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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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MUSE wirft detailliertesten Blick auf Galaxienfeld

Das Farbbild zeigt das Hubble Ultra Deep Field, aufgenommen mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO. (Vollständige Bildunterschrift im Text.) Herkunftsnachweis: ESO/MUSE HUDF collaboration

MUSE wirft detailliertesten Blick auf Galaxienfeld

29. November 2017. Astronominnen und Astronomen haben mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile das Hubble Ultra Deep Field in den Blick genommen und die Entfernungen sowie E...

„Die MUSE-Daten haben zum ersten Mal eine systematische Untersuchung der Bewegung von Sternen in Galaxien im frühen Universum ermöglicht“, erklärt Davor Krajnović vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), einer der Autoren der wissenschaftlichen Publikationen, die die Ergebnisse dieser Studie präsentieren. „Unsere Resultate zeigen, dass reguläre Sternbewegungen, die für die Sternentstehungsgalaxien im heutigen Universum typisch sind, bereits vor etwa 6 Milliarden Jahren etabliert waren.“

Das MUSE-Team beobachtete das Hubble Ultra Deep Field (HUDF), eine sehr gut erforschte Himmelsregion im südlichen Sternbild Chemischer Ofen (lat. Fornax). Die Forscherinnen und Forscher sammelten präzise spektroskopische Informationen von 1.600 Galaxien. Das sind zehnmal so viele Galaxien wie in den vergangenen zehn Jahren mit bodengebundenen Teleskopen in diesem Feld untersucht wurden. Die originalen HUDF-Bilder, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA aufgenommen wurden, waren zum Zeitpunkt ihrer Veröffentlichung in 2004 bahnbrechend in dem Bereich der tiefen Himmelsaufnahmen. Trotz der Tiefe der Hubble-Beobachtungen hat MUSE nun – abgesehen von vielen weiteren Ergebnissen – 72 Galaxien zu Tage gebracht, die nie zuvor in diesem kleinen Bereich des Himmels beobachtet wurden. Die MUSE-Daten liefern einen neuen Blick auf dunkle, sehr weit entfernte Galaxien, die wir zu einem Zeitpunkt sehen, als das Universum vor gut 13 Milliarden Jahren gerade erst entstanden war. Das Instrument hat in dem bereits gut untersuchten Gebiet Galaxien entdeckt, die 100 Mal lichtschwächer sind als jene in früheren Untersuchungen, was unser Verständnis über Galaxien jeden Alters verbessern wird.

„Mit MUSE haben wir viele sehr lichtschwache und kleine Galaxien entdeckt – sogar mehr, als wir erwartet hatten“, sagt Lutz Wisotzki, Projektwissenschaftler für MUSE am AIP. „Die kombinierte ultraviolette Strahlung von diesen leuchtschwachen Galaxien hat das Universums, wie wir es kennen, entscheidend geprägt.“

Die Untersuchungen brachten 72 Galaxien zutage, die man als Lyman-alpha-Emitter bezeichnet, da sie nur im Lyman-alpha-Licht, der hellsten Linie von Wasserstoffgas, leuchten. Diese Objekte konnten nur entdeckt werden, weil MUSE das Licht nach Farben bzw. Wellenlängen auflöst. Auf tiefen Direktaufnahmen wie von Hubble bleiben sie jedoch unsichtbar. Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Untersuchungen war der systematische Nachweis von leuchtenden Wasserstoffhalos um Galaxien im frühen Universum, was Astronomen eine neue und vielversprechende Möglichkeit bietet, zu untersuchen, wie Materie in frühe Galaxien hinein- und herausströmt.

In den Fachartikeln werden auch andere Aspekte dieses einzigartigen Datensatzes diskutiert, einschließlich der Erforschung der Rolle lichtschwacher Galaxien während der kosmischen Reionisation, die nur 380.000 Jahre nach dem Urknall stattfand, der Galaxienverschmelzungsrate im jungen Universum, galaktische Winde, Sternentstehung sowie die Kartierung der Bewegung von Sternen im frühen Universum.

MUSE ist ein Integralfeld-Spektrograf, der am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) im Einsatz ist. Die Universität Lyon (CRAL, CNRS) in Frankreich und die ESO haben die Leitung des Projektes inne. MUSE deckt den sichtbaren bis nahen infraroten Bereich ab und kann gleichzeitig Tausende von Spektren von ganzen Himmelsregionen aufnehmen sowie aus diesen Daten Bilder rekonstruieren. MUSE ist eines der erfolgreichsten und gefragtesten Instrumente am VLT. Die MUSE-Kollaboration nutzt ihre garantierte Beobachtungszeit (Englisch: Guaranteed Time Observing, GTO). AIP-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter in dem MUSE-GTO-Team sind Andreas Kelz, Josephine Kerutt, Davor Krajnović, Martin Roth, Rikke Saust, Kasper Schmidt, Ole Streicher, Matthias Steinmetz, Tanya Urrutia, Peter Weilbacher und Lutz Wisotzki.

„Mehrere Personen am AIP waren an den jetzt veröffentlichten Studien beteiligt“, so Davor Krajnović. „Die spektroskopische Durchmusterung war einer der Hauptgründe dafür, MUSE zu bauen. Der Beitrag des AIP war entscheidend, vom Bau des Instruments über die Entwicklung der Datenreduktions-Software bis hin zur wissenschaftlichen Auswertung und Publikationen.“

 

MUSE-HUDF-Sonderausgabe in A&A:
www.aanda.org/component/toc/?task=topic&id=868

More information about MUSE:
http://www.aip.de/en/research/research-area-drt/research-groups-and-projects-1/3d-spectroscopy/muse/development-of-the-muse-integral-field-spectrograph?set_language=en

Pressemitteilung, Bilder und Videos der ESO:
https://www.eso.org/public/germany/news/eso1738/


Wissenschaftliche Kontakte:

Dr. Davor Krajnovic, 0331-7499 237, dkrajnovic@aip.de
Dr. Lutz Wisotzki, 0331-7499 532, lwisotzki@aip.de

Pressekontakt: Katrin Albaum, 0331-7499 803, presse@aip.de

Bildunterschrift: Das Farbbild zeigt das Hubble Ultra Deep Field, aufgenommen mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Die Aufnahme gibt jedoch nur einen kleinen Einblick in den Reichtum der MUSE-Daten, die auch für jedes Pixel im Bild ein Spektrum zur Verfügung stellen.
Herkunftsnachweis: ESO/MUSE HUDF collaboration


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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Licht im Dunkeln: Galaxien erhellen MultiDark Universum

Visualisierung der Modellgalaxien. Bild: Kristin Riebe/AIP

Licht im Dunkeln: Galaxien erhellen MultiDark Universum

20. November 2017. Ein internationales Team mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) hat einen der größte Datensätze von Galaxien in ein...

Das Universum ist angefüllt mit einer Vielzahl an Galaxien, die selbst Ansammlungen von Milliarden von Sternen sind. Die Kosmologie versucht zu klären, wie solche „Inseln im Universum“ entstehen und verteilt sind. Erdgebundene Observatorien sowie Weltraumteleskope ermöglichen es, in bislang unerreichte Entfernungen zu schauen – und damit auch Milliarden von Jahren zurück in die frühe Entwicklungsphase des Universums. Mithilfe von theoretischen Modellen interpretieren Astronominnen und Astronomen diese Daten. Dazu erstellen sie Simulationen von Modelluniversen und -galaxien und überprüfen somit ihre Theorien. Diese virtuellen Universen erfordern aufwändige Computer-Simulationen, die numerisch sehr anspruchsvoll sind und dennoch nicht an die schiere Vielzahl und Detailliertheit der beobachteten Galaxien heranreichen können.

 

Jetzt hat ein internationales Team von Experten aus Südamerika, den USA, Europa und Australien, unter Leitung von Prof. Dr. Alexander Knebe von der Autonomen Universität Madrid und Prof. Dr. Francisco Prada vom Astrophysikalischen Institut Andalusiens (IAA-CSIC), auf Basis einer Simulation die „MultiDark-Galaxien“ erzeugt, die derzeit eine der größten publizierten Datensammlungen zu einem virtuellen Universum ist. Die Forscherinnen und Forscher stellen der wissenschaftlichen Gemeinschaft Galaxienkataloge zur Verfügung, die auf verschiedenen Modellen basieren. Diese enthalten jeweils alle relevanten physikalischen Prozesse der Galaxienbildung und stimmen mit spezifischen Beobachtungen überein.

 

Alle Galaxiendaten sowie auch Daten zur Simulation selbst sind über die CosmoSim-Datenbank auf www.cosmosim.org des AIP publiziert und zugänglich. Ein Teil der Daten ist zudem auf der Seite www.skiesanduniverses.org erhältlich, die von der New Mexico State University, USA, und dem IAA-CSIC, Spanien, betrieben wird. Mehr als 100 Millionen virtuelle Galaxien sind pro Modell verfügbar – dies entspricht einem kosmologischen Volumen, das mit dem Umfang vergleichbar ist, den derzeitige und künftige Beobachtungsinstrumente erforschen. Hierdurch haben Astronominnen und Astronomen eine neue Möglichkeit, ihre Beobachtungen mit theoretischen Modellen zu vergleichen, und auch Vorhersagen für neue Beobachtungen zu erarbeiten. Mehr hierzu in dem begleitenden Artikel in MNRAS, verfügbar unter arXiv: 1710.08150

 

Visualisierung der Modellgalaxien. Das linke Bild zeigt einen Ausschnitt der gesamten Simulation mit einer Kantenlänge von 4,8 Milliarden Lichtjahre und einer Dicke von nur 4,7 Millionen Lichtjahre. Jede Galaxie in diesem Bereich ist durch einen gelben Punkt dargestellt; der Hintergrund gibt die Dunkle-Materie-Dichte wider. Im rechten Bild ist ein kleiner Ausschnitt vergrößert dargestellt. Hier sind die Dunkle-Materie-Halos, in die die Galaxien eingebettet sind, als Kreise dargestellt, wobei ihr Farbwert die projizierte Dichte angibt und ihre Größen mit der jeweiligen Masse skalieren. Credit: Kristin Riebe/AIP

 

Pressemitteilung der Universidad Autónoma Madrid: https://www.uam.es/

Mehr Informationen zu MultiDark: http://www.multidark.es

Mehr Information zur CosmoSim Datenbank: https://www.cosmosim.org/

 

Wissenschaftlicher Kontakt:
Noam Libeskind, +49 331-7499 641, nlibeskind@aip.de

 

Pressekontakt:
Katrin Albaum, +49 331-7499 803, presse@aip.de

 

Datenbankkontakt:
Kristin Riebe, +49 331-7499 377, kriebe@aip.de

Anastasia Galkin, +49 331-7499 685, agalkin@aip.de
Harry Enke, +49 331-7499 433, henke@aip.de

 

Die CosmoSim Datenbank ist ein Service des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP). Sie enthält veröffentlichte Daten kosmologischer Simulationen mit verschiedenen Volumen und Auflösungen. Auf die Daten kann über ein Webinterface oder mit Werkzeugen des Virtuellen Observatoriums zugegriffen werden.

 

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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Himmelsdurchmusterung der nächsten Generation

Eine künstlerische Darstellung der Teile des Universums, die SDSS-V untersuchen wird. (Vollständige Bildunterschrift siehe Text.) Bild: Robin Dienel/Carnegie Institution für Science/SDSS

Himmelsdurchmusterung der nächsten Generation

17. November 2017. Die Alfred P. Sloan Foundation vergibt 16 Millionen US-Dollar für den Sloan Digital Sky Survey (SDSS-V), der damit in seine fünfte Runde geht. Die Förderung soll ab 2020 eine ...

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) ist ein assoziiertes Mitglied des SDSS mit Nutzungsrechten für Forscherinnen und Forscher sowie Doktorandinnen und Doktoranden. „Das AIP beteiligt sich vor allem an der APOGEE-Studie, die das vom AIP geleitete Projekt RAVE ergänzt“, sagt Prof. Dr. Matthias Steinmetz, der leitende Wissenschaftler des AIP in der SDSS-Kollaboration. “Die  Beobachtungen ermöglichen uns detaillierte Untersuchungen der Milchstraße und so neue Erkenntnisse über die Struktur und die Entstehung unserer Heimatgalaxie zu gewinnen.”

 

Ebenso wie vorangehende Sloan-Himmelsdurchmusterungen will SDSS-V innerhalb des Projekts gewonnene Daten öffentlich zugänglich machen – in einem Format, das für eine breite Personengruppe hilfreich ist, vom Studierenden bis zu Nachwuchswissenschaftlern und langjährigen Astrophysikern.

 

Die Studie wird von zwei Standorten aus betrieben: Das Apache Point Observatory in New Mexico, USA, beherbergt das vom Survey ursprünglich eingesetzte 2,5-Meter-Teleskop. Zudem nutzen die Forschenden das Carnegie’s-du-Pont-Teleskop im Las Campanas Observatory in Chile. Dank optischer und infraroter Spektroskopie wird SDSS-V nicht nur in zwei Hemisphären, sondern auch in zwei Wellenlängenbereichen des Lichts beobachten.

 

Die neue Generation des Sloan Digital Sky Survey wird den zweiten APOGEE-Spektrografen nutzen, der kürzlich am du-Pont-Teleskop installiert worden ist. Dieser und auch sein Zwilling am Apache Point Observatory durchdringen den Staub in unserer Galaxie und erlauben so hochaufgelöste Spektren für Hunderte von Sternen im infraroten Wellenlängenbereichen. Im optischen Wellenlängenbereich können die BOSS-Zwillingsspektrografen gleichzeitig Spektren für 500 Sterne und Quasare gewinnen. Darüber hinaus soll ein neues Paar von Integralfeldspektrografen jeweils bis zu 2.000 Spektren von Himmelsobjekten aufnehmen.

 

SDSS-V wird sich aus drei Projekten zusammensetzen, die jeweils verschiedene Bestandteile des Universums kartieren: Der Milchstraßen-Kartograf (Milky Way Mapper), der Schwarzes-Loch-Kartograf (Black Hole Mapper) und der Lokale-Nachbarschaft-Kartograf (Local Volume Mapper). Das erste Projekt befasst sich mit der Entstehung der Michstraße und ihren Sternen und Planeten. Das Zweite untersucht die Entstehung, das Wachstum und die Größe von supermassereichen Schwarzen Löchern, die in den Zentren von Galaxien lauern. Das letzte der drei Teilprojekte wird die erste vollständige spektroskopische Kartierung unserer Nachbargalaxien erstellen. „Diese Projekte ergänzen die Erkenntnisse, die wir mit dem ebenfalls geplanten 4MOST-Survey gewinnen werden, bei dem das AIP federführend ist“, fügt Dr. Cristina Chiappini hinzu, die das AIP in der SDSS-Kollaboration repräsentiert.

 

Ein astrophysikalisches Forschungskonsortium für die beteiligten Institutionen der SDSS-Kollaboration leitet den Sloan Digital Sky Survey. Der SDSS-IV wird von der Alfred P. Sloan Foundation, dem U.S. Department of Energy Office of Science sowie von den beteiligten Institutionen gefördert. Die fünfte Generation des Projektes bildet derzeit ihr Konsortium und wird bereits von 18 Institutionen unterstützt, denen das AIP angehört.

 

Pressemitteilung des Sloan Digital Sky Surveys:
www.sdss.org/press-releases/sdss5

 

Die Webseite des SDSS:
www.sdss.org

 

Wissenschaftliche Kontakte:
Prof. Dr. Matthias Steinmetz, +49 331-7499 801, msteinmetz@aip.de
Dr. Cristina Chiappini, +49 331 7499-454, cristina.chiappini@aip.de

Pressekontakt:
Katrin Albaum, +49 331-7499 803, presse@aip.de

Bildunterschrift:
Eine künstlerische Darstellung der Teile des Universums, die SDSS-V untersuchen wird. Der Survey wird Millionen von Sternen studieren, um eine Karte der gesamten Milchstraße zu erstellen. In weiterer Ferne wird SDSS-V den bislang detailliertesten Blick auf die größten nahegelegenen Galaxien wie Andromeda und die Große Magellansche Wolke werfen. Darüber hinaus wird die Studie Quasare untersuchen – helle Lichtpunkte, die ihre Energie von Materie beziehen, die in gigantische Schwarze Löcher fällt. Bild: Robin Dienel/Carnegie Institution für Science/SDSS

 

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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