugung in Sternen. Die Sternentstehung ist also quasi fehlgeschlagen, wenn ein Brauner Zwerg entsteht.

Gabriel Bihain und Ralf-Dieter Scholz haben sich die Verteilung bekannter naher Braunen Zwerge nun nochmals aus einem anderen Blickwinkel angesehen. Überraschenderweise fanden sie eine signifikante Asymmetrie, die stark von der Verteilung der Sterne abweicht.

„Ich habe die bekannten nahen Braunen Zwerge auf die galaktische Ebene projiziert und bemerkt: der halbe Himmel ist beinahe leer! Das war ein völlig unerwartetes Ergebnis, denn wir betrachten eine Umgebung, die eigentlich gleichförmig aussehen sollte“, beschreibt Gabriel Bihain seine Entdeckung. Die leere Region überlappt von der Erde aus gesehen zu einem großen Teil mit dem Nordhimmel.

Die Forscher gehen davon aus, dass es viele weitere Braune Zwerge gibt, welche die von ihnen gefundene Lücke füllen werden. Wenn sich diese Annahme als richtig herausstellt, bedeutet dies, dass die Sternentstehung mit einem Verhältnis von einem Braunen Zwerg zu vier Sternen deutlich öfter fehlschlägt als bislang gedacht. In jedem Fall müsste das etablierte Bild der Sonnenumgebung und der Eigenschaften der Population Brauner Zwerge insgesamt neu geprüft werden.

„Es ist durchaus wahrscheinlich, dass sich neben normalen Braunen Zwergen auch weitere Objekte mit noch geringerer, planetarer Masse in den Beobachtungsdaten verstecken. Es lohnt sich also definitiv, die vorhandenen und zukünftigen Daten noch einmal neu zu durchforsten“, so Ralf-Dieter Scholz.

 

Bild links oben: Mögliche Erscheinungsformen Brauner Zwerge (künstlerische Darstellung). Da die Braunen Zwerge optisch fast unsichtbar sind und nur noch im infraroten Licht strahlen, nehmen sie verschiedene Farben in diesem Bereich an. (Bild: AIP/J. Fohlmeister)

Weitere Illustration

 

Fachpublikation: G. Bihain and R.-D. Scholz, A non-uniform distribution of the nearest brown dwarfs, Astronomy and Astrophysics, 589, A26 (2016).

 

Wissenschaftlicher Kontakt: Dr. Gabriel Bihain, 0331 7499-452, gbihain@aip.de

Pressekontakt: Kerstin Mork, 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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13. AIP-Thinkshop widmet sich der Kosmologie

Cosmic Flows (Credit: AIP)

13. AIP-Thinkshop widmet sich der Kosmologie

29. März 2016. In Zusammenarbeit mit der Universität Innsbruck veranstaltet das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) seinen 13. Thinkshop unter dem Titel „Near Field Cosmology”. Vo...

Die beobachtende Kosmologie richtet ihren Blick traditionell auf die äußeren Bereiche des sichtbaren Universums und arbeitet daran, immer weiter zurück in die Zeit und die Tiefen des Weltraums zu schauen. Erst seit kurzem wächst unter Kosmologen die Überzeugung, dass es auch im nahen Universum noch viel zu entdecken gibt. Sie werden in ihrer Suche nach den Anhaltspunkten in den Eigenschaften naher Objekte, die über die kosmische Entwicklungsgeschichte Aufschluss geben können, immer mehr zu Archäologen. Für dieses neue Forschungsgebiet wurde der Begriff „Near Field Cosmology“ geprägt.

Ein besseres Verständnis unserer kosmischen Nachbarschaft wird zu einem besseren Verständnis des Universums insgesamt beitragen. Brent Tully (Hawaii), Helene Courtois (Lyon) und Jenny Sorce (AIP) werden im Rahmen des Thinkshops erstmalig Daten des „CosmicFlows3“-Katalogs präsentieren. Der Katalog beinhaltet die exakten Positionen und Geschwindigkeiten von knapp 20.000 Galaxien im Umkreis der Milchstraße. Diese Daten setzen einen Meilenstein für das Verständnis unserer kosmischen Nachbarschaft in einer Entfernung von bis zu 100 Millionen Lichtjahren.

Wissenschaftlicher Kotakt: Dr. Stefan Gottloeber, +49 151 58323983, sgottloeber@aip.de

Pressekontakt: Kerstin Mork , +49 331 7499 803, presse@aip.de

 

Weitere Informationen auf:  http://transidee-conference.uibk.ac.at/NFCosmology2016

 

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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