SOFIA, das "Stratosphären - Observatorium für Infrarot- Astronomie", fliegt erstmals in der südlichen Hemisphäre: Ziel der dreiwöchigen Stationierung am Flughafen Christchurch in Neuseeland ist die Untersuchung von Himmelskörpern, die nahezu ausschließlich von Flugrouten südlich des Äquators zu beobachten sind. Beim ersten der insgesamt neun geplanten Wissenschaftsflügen nahmen deutsche und amerikanische Forscher in der Nacht vom 17. auf den 18. Juli 2013 (Ortszeit) die beiden Magellanschen Wolken - zwei Nachbargalaxien der Milchstraße - sowie die um das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis rotierende zirkumnukleare Gasscheibe ins Visier. SOFIAs Betrieb sowie die wissenschaftlichen Beobachtungen werden auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert.
Ein auf die Unterstützung des Infrarot-Teleskops spezialisiertes Team von DSI-Kollegen betreut
deshalb den ersten Einsatz von SOFIA auf der Südhalbkugel. Als Beobachtungsinstrument wird das von
Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn entwickelte Spektrometer
GREAT (German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies) eingesetzt. Es bleibt für die
gesamte Dauer der Kampagne für die spektroskopischen Messungen im fernen Infrarot an dem
2,7-Metern-Teleskop installiert. SOFIA, ein Gemeinschaftsprojet vom Deutschen Zentrum für Luft- und
Raumfahrt (DLR) und der NASA, ist das weltweit größte fliegende Observatorium. Die Flughöhe beträgt
bis zu 13.700 Meter und ermöglicht so den Zugang zu den astronomischen Signalen im Infrarot- bis
hin zum Submillimeterbereich, die sonst durch den atmosphärischen Wasserdampf absorbiert würden und
vom Boden aus nicht messbar sind.
Am 12. Juli startete das Flugzeug von seiner Heimatbasis in Palmdale, Kalifornien, und flog
über Hawaii nach Christchurch, Neuseeland. Dort hat die amerikanische National Science Foundation
einen Stützpunkt für ihr Antarktis-Programm, auf dem SOFIA bis zum 2. August stationiert sein wird.
Forschungsziele auf der Südhalbkugel sind unter anderem die Große und Kleine Magellansche Wolke
sowie einige Objekte im Zentrum der Milchstraße. Die beiden Magellanschen Wolken sind so genannte
Zwerggalaxien in der unmittelbaren Nachbarschaft unserer eigenen Galaxis. Sie sind am südlichen
Himmel mit bloßem Auge gut sichtbar. Benannt wurden sie nach dem Entdecker Ferdinand Magellan,
einem der ersten Europäer, der über sie berichtete. Ihre „relative“ Nähe von 163.000 bzw. 209.000
Lichtjahren macht es möglich, dort die Lebenszyklen von Sternen, vom Protostern bis zu den Resten
einer Supernova, genauer zu erforschen. SOFIA untersucht von Neuseeland aus auch andere bekannte
Sternentstehungsgebiete, die im optischen Wellenlängenbereich zwar schon untersucht wurden, aber im
Infraroten bisher kaum erforscht sind. Für einige der Beobachtungen wird das SOFIA-Teleskop deshalb
auch auf das Zentrum der Milchstraße gerichtet, das von der südlichen Hemisphäre aus wesentlich
besser und länger zugänglich ist als vom Nordhimmel aus.
“In mehr als 30 Veröffentlichungen über die wissenschaftlichen Ergebnisse aus den
Messkampagnen in der nördlichen Hemisphäre im Jahr 2011 wurde bereits das außerordentliche
wissenschaftliche Potenzial dieses Observatoriums deutlich”, schildert SOFIA-Projektleiter Alois
Himmes vom DLR. “Mit den aktuellen Einsätzen in Neuseeland erweitert sich dieses Potenzial
erheblich durch den Zugriff auf die für die Forscher so interessanten Quellen am Südhimmel“, fügt
er hinzu.
Eine deutsch-amerikanische Crew bestehend aus Wissenschaftlern, Technikern und Ingenieuren
sowie zwei Pilotenteams der NASA sind an dem Neuseeland-Einsatz von SOFIA beteiligt. 13 Kollegen
vom DSI der Universität Stuttgart werden den ersten Aufenthalt der fliegenden Sternwarte auf der
Südhalbkugel mit ihrer Expertise bezüglich des Teleskops unterstützen. „Wir planen drei
wissenschaftliche Flüge pro Woche, für die das Teleskop immer aufs Neue seine Leistungsfähigkeit
unter Beweis stellen muss“, erklärt Holger Jakob, Leiter des DSI Teleskop Teams. „Die große Distanz
zur Heimatbasis in Palmdale stellt uns hier tagtäglich vor neue Herausforderungen.“
Dank seiner hohen spektralen Auflösung kann das GREAT-Instrument die Zusammensetzung,
Temperatur und Strömungen des interstellaren Gases sehr genau messen und so den gesamten Zyklus der
Sternentstehung untersuchen. Das Instrument ermöglicht die Beobachtung embryonaler Protosterne, die
noch in ihre Geburtswolke aus Gas und Staub eingebettet sind, bis zur Endphase voll entwickelter
Sterne, die ihre äußere Hülle wieder in den Weltraum abstoßen.
„Die bisherigen SOFIA-Wissenschaftsflüge am Nordhimmel haben bereits die Leistungsfähigkeit
unseres GREAT-Empfängers gezeigt. Jetzt warten am Südhimmel neue Herausforderungen wie die
Magellanschen Wolken, mit einem wesentlich geringeren Anteil an schweren Elementen im Vergleich zu
unserer Milchstraße. Dazu gehört mit dem Tarantelnebel (30 Doradus) das aktivste bekannte
Sternentstehungsgebiet in unserer engeren kosmischen Umgebung, der Lokalen Gruppe von Galaxien”,
sagt Rolf Güsten vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie, der Leiter der deutschen
Forschergruppe, die das GREAT-Instrument entwickelt hat.
„SOFIAs ersten Einsatz auf der Südhalbkugel ist nur durch die intensive und fruchtbare
Zusammenarbeit der beteiligten amerikanischen und deutschen Partner möglich“, erklärt Alfred
Krabbe, Leiter des DSI und Inhaber der Professur für Flugzeugastronomie und Extraterrestrische
Raumfahrtmissionen an der Universität Stuttgart. „Dies ist nur die erste einer ganzen Serie von
geplanten Messkampagnen mit SOFIA von der Südhemisphäre, die für die Projektlaufzeit von
voraussichtlich 20 Jahren vorgesehen sind.”
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SOFIA, das "Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie" ist ein
Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und der National
Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des
Bundes (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie), des Landes Baden-Württemberg und der
Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom
Deutschen SOFIA-Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von
der Universities Space Research Association (USRA).
GREAT, der "German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies", ist ein
Empfänger für spektroskopische Ferninfrarot-Beobachtungen in einem Frequenzbereich von 1,25 bis 5
Terahertz (60-240 µm Wellenlänge), der von bodengebundenen Observatorien aus wegen der mangelnden
atmosphärischen Transparenz nicht mehr zugänglich ist. Dieser Empfänger kommt als Instrument der
ersten Generation am Flugzeug-Observatorium SOFIA zum Einsatz. GREAT wird in einem Konsortium
deutscher Forschungsinstitute (MPIfR Bonn und KOSMA/Universität zu Köln, in Zusammenarbeit mit dem
MPI für Sonnensystemforschung und dem DLR-Institut für Planetenforschung) entwickelt und betrieben.
Projektleiter für GREAT ist Dr. Rolf Güsten (MPIfR). Die Entwicklung des Instruments ist finanziert
mit Mitteln der beteiligten Institute, der Max-Planck-Gesellschaft und der Deutschen
Forschungsgemeinschaft.
Links:
- Zusätzliche DSI Pressmaterialien
- USRA Southern Deployment 2013 Press Kit
- Deutsches SOFIA-Institut (DSI)
- DLR Raumfahrtmanagement – SOFIA
- SOFIA @ NASA and the SOFIA Science Center @USRA
- Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR)
-
GREAT &
Submillimeter Technology Group (MPIfR)
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Kontakt:
Deutsches SOFIA Institut (DSI):
- Dörte Mehlert,
Pressekontakt
Tel.: +49(0)711-685- 69632
E-mail: mehlert [at] dsi.uni-stuttgart.de
- Alfred Krabbe,
Direktor DSI, Universität Stuttgart
E-mail: krabbe [at] dsi.uni-stuttgart.de
Universität Stuttgart:
- Andrea Mayer-Grenu,
Wissenschaftsreferentin, Abt. Hochschulkommunikation
Tel. +49(0)711/685-82176
E-mail: andrea.mayer-grenu [at] hkom.uni-stuttgart.de
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR):
- Elisabeth Mittelbach,
Pressekontakt
Tel.: +49(0)2203-601-2502
E-mail: Elisabeth.Mittelbach [at] dlr.de
- Alois Himmes
Projektleiter SOFIA
Tel.: +49(0)2203-601-2502
E-mail: Alois Himmes [at] dlr.de
Max Planck Institut für Radioastronomie, Bonn:
- Norbert Junkes,
Pressekontakt
Tel: +49(0)228-525-399
E-mail: njunkes [at] mpifr-bonn.mpg.de
- Rolf Güsten,
GREAT Principal Investigator
E-mail: rguesten [at] mpifr-bonn.mpg.de