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Sonne im Visier: Maßgeschneiderte Lösung für kollaborative Erforschung

Dreidimensionales Strömungsfeld auf der Sonne am 26. September 2016, rekonstruiert aus GREGOR-Daten. Bild: Carsten Denker/AIP

Sonne im Visier: Maßgeschneiderte Lösung für kollaborative Erforschung

Europas größtes Sonnenteleskop GREGOR nimmt seit 2014 von Teneriffa aus die Sonne ins Visier und hat in dieser Zeit große Mengen an sehr komplexen, multidimensionalen Daten gesammelt. Damit dies...

Mit GREGOR verfolgen Astronominnen und Astronomen des AIP mit hoher räumlicher, zeitlicher und spektraler Auflösung aktive dynamische Prozesse auf der Sonne. Dabei stehen sie hinsichtlich der Beobachtung und Datenerfassung vor besonderen Herausforderungen, die sich aus unterschiedlichen Faktoren ergeben: Turbulenzen in der Erdatmosphäre beeinträchtigen die Bildqualität, kleine solare Strukturen entwickeln sich auf kurzen Zeitskalen von wenigen Sekunden bis zu Minuten und bei großformatigen Detektoren fallen sehr große Datenmengen an.

“Mit den leistungsfähigen Instrumenten am GREGOR Teleskop sind wir in der Lage, selbst kleinste Strukturen auf der Sonnenoberfläche zu erkennen und alle 10 bis 20 Sekunden Zeitserien hochaufgelöster Bilder zur Verfügung zu stellen,“ fasst Prof. Carsten Denker, Leiter der Arbeitsgruppe „Optische Sonnenphysik“ am AIP zusammen. „Ein rekonstruiertes Bild alle 20 Sekunden basiert auf einigen Hundert Einzelbildern. Das entspricht einer Menge von etwa 200.000 Bildern oder 4 Terrabytes pro Beobachtungstag.“

Die große Menge und die Qualität der anfallenden hochaufgelösten Bilder und Spektren sowie der benötigte Rechenaufwand in der Nachbearbeitung machen umfangreiche und effiziente Strukturen für Speicherung und Archivierung notwendig. Für die optimale Nutzung der Daten des Sonnenteleskops GREGOR wurde deshalb am AIP nun ein leistungsfähiges CRE implementiert. Diese Infrastruktur diente im ersten Schritt als zentraler Datenknotenpunkt innerhalb des GREGOR-Konsortiums, steht nun aber allen interessierten Wissenschaftlern offen. Das AIP bietet mit dem System sowohl die Speicherung der Daten als auch Zugriff darauf. Rechenressourcen sowie angepasste Werkzeuge für die Analyse und Datenverarbeitung sind ebenfalls integrale Bestandteile. Zudem werden über die CRE gut gepflegte, ausgewählte und aufbereitete Daten für die wissenschaftliche Gemeinschaft veröffentlicht.

Damit Forschungsdaten möglichst vielen Wissenschaftlern oder auch der interessierten Öffentlichkeit zur Verfügung stehen, hat sich in den letzten Jahren zunehmend das Open Access Paradigma etabliert. Auch das jetzt entwickelte CRE für die GREGOR-Daten knüpft an dieses Leitbild an und ist dezidiert auf die Anforderungen der wissenschaftlichen Gemeinschaft für hochauflösende Sonnenphysik zugeschnitten. In dem nun veröffentlichten Artikel geben die AIP-Wissenschaftler um Prof. Carsten Denker einen Überblick über die GREGOR-Daten – von den Photonen, die auf den Detektor treffen bis hin zum finalen Datenprodukt. Zudem beschreiben sie den entwickelten Ansatz zur systematischen Verarbeitung, Analyse, Verwaltung und Archivierung dieser Daten.

Das AIP hat sich unter anderem die Entwicklung von Forschungstechnologie und E-Infrastruktur als strategisches Ziel gesetzt. In enger Zusammenarbeit der beiden Forschungsbereiche E-Science und Sonnenphysik entstand so eine maßgeschneiderte Lösung für die datenspezifischen Herausforderungen hochauflösender solarer Beobachtungen, die an bodengebundenen Sonnenteleskopen wie GREGOR aufgenommen werden.

 

GREGOR Konsortium

Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Freiburg

Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)

Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen

Instituto de Astrofísica de Canarias, Kanarische Inseln

 

Weitere Informationen

Fachartikel: https://doi.org/10.3847/1538-4365/aab773

Sonnenteleskop GREGOR: GREGOR

Kollaborative Forschungsumgebung (CRE): gregor.aip.de

 

Wissenschaftlicher Kontakt

apl. Prof. Dr. Carsten Denker,0331-7499 297, cdenker@aip.de

 

Pressekontakt

Dr. Janine Fohlmeister, 0331-7499 802, 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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17. Mai | Babelsberger Sternennacht

Künstlerische Darstellung von Hochgeschwindigkeitsjets aus supermassereichen Schwarzen Löchern. Credit: ESA/Hubble, L. Calçada (ESO)

17. Mai | Babelsberger Sternennacht

Am Donnerstag, 17. Mai 2018, ab 19.15 Uhr lädt das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) zur nächsten Babelsberger Sternenacht ein. Sabine Thater hält einen Vortrag zum Thema „Superm...

Milchstraße, Andromedagalaxie, die magellanschen Wolken: Fragt man nach Galaxien, so denken viele zunächst an milchstraßenartige Galaxien mit wunderschönen Spiralarmen. In der Tat besitzen Galaxien jedoch die unterschiedlichsten Erscheinungsbilder und Eigenschaften: Es gibt elliptische Galaxien, Spiralgalaxien, massereiche Galaxien, Zwerggalaxien – um nur einige zu nennen.

Eines aber haben sie gemeinsam: Die meisten Galaxien beherbergen ein sogenanntes supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum. Schwarze Löcher gehören zu den geheimnisvollsten Gebilden unseres Universums. Nicht umsonst spielen sie häufig eine tragende Rolle in Science-Fiction-Romanen: Objekte, die so massereich sind, dass sogar Licht ihrer Anziehung nicht mehr entkommen kann. Zweifelte alle Welt noch bis vor kurzem an ihrer bloßen Existenz, so sind Schwarze Löcher und ihre großen Brüder, die supermassereichen Schwarzen Löcher, heutzutage fest in der Forschung integriert.

Gemeinsam wollen wir uns in diesem Vortrag auf eine Reise zu den nächstgelegenen Galaxien machen und lernen, wie man ein ‘dunkles’ supermassereiches Schwarzes Loch überhaupt findet, wie es mit seiner Muttergalaxie interagiert und was wir von der Erforschung supermassereicher Schwarzer Löcher lernen können.

Im Anschluss bieten wir eine Führung über das Gelände und – bei klarer Sicht – die Beobachtung an einem unserer Spiegelteleskope an.

Wir freuen uns auf Ihren Besuch!

Freier Eintritt, keine Anmeldung erforderlich.

Veranstaltungsort: AIP, An der Sternwarte 16, 14482 Potsdam

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Ab ins All: Potsdamer Tag der Wissenschaften am 5. Mai

Unter dem Motto „Forschen. Entdecken. Mitmachen.“ findet am Samstag, dem 5. Mai, bereits zum sechsten Mal der Potsdamer Tag der Wissenschaften statt, an dem sich mehr als 40 Hochschulen und For...

Von 13 bis 20 Uhr geben die teilnehmenden Institutionen spannende Einblicke in ihren Arbeitsalltag, zeigen spektakuläre Experimente und präsentieren innovative Projekte, die die Welt von morgen verändern. Auch das AIP ist mit zwei Programmpunkten vertreten: Am Infostand (Haus 28, Nordfoyer) können kleine und große Besucher unter anderem Sternkarten basteln, virtuell ins All oder zu Observatorien rund um die Erde reisen und den Prototypen des Röntgenteleskops STIX aus der Nähe betrachten.

Über das Instrument und die Mission, für die es entwickelt wurde, spricht um 15 Uhr Dr. Alexander Warmuth. In dem Vortrag mit dem Titel "Solar Orbiter - Der Sonne ganz nah" erfahren die Zuhörerinnen und Zuhörer mehr über unseren Heimatstern und wie wir ihn untersuchen.

Der Eintritt ist für alle Besucher frei.

Das vollständige Programm und weitere Informationen finden Sie unter:

www.ptdw.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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1,69 Milliarden Sterne

Gaia-Aufnahme unserer Milchstraße und benachbarter Galaxien, basierend auf Messungen von fast 1,7 Milliarden Sternen. Credits: ESA/Gaia/DPAC

1,69 Milliarden Sterne

Nach 22 Monaten Beobachtung erfolgte nun die mit Spannung erwartete zweite Datenveröffentlichung der Gaia-Mission. Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) hat mit Software-Modulen zur ...

Die zweite Datenveröffentlichung enthält Positionen und Helligkeiten von 1 692 919 135 Sternen sowie Messungen der Parallaxen und Eigenbewegungen von 1 331 909 727 Sternen am Himmel. Als Parallaxe bezeichnet man die kleine Bewegung in der scheinbaren Position eines Sterns, die durch die jährliche Umlaufbahn der Erde um die Sonne verursacht wird und von ihrer Entfernung zu uns abhängt. Die Eigenbewegung entsteht durch den Lauf eines Sterns durch die Galaxie.

Die jetzt veröffentlichten Daten enthalten mehr astrometrische Informationen als jeder andere Katalog und stellen eine immense Weiterentwicklung in Bezug auf die erste Datenveröffentlichung der Mission dar. Zum ersten Mal enthält der Gaia-Katalog auch hochgenaue Photometrie in drei Wellenlängenbereichen, Radialgeschwindigkeiten und stellare atmosphärische Parameter. Mittels dieser Beobachtungsdaten erstellt die Gaia-Mission eine präzise 3D-Karte der Milchstraße mit Positionen und Geschwindigkeiten.

"Das AIP trägt zur Datenanalyse der Mission mit zwei Software-Modulen für das Radialgeschwindigkeitsspektrometer an Bord von Gaia bei: ein First-Look-Modul zur Datenverifikation und ein Modul zur Hintergrundkorrektur der Spektren", erläutert Katja Weingrill, Co-I von Gaia am AIP. "Die First-Look-Software führt täglich eine Datenvalidierung durch. Die Hintergrundkorrektur reinigt die beobachteten Spektren von ‘falschem’ Licht aus Punktquellen und dem diffusen Hintergrund."

Das vollständige Gaia Data Release 2 ist unter https://gaia.aip.de verfügbar. "Gaia stellt einen bedeutenden Fortschritt für unser Verständnis des Kosmos dar. Es gibt kaum einen Bereich in der Astronomie, der sich durch diesen neuen galaktischen Zensus nicht grundlegend verändern wird", sagt Matthias Steinmetz, PI von Gaia am AIP. "Die Gaia-Daten werden auch mit den Ergebnissen eines der AIP-Kernprojekte, dem RAVE-Survey, korreliert, mit dem die Eigenschaften und chemischen Zusammensetzungen der Sterne in diesem Katalog noch genauer bestimmt werden können. RAVE wird seinen vollständigen Datensatz im Sommer 2018 veröffentlichen ".

Gaia ist eine der wichtigsten Missionen im Wissenschaftsprogramm der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Gaia startete im Dezember 2013 ins All und erreichte wenige Wochen später ihr Ziel, den zweiten Lagrange-Punkt des Sonne-Erde-Mond-Systems. Gaia misst Sterne in unserer Milchstraße und Nachbargalaxien mit einer bisher unerreichten Genauigkeit. Die erste Datenveröffentlichung basierte auf Beobachtungen aus einem Zeitraum von 14 Monaten und beinhaltete die Koordinaten von 1,1 Milliarden Sternen, aber nur zwei Millionen Parallaxen und Eigenbewegungen sowie keine Photometrie, Radialgeschwindigkeiten oder Sternparameter.

 

Weiterführende Informationen

Pressemitteilung der ESA: https://bit.ly/2vIIKIJ

Gaia Media Kit: https://bit.ly/2qZhlwJ

Gaia Data Center am AIP:  https://gaia.aip.de

 

Wissenschaftlicher Kontakt am AIP

Prof. Dr. Matthias Steinmetz, 0331-7499 801, msteinmetz@aip.de
Dr. Katja Weingrill, 0331-7499 671, kweingrill@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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Girls' Day/Zukunftstag 2018 am AIP

Am 26. April bekommen Schülerinnen ab der 5. Klasse an dem bundesweiten Aktionstag einen Einblick in Berufsfelder, in denen Frauen bisher unterrepräsentiert sind. Auch das Leibniz-Institut für ...

Die jungen Teilnehmerinnen bekommen die Möglichkeit, Astrophysikerinnen über die Schulter zu schauen und mehr über die Arbeit als Wissenschaftlerin zu erfahren. Wie sieht der Alltag einer Astrophysikerin aus? Woher kommen die Fragen, nach deren Antworten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler suchen? Welche  Schritte  gehören  zum Forschungsprozess dazu?

Mitarbeiterinnen des AIP zeigen anhand aktueller Projekte, wie wissenschaftliches Arbeiten funktioniert und stehen den Schülerinnen Rede und Antwort. Sie lernen mehr über Geschichte und Bedeutung von Sternbildern, basteln eine eigene Sternkarte und tauchen in die spannende Welt der Galaxienforschung ein. Außerdem blicken sie hinter die Kulissen des historischen Geländes der Sternwarte  Babelsberg und schauen – bei  geeigneten  Wetterverhältnissen – selbst durchs Teleskop in den Himmel.

Die auf zwanzig Teilnehmerinnen begrenzten Plätze waren bereits nach kurzer Zeit ausgebucht.

Pressekontakt:

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

Weitere Informationen:

https://www.girls-day.de

http://zukunftstagbrandenburg.de

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