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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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19.04. Babelsberger Sternennacht

Illustration des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) vor einem Lavaplaneten, der seinen Heimatstern umkreist. Credit: NASA

19.04. Babelsberger Sternennacht

Am Donnerstag, 19. April 2018, ab 19.15 Uhr lädt das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) zur nächsten Babelsberger Sternenacht ein. Engin Keles hält einen Vortrag zum Thema „Exopla...

Die Erde – ein einzigartiger Planet ohnesgleichen in unserem Sonnensystem, mit blühender Flora und Fauna. Doch es geht auch anders! Betrachtet man Exoplaneten (also solche außerhalb unseres Sonnensystems), sieht man Bizarres: Planeten aus feurigem Magma, die der Hölle gleichen; Planeten aus Eis und kälter als die Arktis; Planeten, die nur aus Wasser oder purem Eisen bestehen. Am Ende stellt sich die Frage: Ist unsere Erde, die Leben beherbergt, tatsächlich einzigartig oder gibt es da draußen noch andere “bewohnbare“ Planeten? In diesem Vortrag werden wir versuchen, uns einer Antwort zu nähern.

- Was genau heißt “bewohnbar” und welche anderen Arten von Planeten gibt es?

- Wie finden wir diese?

- Wieso ist die Suche erdähnlicher Planeten um kleinere Sterne einfacher als um größere?

- Wo genau müssen wir in unserer Galaxie danach suchen?

- Welche Faktoren beeinflussen die Bewohnbarkeit eines Planeten?

- Wann starten zukünftige Raumfahrtmissionen, um erdähnlichen Planeten zu suchen?

Mit Hilfe dieser Fragen begeben wir uns zusammen auf eine Reise zu den Sternen und machen uns auf die “Suche nach der zweiten Erde”.

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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Verborgenes Schwarzes Loch in riesigem Sternhaufen entdeckt

Zentrum des Kugelsternhaufens NGC 3201, aufgenommen mit dem MUSE-Instrument am VLT der ESO. Der Pfeil zeigt auf den Stern, der durch seine hohe Geschwindigkeit das Schwarze Loch im Zentrum verrät. Bildnachweis: Sebastian Kamann und das MUSE Konsortium

Verborgenes Schwarzes Loch in riesigem Sternhaufen entdeckt

17. Januar 2018. Astronomen unter der Leitung der Georg-August-Universität Göttingen und mit Beteiligung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP), haben mit dem MUSE-Instrument der ES...

Kugelsternhaufen sind riesige, kugelförmige Ansammlungen von Zehntausenden von Sternen, die die meisten Galaxien umkreisen. Sie gehören zu den ältesten bekannten Sternsystemen im Universum und gehen auf den Beginn des Wachstums und der Evolution von Galaxien zurück. Mehr als 150 Kugelsternhaufen, die zur Milchstraße gehören, sind derzeit bekannt.

Einer dieser Sternhaufen, NGC 3201 im südlichen Sternbild Vela (das Segel des Schiffs Argo), wurde jetzt mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile näher untersucht. Ein internationales Team von Astronomen unter Leitung der Universität Göttingen und mit Beteiligung von Forschern des AIP hat festgestellt, dass einer der Sterne in NGC 3201 mit Geschwindigkeiten von mehreren hunderttausend Kilometern pro Stunde hin- und her geschleudert wird, wobei sich dieses Muster alle 167 Tage wiederholt.

Erstautor Benjamin Giesers von der Georg-August-Universität Göttingen war fasziniert: "Der Stern umkreiste etwas vollkommen Unsichtbares, das eine Masse hatte, die mehr als viermal so groß war wie die Sonne – das kann nur ein Schwarzes Loch sein! Das erste Schwarze Loch in einem Kugelsternhaufen übrigens, das sich direkt über seine Anziehungskraft bemerkbar gemacht hat."

Die Beziehung zwischen Schwarzen Löchern und Kugelsternhaufen ist bedeutsam, aber auch geheimnisvoll. Aufgrund ihrer großen Massen und ihres großen Alters geht man davon aus, dass diese Sternhaufen eine große Anzahl von Schwarzen Löchern mit stellaren Massen erzeugt haben – sie sind im Laufe des langen Lebens des Sternhaufens entstanden, immer dann, wenn massereiche Sterne explodiert und die Überreste in sich zusammengefallen sind.

Das MUSE-Instrument der ESO (u.a. entwickelt und gebaut in Göttingen und Potsdam) bietet Astronomen die einzigartige Möglichkeit, die Bewegungen von Tausenden von weit entfernten Sternen gleichzeitig zu messen. Mit dieser neuen Entdeckung ist es dem Team erstmals gelungen, ein inaktives Schwarzes Loch im Herzen eines Kugelsternhaufens zu entdecken – ein Schwarzes Loch, das sich derzeit keine Materie einverleibt und nicht von einer hell leuchtenden Gasscheibe umgeben ist. Sie konnten die Masse des Schwarzen Lochs durch die Bewegungen eines Sterns ergründen, der durch die enorme Gravitationskraft des Schwarzen Lochs gefangen ist.

Aus den Beobachtungen lässt sich ermitteln, dass der Stern die 0,8-fache Masse unserer Sonne besitzt, während sich für die Masse seines mysteriösen Gegenstücks das 4,36-fache der Masse der Sonne ergeben hat – mit ziemlicher Sicherheit also ein Schwarzes Loch.

Peter Weilbacher, einer der Co-Autoren vom AIP und verantwortlich für die Entwicklung der Datenreduktions-Software von MUSE freut sich: "Die Entwicklung der Detektions-Methoden wurde bereits vor einigen Jahren mit einem Vorläuferinstrument (PMAS) in Potsdam begonnen und hat mit dieser Entdeckung ein spektakuläres Ergebnis erbracht."

Auch historisch gibt es eine interessante Verbindung zu dieser neuen Entdeckung. "Karl Schwarzschild hatte 1915 als Erster eine Lösung der Einstein'schen Feldgleichungen für eine Punktmasse gefunden – damals ein mathematisches Gedankenspiel für das, was wir heute ein Schwarzes Loch nennen. Nach seiner Tätigkeit als Leiter der Sternwarte in Göttingen, wurde Schwarzschild Direktor des Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam", erklärt Martin Roth die geschichtlichen Zusammenhänge bezüglich der deutschen Partnerinstitute.

Für die Entwicklung von MUSE und die Forschungsarbeiten an den Kugelsternhaufen werden die Institute in Potsdam und Göttingen durch die BMBF Verbundforschung gefördert.

 

Weitere Informationen:

Fachartikel (englisch): Giesers et al. 2017

ESO-Seite zum MUSE-Instrument am VLT: MUSE | ESO

AIP Seite zum MUSE Instrument: 3D Spektroskopie | MUSE

Pressemitteilung, Bilder und Videos der ESO: http://www.eso.org/public/germany/news/eso1802/

 

Wissenschaftliche Kontakte am AIP:

Prof. Martin M. Roth, 0331-7499 313, mmroth@aip.de
Dr. Peter Weilbacher, 0331-7499 667,
pweilbacher@aip.de
Prof. Lutz Wisotzki, 0331-7499 532,
lwisotzki@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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PEPSI: Erste Datenveröffentlichung

Illustration zum PEPSI-Atlas. Bild: AIP/K. Riebe, Spektren: PEPSI, Hintergrund: J. Rendtel

PEPSI: Erste Datenveröffentlichung

9. Januar 2018. Das Potsdam Polarimetric and Spectroscopic Instrument (PEPSI) am Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona stellt der wissenschaftlichen Gemeinschaft einzigartige Atlanten mit hohe...

Spektralatlanten sind die Fingerabdrücke von Sternen und zeigen deren astrophysikalische Eigenschaften wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeiten und chemische Zusammensetzung. Die erste Veröffentlichung enthält einen neuen Spektralatlas der Sonne und zeigt zum ersten Mal, dass ein Instrument eines Nachtteleskops Spektren mit der Qualität eines spezialisierten Sonneninstruments erreichen kann. Alle solaren und stellaren Spektren wurden mit einer beispiellosen spektralen Auflösung von λ/Δλ=250,000 aufgenommen, das entspricht dem 1/100stel des Durchmessers eines Wasserstoffatoms (λ ist die Wellenlänge und Δλ der kleinste gerade noch auflösbare Abstand zweier Wellenlängen), und decken den gesamten optischen bis nahinfraroten Wellenlängenbereich ab (von 383 bis 914 nm).

Das Licht der Sonne wurde auch in mehreren spektralen Zeitreihen mit bis zu 300 Einzelspektren pro Tag analysiert. Die daraus entstandenen Datensätze stehen nun der Fachgemeinschaft ebenso zur Verfügung. "Unsere Sonne oszilliert mit einer Periode von 5 Minuten. Mit dem neuen Instrument konnten wir diese Auf- und Abwärtsbewegung der Sonnenoberfläche aus dem nicht-aufgelösten Sonnenscheibchen, wie bei einem weit entfernten Stern, mit einer Amplitude von 47 cm/s messen. Aus der Sicht eines Sternforschers eine geradezu unglaublich kleine Geschwindigkeit", erklärt Prof. Strassmeier, Hauptverantwortlicher von PEPSI und Direktor des Forschungsbereiches Kosmische Magnetfelder am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP). Der neue Atlas wurde auch verwendet, um die Häufigkeit von Lithium in der Sonne mit sehr hoher Präzision neu zu bestimmen. "Lithium ist ein Schlüsselelement für die Nukleosynthese im Universum und gleichzeitig ein Indikator für Mischprozesse in Sternen", erklärt Dr. Matthias Steffen, einer der Projektwissenschaftler. Dreidimensionale dynamische Modellatmosphären und eine vollständige statistische Behandlung der spektralen Eigenschaften des Lithiumatoms kamen zum Einsatz, um die Elementhäufigkeit in der Sonne zu bestimmen.

Die 48 stellaren Atlanten in der zweiten Veröffentlichung zeigen Spektren der nördlichen Gaia-Benchmark-Sterne sowie anderer Morgan-Keenan-Standardsterne mit einer zuvor nicht verfügbaren Auflösung und einem extrem guten Signal-zu-Rausch-Verhältnis (S/N). Die letzte Größe repräsentiert das Photonenrauschen relativ zur Signalstärke eines Sterns und ist ein Maß für die Qualität der Spektren. Bisher lag das Signal-zu-Rausch-Verhältnis für die Arbeit an astrophysikalischen Parametern typischerweise bei mehreren Hundert bei einer spektralen Auflösung von λ/Δλ von höchstens 100,000. "PEPSI und das LBT liefern nun ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis von mehreren tausend bei dreimal höherer spektraler Auflösung", lobt Ilya Ilyin, PEPSIs Projektwissenschaftler. "Mit diesen hervorragenden Werten erreichen wir jetzt die gleiche Spektralqualität, die für Beobachtungen unserer Sonne am Tage typisch ist, auch für Beobachtungen heller Sterne bei Nacht", ergänzt Strassmeier.

Die dritte Publikation bestätigt, dass der Stern "Kepler-444", der fünf subterrestrische Planeten beherbergt, ganze 10,5 Milliarden Jahre alt ist. Damit ist er mehr als doppelt so alt wie unsere Sonne und nur ein wenig jünger als das Universum. Der Stern ist auch arm an Metallen. Das chemische Häufigkeitsmuster aus dem PEPSI-Spektrum erlaubt den Rückschluss auf einen ungewöhnlich kleinen Eisenkern-Massenanteil von 24% für seine Planeten, wenn sich Stern und Planeten zusammen bildeten. Terrestrische Planeten in unserem Sonnensystem haben typischerweise einen Massenanteil des Eisenkerns von 30%. "Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Planeten um metallarme Sterne weniger dicht sind als Gesteinsplaneten vergleichbarer Größe um metallreichere Sterne wie unsere Sonne", erklärt Claude "Trey" Mack, Projektwissenschaftler für die Kepler-444-Beobachtungen.

Die AIP-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Michael Weber, Matthias Steffen, Silva Järvinen, Matthias Mallonn, Claude Mack, Thorsten Carroll, Carsten Denker, Sydney Barnes, Daniel Sablowski, Engin Keles, Ekaterina Dineva, Alessandro Mott und Gohar Harutyunyan beteiligten sich an der ersten Datenveröffentlichung von PEPSI.

 

PEPSI Instrument

Das PEPSI Instrument am LBT. Credit: AIP

PEPSI Spektrum Esp Eri

Der Fingerabdruck eines Sterns. Ein Beispiel für die neuen Atlanten von PEPSI: der nahe Planetenmutterstern Epsilon Eridani. Volle Auflösung als pdf. Credit: AIP

PEPSI colored spectrum

Farbkodiertes Spektrum des solaren Zwillingssterns 18 Scorpii. Credit: AIP und M. Bergemann, MPIA

 

Weitere Informationen zu PEPSI und dem LBT:

https://pepsi.aip.de

http://www.lbto.org/

 

Online Zugang zu den Daten:

siehe “Library” auf https://pepsi.aip.de

 

Originalpublikationen in A&A:

K. G. Strassmeier, I. Ilyin, and M. Steffen, PEPSI deep spectra. I. The Sun-as-a-star, A&A, in press; arXiv:1712.06960

K. G. Strassmeier, I. Ilyin, and M. Weber, PEPSI deep spectra. II. Gaia benchmark stars and other M-K standards, A&A, in press; arXiv:1712.06967

C. E. Mack III, K. G. Strassmeier, I. Ilyin, S. C. Schuler, F. Spada, and S. A. Barnes, PEPSI deep spectra. III. A chemical analysis of the ancient planet-host star Kepler-444, A&A, in press; arXiv:1712.06986

 

Wissenschaftliche Kontakte:

Prof. Dr. Klaus G. Strassmeier, 0331-7499-223, kstrassmeier@aip.de
Dr. Ilya Ilyin, 0331-7499-269, ilyin@aip.de
Christian Veillet (Large Binocular Telescope Observatory), +1 (520) 621-5286, cveillet@lbto.org

 

Pressekontakt:

Dr. Janine Fohlmeister, 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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