Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Jenseits der Erde

03.07.2012
Einer Gruppe von Wissenschaftlern am Bonner MPIfR und dem Astro Space Center in Moskau ist es zum ersten Mal gelungen, mit Hilfe des Software-Korrelationsrechners DiFX interferometrische Signale oder "fringes" zwischen dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und dem weltraumgebundenen Satelliten-Radioteleskop Spektr-R des RadioAstron-Projekts zu erhalten.
Damit wurden Beobachtungen bei der höchsten überhaupt möglichen Winkelauflösung in der Astronomie durchgeführt, gleichzeitig mit zwei Radioteleskopen in einem Abstand von mehr als 300000 Kilometern. Die beiden Teleskope waren auf BL Lacertae gerichtet, den Kern einer aktiven Galaxie in ca. 900 Millionen Lichtjahren Entfernung.

RadioAstron ist ein internationales Projekt zur Durchführung von VLBI ("Very Long Baseline-Interferometrie") im Weltraum. Es wird vom russischen "Astro Space Center" (ASC) in Moskau geleitet; die Beobachtungen erfolgen über ein 10-m-Satelliten-Radioteleskop an Bord des russischen Satelliten Spektr-R. Der Satellit wurde im Juli 2011 gestartet und umkreist die Erde auf einer elliptischen Umlaufbahn mit einem maximalen Abstand von 350000 Kilometern. Das Projekt kombiniert die Satellitendaten mit Beobachtungen von erdgebundenen Radioteleskopen und erreicht damit extrem hohe Winkelauflösungen - sie entsprechen tatsächlich denen eines Einzelteleskops von der Größe des Abstands zwischen Erde und Mond! RadioAstron wird es ermöglichen, eine Reihe von aufregenden wissenschaftlichen Projekten anzugehen. Dazu gehören die Teilchenbeschleunigung in der Umgebung von extrem massereichen Schwarzen Löchern in den Zentren von aktiven Galaxien, aber auch Neutronensterne und Pulsare, Dunkle Materie und Dunkle Energie.

Die interferometrische Beobachtungstechnik in der Radioastronomie, die im RadioAstron-Projekt zum Tragen kommt, basiert auf jeweils zwei Radioteleskopen, die gleichzeitig die Radiosignale einer bestimmten Quelle am Himmel aufzeichnen. Die Signale werden dann in einem Prozess, den man "Korrelation" nennt, elektronisch miteinander verglichen. Der Vorgang entspricht dem Doppelspalt-Experiment im Physik-Praktikum, wobei eine Reihe von sinusförmigen Helligkeitsänderungen als Funktion der Richtung auftreten. Diese Signale werden in der Radioastronomie als "fringes" bezeichnet. Je größer der Abstand zwischen den beiden Teleskopen ist, desto genauer kann man die Position der Quelle am Himmel aus den Messungen ableiten.

Da durch die Trägerrakete Größe und Gewicht eines Satelliten eingeschränkt sind, musste der Durchmesser des Teleskopspiegels im RadioAstron-Projekt auf 10 m begrenzt werden. Das Teleskop ist durch die vergleichweise geringe Größe nicht sehr empfindlich für die Aufnahme von sehr schwachen Radiosignalen. Dadurch wird die Zusammenarbeit mit dem MPIfR in Bonn extrem wichtig. Das Bonner Institut betreibt das 100-m-Radioteleskop bei Bad Münstereifel-Effelsberg, das als sehr großes und empfindliches Radioteleskop einen begehrter Partner für diese Art von Interferometrie-Experimenten darstellt.

Erste interferometrische Signale oder "fringes" im Rahmen des RadioAstron-Projekts konnten bereits Ende 2011 aufgezeichnet werden, aus Beobachtungen ebenfalls zusammen mit dem 100-m-Radioteleskop, die am Korrelator des "Astro Space Center" in Moskau ausgewertet wurden. Die hier beschriebenen Beobachtungen sind auf BL Lac gerichtet, den Kern einer aktiven Galaxie im Sternbild Lacerta (Eidechse) in einer Entfernung von ca. 900 Millionen Lichtjahren. Mit starker Variabilität und deutlicher Polarisation in optischen Wellenlängen stellt BL Lac den Prototyp für eine ganze Klasse von Galaxien mit aktiven Galaxienkernen ("Active Galactic Nuclei", AGN) dar.

Die Abbildung zeigt ein Bild der ersten Detektion von BL Lac in interferometrischen Beobachtungen mit dem 100-m-Radioteleskop und dem Satellitenteleskop von RadioAstron, die mit dem neuen Korrelatorsystem am MPIfR in Bonn ausgewertet wurden. Die unterschiedlichen Farben zeigen die Intensität des gemessenen interferometrischen Signals.

"Ein wichtiger neuer Aspekt dieser Analyse liegt darin, dass wir die Daten nicht wie bisher mit einem Hardware-Korrelator auswerten, sondern mit dem DiFX-Software-Korrelator, der auf den VLBI-Computerstationen in unserem Institut in Bonn zum Einsatz kommt", sagt Anton Zensus, Direktor am MPIfR. "Unsere Wissenschaftler in Bonn haben in Zusammenarbeit mit den Experten von RadioAstron den Programmcode des DiFX-Softwarekorrelators so umgeschrieben, dass er auch für die Auswertung von interferometrischen Satellitenbeobachtungen, also Weltraum-VLBI, eingesetzt werden kann." Normalerweise sind VLBI-Beobachtungen auf erdgebundene Radioteleskope beschränkt. Die Software musste nun so umgeschrieben werden, dass das Programm die Bewegungen des Satelliten im Orbit miteinbezieht und ausserdem den unterschiedlichen Ablauf der Zeit auf der Erde und im Weltraum berücksichtigt. Das sind winzige Unterschiede auf der Basis von Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie, die aber entscheidend für die Entdeckung von interferometrischen Signalen zwischen beiden Teleskopen sind. Der DiFX-Korrelator ist ein offenes Software-Projekt, an dem eine Reihe von Radioastronomen und Geodäten aus unterschiedlichen Ländern beteiligt sind. Sie kommen aus Australien, wo dieses Projekt ursprünglich entwickelt wurde, aus Europa und aus den Vereinigten Staaten. Damit wird es nun möglich, das RadioAstron-Projekt mit einer Reihe von erdgebundenen Radioteleskopen zu verbinden und weltweit mit radioastronomischen Instituten zusammenzuarbeiten.

Ein weiterer großer Vorteil der Verarbeitung von RadioAstron-Daten mit dem DiFX-Korrelator liegt darin, dass die normalerweise zum Einsatz kommenden Programme zur Analyse interferometrischer Daten das Datenformat von DiFX erkennen und damit eine unmittelbare Weiterverarbeitung der Daten im jeweils bevorzugten Software-Paket der Wissenschaftler möglich wird.

"Das ist eine aufregende neue Entwicklung für die RadioAstron-Mission, damit wird die erfolgreiche Weiterverarbeitung und Analyse der Daten im astronomischen und physikalischen Sinne möglich", sagt James Anderson vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie. "Wir können jetzt anfangen, Radiobilder unserer Forschungsobjekte bei Auflösungen im Mikrobogensekundenbereich zu erstellen, und das ist etwas, wozu wir bisher noch nicht in der Lage waren."

Dr. Andrei Lobanov,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie.
Fon: +49(0)228-525-191
E-mail: alobanov@mpifr-bonn.mpg.de

Dr. James Anderson,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie.
Fon: +49(0)228-525-356
E-mail: anderson@mpifr-bonn.mpg.de

Prof. Dr. Anton Zensus,
Direktor und Leiter der Forschungsgruppe "Radioastronomie / VLBI",
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49(0)228-525-378
E-mail: azensus@mpifr-bonn.mpg.de

Norbert Junkes | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpifr-bonn.mpg.de/public/pr/pr-radioastron2012-dt.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Sterngeburt in den Winden supermassereicher Schwarzer Löcher
28.03.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Das anwachsende Ende der Ordnung
27.03.2017 | Universität Konstanz

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: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit