Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Effelsberg-Bonn HI Survey

15.12.2015

Bonner Astronomen haben einen wissenschaftlichen Meilenstein gesetzt. Mit einem der größten Radioteleskope, dem 100-m-Teleskop in Effelsberg, wurde der komplette Nordhimmel in der 21-cm-Spektrallinie des neutralen Wasserstoffs (HI) vermessen.

Das Projekt startete im Jahr 2008 und hat mit der Bereitstellung der ersten Daten des „Effelsberg-Bonn HI Survey“ (EBHIS) für die astronomische Forschung einen vorläufigen Höhepunkt erreicht. Die Daten stehen Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zur Verfügung. Zusätzlich zu den jetzt veröffentlichten Daten für die Milchstraße gibt EBHIS einzigartige Informationen über HI in anderen Galaxien bis zu einer Entfernung von etwa 750 Millionen Lichtjahren.


Karte des gesamten Nordhimmels im Licht des neutralen Wasserstoffs (HI), aufgenommen im Rahmen des „Effelsberg-Bonn HI Surveys“ (EBHIS).

EBHIS Project: AIfA/Jürgen Kerp & MPIfR/Benjamin Winkel.

Wasserstoff ist DAS chemische Element im Universum. Er setzt sich aus nur einem Proton und einem Elektron zusammen und ist damit das einfachste und auch das mit Abstand häufigste Element im Weltraum.

Man könnte sich unser Universum beinahe als beinahe reines Wasserstoffuniversum vorstellen, mit einer nur geringfügigen „Verschmutzung“ durch schwerere Elemente, darunter auch Kohlenstoff als wesentlichem Baustein allen Lebens auf unserer Erde.

Die 21cm-Linie ist eine sehr schwache aber nichtsdestotrotz charakteristische Emissionslinie des neutralen atomaren Wasserstoffs (oder HI). Damit können nicht nur schwächste Signale von weit entfernten Galaxien mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg aufgespürt werden, sondern auch die Bewegung dieser Galaxien relativ zur Erde genau bestimmt werden.

Um das EBHIS-Projekt am 100-m-Radioteleskop umzusetzen, wurde ein spezieller neuer Empfänger benötigt. Mit sieben Empfangselementen, die jeweils unabhängig voneinander den Himmel vermessen, war es möglich, die erforderliche Beobachtungszeit um beinahe eine Größenordnung zu reduzieren, von mehreren Jahrzehnten hinunter auf nur noch fünf Jahre.

Im Rahmen von EBHIS wurden spezielle Spektrometer entwickelt, sogenannte „Field Programmable Gate Arrays“ (FPGAs), mit denen Datenverarbeitung in Echtzeit sowie die Speicherung von ca. 100 Millionen individuellen HI-Spektren in der benötigten hohen Qualität möglich wurde. Diese HI-Spektren wurden mit Hilfe von Hochleistungsrechnern zusammengesetzt zu einer einzigartigen Karte des gesamten Nordhimmels mit unübertroffenem Detailreichtum bei der Darstellung des Gases der Milchstraße.

Für eine Reihe von Astronomiestudenten an der Universität Bonn wurde ein einzigartiger Zugang zu den EBHIS-Daten noch vor deren kompletter Veröffentlichung möglich. Im Jahr 2013 wurde ein Abkommen („memorandum of understanding“) zwischen den Bonner HI-Astronomen und der Europäischen Raumfahrtagentur ESA unterzeichnet. Dadurch erhielt die ESA exklusiven Zugang auf die HI-Daten für ihre Satellitenmission PLANCK und umgekehrt erhielten Bonner Studenten Zugang zu den Planck-Daten im Rahmen ihrer Promotionsprojekte. Seit 2008 wurden zwölf Bachelor-, neun Master- und fünf Promotionsprojekte im Rahmen der Forschung mit EBHIS erfolgreich abgeschlossen.

Das “Square Kilometer Array” (SKA), das weltweit größte Radioastronomieprojekt der Zukunft, mit Beobachtungsstationen sowohl in Australien wie auch im südlichen Afrika, wird direkt von den EBHIS-Daten profitieren. Bedingt durch die Konstruktion des SKA als aus einzelnen Elementen zusammengesetztes Radiointerferometer, ist es grundsätzlich unempfindlich für die schwache und ausgedehnte HI-Strahlung von der Milchstraße und benachbarten Galaxien. Da gerade diese Komponente der HI-Strahlung durch EBHIS sehr gut dargestellt wird, sind beide komplementär zueinander und nur die Kombination der Daten von EBHIS und dem SKA wird es ermöglichen, ein umfassendes Bild des interstellaren Wasserstoffgases zu liefern.

Der Effelsberg-Bonn HI Survey stellt eine reichhaltige Quelle für astronomische Forschung in naher und ferner Zukunft dar. Unabhängig von EBHIS sind keine weiteren Projekte zur Kartierung des gesamten Nordhimmels mit Radioteleskopen der 100-m-Klasse angesetzt. Damit setzen diese Daten einen Qualitätsstandard für die Erforschung des neutralen Wasserstoffgases in unserer Milchstraße für die nächsten Jahrzehnte.

Das EBHIS-Projekt basiert auf Beobachtungen mit dem 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) bei Bad Münstereifel-Effelsberg. Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über einen Zeitraum von sechs Jahren gefördert.

Originalveröffentlichung:

The Effelsberg–Bonn HI Survey: Milky Way gas. First Data Release, B. Winkel, J. Kerp, L. Flöer, P. M. W. Kalberla, N. Ben Bekhti, R. Keller, und D. Lenz, 2016, Astronomy & Astrophysics, A&A 585, A41. DOI: 10.1051/0004-6361/201527007

Kontakt:

Dr. Benjamin Winkel,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49 2257 301-167
E-mail: bwinkel@mpifr-bonn.mpg.de

Priv.-Doz. Dr. Jürgen Kerp,
Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn.
Fon: +49 228 73-3667
E-mail: jkerp@astro.uni-bonn.de

Dr. Norbert Junkes,
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie.
Fon: +49 228 525-399
E-mail: njunkes@mpifr-bonn.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.mpifr-bonn.mpg.de/pressemeldungen/2015/9 (Presseinformation)
http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/qcat?J/A+A/585/A41 (Datenarchiv bei CDS)

Norbert Junkes | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Harmonien in der Optoelektronik
21.07.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen
20.07.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten