Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weltraumteleskop Herschel: Erfolgreiches erstes Jahr für deutsche Forscher

06.05.2010
Ein Jahr nach dem Start des ESA-Weltraumteleskops Herschel ziehen deutsche Wissenschaftler eine positive Bilanz. Erste Beobachtungen mit dem derzeit größten Weltraumteleskop haben neue Erkenntnisse über die Entstehung von Sternen, über Staub in fernen Galaxien und über Moleküle im fernen Weltall geliefert. Herschel ist besonders gut für die Erforschung der kältesten Materie unseres Universums geeignet.

Es war ein Bilderbuchstart: Am 14. Mai 2009 trug eine Ariane-5-Rakete das ESA-Weltraumteleskop Herschel (und das Satellitenobservatorium Planck) in den Himmel über Französisch-Guyana. In Deutschland wurde der Herschel-Start mit besonders großer Spannung verfolgt: Deutsche Forscher zeichnen für eines der drei Beobachtungsinstrumente an Bord verantwortlich und sind an einem weiteren maßgeblich beteiligt.


Infrarot-Aufnahme der Sternentstehungsregion ISOSS J22164+6003 (Kombinationsbild: Fern-Infrarotaufnahme des Herschel-Weltraumteleskops; Nah-Infrarotaufnahme des Calar-Alto-Observatoriums).
Bild: ESA/MPIA/Dr. O. Krause

Neun der 42 großen Herschel-Beobachtungsprogramme werden von Forschern deutscher Institute geleitet [1]. Einen Monat später lieferte Herschel erste Aufnahmen – und begeisterte die Forscher: "Bereits das erste Bild einer Spiralgalaxie, das wir aufnehmen konnten, übertraf unser aller Erwartungen", sagt Dr. Albrecht Poglitsch vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, der die Entwicklung und den Bau des Herschel-Beobachtungsinstruments PACS leitete. Im Gegensatz zum Hubble-Weltraumteleskop, das sichtbares Licht und benachbarte Wellenlängen nachweist, beobachtet Herschel im Bereich der fernen Infrarotstrahlung. Damit sieht das Teleskop vor allem die Wärmestrahlung besonders kalter Materie, beispielsweise kalter Molekül- und Gaswolken.

Jetzt, ein Jahr nach dem Start, lässt sich eine Bilanz der ersten wissenschaftlichen Ergebnisse ziehen. Herschels neue Einblicke ins kalte Weltall sind besonders für diejenigen Forscher interessant, die sich mit der Entstehung neuer Sterne beschäftigen. So konnte Herschel die früheste bekannte Entwicklungsphase von Sternvorläufern beobachten: Materie in Gas- und Staubwolken, die unter dem eigenen Schwerkrafteinfluss zusammengefallen ist, sich dabei aber noch nicht nennenswert aufgeheizt hat. Dr. Oliver Krause (Max-Planck-Institut für Astronomie), der Leiter dieses Beobachtungsprogramms, sagt: „Mit Herschels leistungsfähigen Wärmekameras können wir tiefer in die verborgenen Geburtsstätten der Sterne hinein sehen als je zuvor.“ [2] Herschels Spektrometer HIFI wiederum lieferte neue Erkenntnisse zur Zusammensetzung der Molekülwolken, aus denen Sterne entstehen. So konnte das Instrument in solchen Wolken erstmals das Molekül Oxidaniumyl („Wasser, dem ein Elektron fehlt“) nachweisen, „Diese Molekülsorte ist noch nie zuvor außerhalb unseres Sonnensystems beobachtet worden“, erklärt Prof. Dr. Jürgen Stutzki von der Universität zu Köln, „und sie spielt eine zentrale Rolle in der Sauerstoffchemie in interstellaren Wolken.“ [3]

Auch außerhalb unserer Heimatgalaxie gibt es Neuigkeiten. Herschel-Beobachtungen zeigten, dass die schwache Infrarotstrahlung, die die Erde aus allen Himmelsrichtungen erreicht, zum größten Teil von einzelnen, rund 11 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxien stammt. Das erlaubt Einblicke in die Entwicklungsgeschichte dieser Galaxien [4]. Noch weiter hinaus geblickt hat Herschel bei Untersuchungen der entferntesten bekannten Galaxien, so genannten Quasaren, deren Licht rund 13 Milliarden Jahre lang zur Erde unterwegs war. In diesen Objekten konnte erstmals kalter Staub nachgewiesen werden. Das gibt den Auftakt zu systematischen Studien, aus denen die Forscher sich Erkenntnisse über die Sternentstehung im frühen Universum versprechen [5].

Prof. Dr. Thomas Henning vom Max-Planck-Institut für Astronomie resümiert: „Bereits im ersten Jahr hat uns Herschel faszinierende Einblicke ins kalte Weltall ermöglicht. Wir sind sehr gespannt auf die weiteren Beobachtungen!“

Endnoten

[1] Instrumente: PACS und HIFI, vgl. die Hintergrundinformationen. Angaben zu den großen Herschel-Beobachtungsprogrammen (“Observing Key Programs”) finden sich auf http://herschel.esac.esa.int/Key_Programmes.shtml

[2] Beobachtungsprogramm „EPOS“, Oliver Krause (Max-Planck-Institut für Astronomie) et al.

[3] Gemeinsames Ergebnis der Beobachtungsprogramme „WADI“, Volker Ossenkopf (Universität zu Köln) et al., „HEXOS“, Edwin Bergin (Universität Michigan, USA) et al., und „CHESS“, Cecilia Ceccarelli (Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble) et al.

[4] Beobachtungsprogramm „PEP“, Dieter Lutz (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) et al. Die betreffenden Galaxien haben Rotverschiebungen um z=3. Die erwähnte Infrarotstrahlung sollte nicht mit der „kosmischen Hintergrundstrahlung“ verwechselt werden.

[5] Beobachtungsprogramm „Staub im frühen Universum“, Klaus Meisenheimer (Max-Planck-Institut für Astronomie) et al. Die Quasare haben Rotverschiebungen um z=6.

Hintergrundinformationen

Die hier zusammengefassten Forschungsergebnisse werden im Rahmen der ESA-Konferenz „Herschel First Results Symposium“ vorgestellt, zu der sich vom 4. bis 7. Mai 2010 rund 400 Forscher in Nordwijk in den Niederlanden zusammen gefunden haben. Die zugehörigen Fachartikel sind zur Veröffentlichung im Herschel-Sonderband der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics akzeptiert.

Herschel ist ein Eckstein-Programm der Europäischen Weltraum-Agentur ESA. Das Satellitenteleskop wurde am 14. Mai 2009 gestartet. Die Dauer der Mission wird mindestens dreieinhalb Jahre betragen. Herschel ist an einem sogenannten „Lagrangepunkt“ stationiert, 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Von dort aus gesehen stehen Erde und Sonne – Störquellen, deren starke Infrarotstrahlung Herschel meiden muss – immer beide in derselben Richtung; das Weltraumteleskop „dreht ihnen den Rücken zu“ und beobachtet in die entgegengesetzte Richtung. (Zum Vergleich: Das Weltraumteleskop Hubble fliegt nur knapp außerhalb der Erdatmosphäre in 575 Kilometern Höhe.)

Herschel wurde von einem Konsortium unter der Leitung von Thales Alenia Space gebaut. Für das Nutzlastmodul zeichnete die deutsche Firma Astrium (Friedrichshafen) verantwortlich. Mit 3,5 Metern Spiegeldurchmesser ist Herschel das derzeit größte Teleskop im All (zum Vergleich: das Weltraumteleskop Hubble hat einen Spiegeldurchmesser von 2,4 Metern). Das Teleskop wird vom European Mission Operations Centre (ESOC) in Darmstadt aus gesteuert. Neun der 42 großen Beobachtungsprogramme, die Herschel durchführt, werden von Forschern deutscher Institute geleitet.

Die drei Beobachtungsinstrumente des Teleskops sind in internationaler Partnerschaft entstanden:

PACS („Photodetector Array Camera & Spectrometer“), eine Kombination aus astronomischer Kamera und Spektrograf, misst bei Wellenlängen zwischen 57 und 210 μm. Das Gerät wurde von einem Konsortium unter Leitung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching entwickelt und gebaut. Wichtige Beiträge kamen vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

HIFI ("Heterodyne Instrument for the Far-Infrared"), das leistungsfähigste je für Beobachtungen im fernen Infrarotbereich entwickelte hochauflösende Spektrometer, entstand unter der Leitung des niederländischen Institute for Space Research. HIFI nimmt Messungen im Frequenzbereich zwischen 500 und 1900 GHz vor. Wesentliche Beiträge von deutscher Seite leisteten das I. Physikalische Institut der Universität zu Köln, das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Lindau. Prof. Jürgen Stutzki (Universität zu Köln) koordiniert als Co-PI bei HIFI die deutschen Instrumentenbeiträge.

SPIRE („Spectral and Photometric Imaging Receiver“) kann Himmelsaufnahmen in Wellenlängenbändern um 250, 350 und 500 μm erstellen und Spektren im Bereich zwischen 200 und 670 μm aufnehmen. Die Kamera-Spektroskop-Kombination wurde von einem Konsortium unter Leitung der Universität Cardiff gebaut.

Die an der Entwicklung der Instrumente beteiligten astronomischen Institute erhalten im Gegenzug Beobachtungszeit, die sie z.B. für systematische Beobachtungsprogramme nutzen.

Dr. Markus Pössel | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpia.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten