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RAVE kartiert interstellare Materie

Ausschnitt einer der DIBs-Karten.

RAVE kartiert interstellare Materie

15. August 2014. Ein internationales Team von Astronomen hat mithilfe von RAVE-Daten detailgenaue Karten der interstellaren Materie der Milchstraße erzeugt. Diese Karten könnten zur Lösung eines...

Die Karten und die dazugehörige wissenschaftliche Studie erscheinen in der Ausgabe vom 15. August 2014 der Zeitschrift Science. Sie basieren auf Daten einer zehnjährigen Beobachtungskampagne des vom AIP initiierten und koordinierten Radial Velocity Experiments (RAVE) mit dem insgesamt 500.000 Sterne der Milchstraße erfasst wurden.

Material im interstellaren Raum, ein Gemisch aus Staub und Gas aus Atomen und Molekülen, bleibt übrig wenn ein Stern stirbt und wird so auch zum Baustein neuer Sterne und Planeten. Die Farb- beziehungsweise Energieanalyse des Lichts, welches sich durch den Raum fortbewegt, liefert Astronomen wichtige Informationen über die Zusammensetzung der Materie, die das Licht zuvor passiert hat. Im Jahr 1922 entdeckte die junge Astronomin Mary Lea Heger in ihren Beobachtungen dunkle Linien, die belegten, dass das Licht von einer bis dato unbekannten Quelle absorbiert worden sein musste. Diese Linien wurden „Diffuse Interstellare Bänder“ (DIBs) genannt. Durch welche Art von Materie sie erzeugt werden und wo genau sich diese im Raum befindet ist bis heute unklar.

Eben dies herauszufinden ist jedoch extrem wichtig für Astronomen, um Aufschluss über die physikalischen Bedingungen und die Chemie des interstellaren Raumes zu erhalten, auf denen wiederum die Theorien zur Stern- und Galaxienentstehung basieren. Eine Vermutung der Wissenschaftler ist, dass die DIBs erzeugende Absorption des Sternenlichts, auf die Existenz von ungewöhnlich großen, komplexen Molekülen hinweist. Ein Beweis dieser These steht noch aus. Die neuen 3D-Karten des DIB-erzeugenden Materials in unserer Milchstraße, welche von dem Team aus 23 Wissenschaftlern nun in Science vorgestellt werden, könnten jetzt zu einer Lösung des langjährigen astronomischen Rätsels beitragen.

„Durch die großräumige Vermessung unserer Milchstraße mit der Durchmusterung RAVE konnte erstmals die dreidimensionale Verteilung der „DIBs“ vermessen werden“, so Prof. Matthias Steinmetz, Leiter des RAVE-Projekts. „Insbesondere zeigt es sich, dass die komplexen, für die DIB verantwortlichen Moleküle auch weiter von der galaktischen Ebene entfernt zu finden sind als dies etwa für den interstellaren Staub der Fall ist“. Geleitet wurde die in Science publizierte Analyse von Janez Kos und Tomaz Zwitter von der Universität Ljubljana in Slowenien.

RAVE ist ein multinationales Projekt unter Führung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP), an dem sich Wissenschaftler aus Australien, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Kanada, den Niederlanden, Slowenien und den USA beteiligen. Die Finanzierung von RAVE, die einen umfangreichen Zugang zum Teleskop und Instrument ermöglicht, wird von den teilnehmenden Institutionen und von den jeweiligen nationalen Organisationen zur Forschungsförderung geleistet.


Wissenschaftlicher Kontakt: Prof. Dr. Matthias Steinmetz, +49 331 7499 381, msteinmetz@aip.de

 

Kontakt zu Erstautoren der Publikation: Janez Kos, University of Ljubljana, janez.kos@fmf.uni-lj.si, +386 1 4766 507

 

Pressekontakt: Dr. Gabriele Schönherr / Kerstin Mork , +49 331 7499 469, presse@aip.de

 

Weitere Information:

The Radial Velocity Experiment (RAVE)

 

Film: [mp4, 1280x720, 14 MB]

Der Film zeigt die Verteilung der mit RAVE analysierten Sterne der Milchstraße (basierend auf dem 4. Datenrelease, Kordopatis et al. 2013) im Vergleich zu einem Modell der Scheibe der Milchstraße.
Blau: Zwergsterne, Rot: sehr viel hellere Riesensterne
(Credit: Gal Matijevic (visualisation), The RAVE Collaboration)


 

Karte: (Bild zur Vergrößerung anklicken)

Maps of the measured DIB absorption in respect to the area they cover in our galaxy.

 

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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Sloan startet neue Himmelsdurchmusterung

(Credits: Dana Berry/SkyWorks Digital Inc. and SDSS).

Sloan startet neue Himmelsdurchmusterung

16. Juli 2014. Aufbauend auf 14 erfolgreichen Jahren astronomischer Entdeckungen startet das Sloan Digital Sky Survey Projekt (SDSS) ein Großprogramm von drei neuen Himmelsdurchmusterungen bis in ...

In dieser neuen Phase wird das SDSS die Zusammensetzung und Bewegung von Sternen über die gesamte Milchstrasse im Detail studieren, wobei ein zusätzliches Teleskop in Chile genutzt wird.

Es werden detaillierte Karten der internen Struktur tausender naher Galaxien erstellt, um ihren Entwicklungsprozess über Milliarden Jahre zu untersuchen - dabei wird eine neuartige Faserbündeltechnologie genutzt, die gleichzeitig Spektren an verschiedenen Orten aufnehmen kann.

Sloan wird die Expansion des Universums während der bisher nur wenig verstandenen, 5 Milliarden Jahre langen Periode, messen, als die Dunkle Energie begann die Ausdehnung zu dominieren.


Die neue Himmelsdurchmusterung ist ein Projekt von über 200 Astronomen an mehr als 40 Institutionen auf vier Kontinenten und umfasst Teleskope sowohl in der nördlichen wie südlichen Hemisphäre. Mit diesen Teleskopen wird SDSS nun erstmals in der Lage sein den gesamten Himmel zu beobachten.

 

Basierend auf der englischen Pressemitteilung des SDSS-Projekts

Mehr Bilder und Videos auf der SDSS Webseite.

 

Wissenschaftlicher Kontakt am AIP: Prof. Dr. Matthias Steinmetz, msteinmetz@aip.de, +49 331 7499 381

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Verleihung des Wempe-Preises an Brent Tully

Prof. R. Brent Tully (Institute for Astronomy Honolulu, Hawaii)

Verleihung des Wempe-Preises an Brent Tully

30. Juni 2014. Heute erhält Prof. R. Brent Tully vom Institute for Astronomy Honolulu, Hawaii den Wempe-Preis in Anerkennung seiner wegweisenden Forschung über die Struktur von Galaxien und die g...

In Kanada geboren, erhielt Tully seinen Doktorgrad an der University of Maryland. Er forschte im Anschluss an verschiedenen Universitäten in Europa und in den USA bis er einen Ruf an das Institute for Astronomy Honolulu, Hawaii erhielt. Tully ist in der Astronomischen Scientific Community bereits seit 1977 wohlbekannt, als er gemeinsam mit seinem Kollegen Richard Fisher die berühmte Tully-Fisher Regel entwickelte. Diese Formel beschreibt, wie die Rotationsgeschwindigkeit von Spiralgalaxien mit deren Leuchtkraft zusammenhängt.

Tully's Expertise ist eng mit den Forschungsinhalten und -zielen des CLUES-Projektes am AIP verknüpft. Mit diesem Projekt  stellt ein internationales Team von Astrophysikern Simulationen des lokalen Universums für das Studium der Galaxienbildung bereit.

 

 

Ablauf Preisverleihung

15:30 Uhr. Begrüßung und Laudatio: Dr. Claudia Herok, Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg / Prof. Dr. Matthias Steinmetz, Wissenschaftlicher Vorstand des AIP

* Preisübergabe*

16:45 Uhr. Festvortrag von Prof. Dr. Reinhard Genzel, Direktor am Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching: "The evolution of massive star forming disks at the peak of the galaxy formation epoch"

 

Zum Wempe-Preis

Der Johann-Wempe-Preis wird seit dem Jahr 2000 zu Ehren des letzten Direktors des Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, Prof. Dr. Johann Wempe (1906 - 1980), vergeben. Der Preis wird aus Mitteln finanziert, die Wempe privat hinterlassen hat und besteht in einer Einladung zu einem mehrmonatigen Gastaufenthalt am AIP mit einer angemessenen finanziellen Ausstattung. Er kann sowohl an jüngere Wissenschaftler, die bereits mit bemerkenswerten Leistungen hervorgetreten sind, als auch an ältere Wissenschaftler in Würdigung ihrer gesamten wissenschaftlichen Leistung verliehen werden.

 

Wissenschaftlicher Kontakt: Prof. Dr. Matthias Steinmetz, +49 331 7499 381, msteinmetz@aip.de

Pressekontakt: Dr. Gabriele Schönherr, +49 331 7499 383, presse@aip.de


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CosmoSim-Datenbank für kosmologische Simulationen online

Die Website des CosmoSim-Datenbank.

CosmoSim-Datenbank für kosmologische Simulationen online

23. Juni 2014. Die CosmoSim-Datenbank (www.cosmosim.org) ist nach einer intensiven Testphase nun allen Interessierten online zugänglich. Als Nachfolger der MultiDark-Datenbank (www.multidark.org),...

CosmoSim erlaubt den Zugriff auf sechs kosmologische Simulationen - inklusive einer hochaufgelösten Simulation von ausgewählten Regionen, die hydrodynamische Prozesse und Sternentwicklung einbezieht. Alle Simulationen sind unter Mitarbeit des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) in verschiedenen internationalen Projekten entstanden.

Üblicherweise sind die Resultate kosmologischer Simulationen in Hochleistungsrechenzentren mit restriktiven Zugriffsmöglichkeiten hinterlegt und aufgrund ihrer Größe nicht komplett abrufbar. Mit CosmoSim können Wissenschaftler aus aller Welt die Daten jetzt abrufen, sie direkt auf dem Server filtern oder kombinieren und sie für ihre eigene Forschung nutzen.

Die verfügbaren Datenprodukte enthalten Kataloge mit Halos aus dunkler Materie, deren inneren Eigenschaften, Verschmelzungsprozessen, Informationen zum kosmischen Netz und für ausgewählte Zeitschritte sogar die Rohdaten zur Verteilung der Simulationsteilchen, die tiefergehende Untersuchungen der Dunkle-Materie-Halos und ihrer Umgebung erlauben. Alle Simulationen und Datenbanktabellen werden mittels eines modernen Webinterface zur Verfügung gestellt. Eine umfangreiche Dokumentation mit Hintergrundinformationen zu Datenbankstrukturen sowie Bilder und Filme der Simulationen komplettieren das Angebot.

Die immer bessere Auflösung kosmologischer Simulationen führte zu ansteigenden Datenmengen, so dass die einzelnen Tabellen den Terabyte-Bereich erreichen. Durch die Erforschung neuer Datenbanktechnologien ist es gelungen, Rohdaten von Simulationen mit fast 60 Milliarden Simulationsteilchen direkt in der CosmoSim-Datenbank zur Analyse anzubieten.

Die neue Datenbanktechnologie beruht auf der Spider-Engine für MariaDB/MySQL und erlaubt es, die Daten über mehrere Serverknoten zu verteilen. Einige weitere Softwarekomponenten waren nötig und wurden vom E-Science-Team des AIP entwickelt, insbesondere um die Behandlung paralleler Abfragen transparenter zu gestalten. Des Weiteren wurde eine Job-Queue als direktes Plugin für MariaDB/MySQL entwickelt, so dass sogar Abfragen mit langer Laufzeit möglich sind.

CosmoSim benutzt das moderne Webframework Daiquiri, welches im Laufe der letzten Jahre in der E-Science-Gruppe entwickelt wurde. Es bietet direkten Datenzugriff über ein SQL-Formular und einen Datenbank-Browser sowie die Validierung der SQL-Syntax bevor die Abfrage zu den  Datenbankservern geschickt wird. Darüber hinaus verfügt Daiquiri über eine Schnittstelle zu Tools des virtuellen Observatoriums wie z.B. TopCat und macht so eine schnelle Überprüfung und Weiterverarbeitung der Abfrageergebnisse möglich.

CosmoSim basiert komplett auf Open-Source-Technologie. Die von der E-Science-Gruppe entwickelten Komponenten sind auf GitHub unter https://github.com/adrpar und https://github.com/jochenklar veröffentlicht.


Demo movie:                      
http://www.cosmosim.org/cms/documentation/demos-and-tutorials/first-steps-with-cosmosim

 

Das CosmoSim-Team:
- Kristin Riebe, kriebe@aip.de (Datenmanagement und Support)
- Jochen Klar, jklar@aip.de (Webinterface – serverseitig und Frontend)
- Harry Enke, henke@aip.de (Management)
- Stefan Gottloeber, sgottloeber@aip.de (Simulationsdaten)
- Adrian Partl, apartl@aip.de (Server- und Datenbankentwicklung)

 

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 einzigartiger Stern

The optical + X-ray image uses DSS. Credit: L. Oskinova (University Potsdam), ESA and STScI Digitized Sky Survey. DSS

Ein einzigartiger Stern

3. Juni 2014. Potsdamer Astronomen haben, gemeinsam mit Kollegen aus Belgien und den USA, mit dem ESA-Satelliten XMM-Newton Röntgenpulse eines einzigartigen Sternes entdeckt. Mit verblüffender Re...

Solche Pulsationen sind nie zuvor bei einem normalen Stern beobachtet worden. Die Wissenschaftler sind nun auf der Suche nach einer möglichen physikalischen Erklärung für seine Eigenschaften. Ihre Beobachtungen wurden jetzt in Nature Communications publiziert. Der besagte Stern Xi1 zog bereits in der Vergangenheit die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich. So entdeckte Swetlana Hubrig vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), dass der Stern ein außergewöhnlich starkes Magnetfeld besitzt, 5000 Mal stärker als das Magnetfeld der Sonne. Er ist etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt und kann dennoch mit bloßem Auge ausgemacht werden. Grund dafür ist seine große Helligkeit - verglichen mit unserer Sonne ist Xi1 an seiner Oberfläche fünf mal heißer, während er etwa die fünfzehnfache Masse besitzt.

Nicht nur im optischen Licht, auch im Röntgenbereich scheint Xi1 hell auf. Lidia Oskinova von der Universität Potsdam (UP) hat die Beobachtungskampagne mit dem Röntgenteleskop XMM-Newton geleitet. Die Temperatur des Sterns reicht nicht aus, um im Röntgenbereich zu strahlen. Daher glauben die Forscher, dass die Röntgenstrahlung durch Schockwellen im Magnetfeld des Sterns entsteht. Das Zusammenspiel dieses Magnetfelds mit dem sogenannten Sternwind zu verstehen ist das Spezialgebiet von Oskinovas Kollegen Helge Todt und Wolf-Rainer Hamann (UP), beide Koautoren der nun veröffentlichten Studie.

Einzig Neutronensterne und Weiße Zwerge waren bisher dafür bekannt, Röntgenpulse auszusenden. Die Mechanismen, die in solchen Objekten aus superdichter Materie wirken, sind allerdings nicht auf Xi1 übertragbar, der nur aus Materie normaler Dichte besteht. Die Forscher hofften daher, einen Hinweis auf den Ursprung der beobachteten Pulsationen aus der Tatsache ziehen zu können, dass der Stern auch im optischen Licht pulsiert. Diese optische Veränderlichkeit ist seit etwa einem Jahrhundert bekannt; ihre etwa fünfstündige Periode ist seitdem sekundengenau stabil.

Das Potsdamer Team hat die optischen Daten mit den neuen Röntgenbeobachtungen abgeglichen und tatsächlich eine Übereinstimmung gefunden. Damit können die Astronomen zeigen, dass die Prozesse im Sternwind und im Sterninneren viel enger miteinander verbunden sind als bislang angenommen. Von der bestehenden und zukünftigen Zusammenarbeit des AIP und der UP in Beobachtungskampagnen und zur Entwicklung spezieller Modelle für Sternwinde und Magnetosphären erhoffen sich die Forscher so auch die endgültige Lösung des Rätsels um den neu entdeckten stellaren Röntgenpulsar.

 

Link zur Nature Communications Publikation

Pressemitteilung der ESA

++ Eine gemeinsame Meldung der Universität Potsdam und des AIP. ++

 

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Swetlana Hubrig (AIP), shubrig[at]aip.de, 0331-7499-225

Dr. Lidia Oskinova (UP), lida[at]astro.physik.uni-potsdam.de, 0331-977-5910

Pressekontakt:
Dr. Gabriele Schönherr (AIP), presse[at]aip.de, 0331-7499-383

Dr. Barbara Eckardt (UP), presse[at]uni-potsdam.de, 0331-977-2964

 

Animiertes Bild (bitte klicken)

Periodische Veränderung der Helligkeit im Röntgenlicht.
Credit: ESA/XMM-Newton/L. Oskinova (Universität Potsdam)

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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