Öffentliche Vorträge in Bad Münstereifel

2022

50 Jahre Radioteleskop Effelsberg

Einsteins Universum mit Radioastronomie erforscht

Seitdem die Menschheit den Himmel studiert, fragen wir uns, welchen Gesetzen das Universum gehorcht. Für lange Zeit waren es die Gesetze von Isaac Newton, aber präzise astronomische Messungen lieferten im 19. Jahrhundert Hinweise, dass die Natur von den Gesetzen Newtons abweicht. In 1915 konnte Albert Einstein jene Daten mit der allgemeinen Relativitätstheorie erklären. Aber ist seine Theorie die letzte Antwort zum Verständnis der Gravitation? Um das rauszufinden, untersuchen wir das Universum insbesondere mit Radioteleskopen. Der Vortrag beschreibt die Experimente, die insbesondere mit dem Teleskop in Effelsberg unternommen werden, und wie Einsteins Theorie sich schlägt und welche neuen Fenster eröffnet werden.

Biographische Angaben:

Prof. Dr. Michael Kramer stammt aus Köln und hat an den Universitäten Köln und Bonn Physik studiert. Er hat das Physik-Studium im Jahr 1993 in Bonn mit einer Diplomarbeit zum Thema "Pulsare" abgeschlossen und dort im Jahr 1995 mit der Dissertation "High Frequency Observations of Pulsars" im Fach Astronomie promoviert. Von 1993 bis 1998 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn. Im Jahr 1996 wurde er von der Max-Planck-Gesellschaft mit der Otto-Hahn-Medaille ausgezeichnet. Das damit verbundene Stipendium führte ihn 1998 für ein Jahr zur University of California-Berkeley. Seit 1999 war er am Jodrell Bank Radio Observatory der Universität Manchester in England, an der er, zunächst als "Lecturer", dann als "Reader" (Associate Professor) und schließlich als "Full Professor" lehrte. Ab März 2005 war er dort Leiter der Pulsar-Gruppe und ist seit März 2009 Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie und Leiter der Forschungsgruppe „Radioastronomische Fundamentalphysik".

Michael Kramer wurde im Jahr 2009 wurde er mit dem Marcel-Großmann-Preis ausgezeichnet, im Jahr 2010 mit dem Akademiepreis der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften, im Jahr 2013 mit der Herschel-Medaille der Royal Astronomical Society (RAS) sowie, zusammen mit Heino Falcke und Luciano Rezolla, mit einen „Synergy Grant Award“ des European Research Council (ERC) und im Jahr 2016 mit der George-Darwin-Lectureship der Royal Astronomical Society (RAS). Von 2015 bis 2021 war er Mitglied des „Scientific Council“ des ERC; er ist seit 2016 Mitglied der Academia Europaea, seit 2017 Vizepräsident und seit 2020 Präsident der Astronomischen Gesellschaft, sowie seit Dezember 2021 Mitglied der Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz.

Geschichte der Radioastronomie

Eine ganze Welt ist unseren Augen auf immer verborgen: die Welt der Radiowellen. Ihre enormen Möglichkeiten werden von uns jedoch rund um die Uhr genutzt, ob zum Kochen, zum Telefonieren oder um den Abstand zum vorausfahrenden Auto zu halten. Radiowellen sind unsere verlässlichen Begleiter. Doch wie entstehen sie, wie können wir sie erzeugen und nachweisen und was erzählen sie uns von den Geheimnissen des Universums? Begleiten Sie mich auf eine Zeitreise von Heinrich Hertz zum Event Horizon Teleskop.

Biographische Angaben:

Priv.-Doz. Dr. Jürgen Kerp hat von 1984 bis 1990 Physik und Astronomie an der Universität Bonn studiert. Von 1990 bis 1991 hat er seine Diplomarbeit am Max-Planck-Institut für Radioastronomie verfertigt, von 1991 bis 1994 am Radioastronomischen Institut der Universität Bonn promoviert. Nach Postdoc-Positionen in Bonn und Garching ist er seit 1998 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Radioastronomischen Institut der Universität Bonn (heute Teilbereich des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn) angestellt. Im Jahr 2004 hat er sich an der Universität Bonn im Fach Astronomie habilitiert. Jürgen Kerp ist Projektleiter von EBHIS, dem Effelsberg-Bonn HI Survey, einer Komplettkartierung des Nordhimmels im Licht des neutralen Wasserstoffs.

Galaxien im jungen Universum

Durch immer bessere Beobachtungsinstrumente hat sich unser astronomisches Weltbild in den letzten hundert Jahren radikal gewandelt. In den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts wies der amerikanische Forscher Edwin Powell Hubble erstmals nach, dass die sogenannten Spiralnebel gar nicht zum Milchstraßensystem gehören, sondern eigenständige Galaxien sind, und entdeckte deren allgemeine Fluchtbewegung. Damit legte er den Grundstein für die Entwicklung des heutigen Standardmodells eines expandierenden Universums, das mit einem Urknall begann. Die Leistungsstärke heutiger Observatorien erlaubt es uns, Galaxien bis kurz nach dem Urknall zu entdecken und deren Eigenschaften zu studieren. Der Vortrag fasst die Resultate einiger ausgewählter Beobachtungsexperimente und Computersimulation zur Entwicklung von Galaxien seit der Kindheit des Universums zusammen.

Biographische Angaben:

Dr. Axel Weiß hat an der Universität Bonn Physik und Astronomie studiert und im Jahr 2000 mit einer Dissertation mit dem Titel „The Effect of Violent Star Formation on the State of Molecular Gas in M82“ promoviert. Von 2000 bis 2002 hat er als Postdoc im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 494 „Interplay between star-formation and the state of the ISM in low mass galaxies“ an der Universität Bonn gearbeitet, von 2002 bis 2005 als Support Scientist am IRAM-30m-Radioteleskop in Spanien. Seit Juli 2005 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsabteilung „Millimeter- und Submillimeter-Astronomie“ des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn.

Neutrinos - aus der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher ins Eis der Antarktis

Neutrinos gehören zu den leichtesten Teilchen in unserem Universum. Jede Sekunde fliegen ca. 60 Milliarden Neutrinos von der Sonne ungehindert durch unseren Daumennagel. Sie experimentell nachzuweisen ist hingegen umso schwieriger. Dem Neutrinodetektor IceCube am Südpol gelang im September 2017 eine spektakuläre Entdeckung: ein extrem energiereiches Neutrino mit einer Energie von fast 300 Teraelektronenvolt (TeV) aus dem Kern einer weit entfernten Aktiven Galaxie. Und damit aus der unmittelbaren Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs. Inzwischen wurden weitere hochenergetische kosmische Neutrinos im Eis der Antarktis, aber auch im Mittelmeer, nachgewiesen.

Wir haben diese Neutrinos zu ihren wahrscheinlichen Anfängen in den Jets Aktiver Galaxienkerne zurückverfolgen können. Hochauflösende Radiointerferometrie (VLBI) hilft uns dabei, das Rätsel der Entstehung der kosmischen Neutrinos zu lösen. Ich werde über die Neutrino-Detektoren am Südpol und im Mittelmeer berichten und darüber, was uns diese so schwer fassbaren Teilchen über supermassive Schwarzer Löcher erzählen.

Biographische Angaben:

Priv-Doz. Dr. Silke Britzen hat an der Universität Bonn Physik, Astronomie und Mathematik studiert und im Jahr 1997 nach dem Diplom in Physik mit einer Promotion im Fach Astronomie abgeschlossen. Beide Arbeiten (Diplom und Dissertation) hat sie am MPI für Radioastronomie in Bonn in der Forschungsabteilung Radioastronomie/VLBI (Very Long Baseline Interferometry) durchgeführt. Sie arbeitete als Postdoc in der NFRA (Netherlands Foundation for Research in Astronomy) in Dwingeloo, Niederlande, mit Untersuchungen im Rahmen eines europäischen Forschungsprojekts zur Bestimmung kosmologischer Parameter, anschließend an der Landessternwarte Heidelberg. Im Jahr 2004 erfolgte an der Universität Heidelberg die Habilitation als Stipendiatin der Claussen-Simon Stiftung (Thema: High energy radiation from AGN and radio jets on pc- and kpc-scales). Seit November 2003 ist sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am MPI für Radioastronomie beschäftigt. Silke Britzen war Leiterin des europäischen Projekts "Black Holes in a Violent Universe" und ist Autorin des im Jahr 2012 erschienenen Buches "Verbotenes Universum - die Zeit der Schwarzen Löcher".

Sauerstoff als Biomarker im Kosmos

Mit der erfolgreichen Inbetriebnahme des „James Webb Space Telescope“ (JWST) steigt die Hoffnung, Anzeichen biologischer Aktivität auf wenigstens einem Exoplaneten zu entdecken. Die großen Entfernungen von mindestens vier Lichtjahren lassen nur spektroskopische Methoden zu, um in der vom JWST analysierten Infrarotstrahlung "Fingerabdrücke" chemischer Verbindungen nachzuweisen, die auf Leben schließen lassen.

Wenn man die NASA-Definition von "Leben" als selbsttragendes chemisches System, das zu Darwin'scher Evolution fähig ist, anwendet, ist für erdähnliche Planeten eine hohe Konzentration an molekularem Sauerstoff (O₂) der aussichtsreiche Kandidat. Woran liegt das eigentlich? Und hätte es auf der Erde auch anders kommen können? Und als Ausblick: Was dürfen wir erwarten, wenn das JWST seine Mission beendet haben wird?

Dieser Vortrag wird eine Annäherung an ein faszinierendes, aber noch mit vielen Unsicherheiten behaftetes Thema versuchen.

Biographische Angaben:

Dr. Helmut Wiesemeyer hat von 1988 bis 1994 an der Universität Würzburg Physik studiert, mit Forschungsaufenthalten am "Institut de Radio Astronomie Millimétrique" (IRAM) in Grenoble und am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn. Seine Diplomarbeit trug den Titel "High resolution observations of star forming regions". Er hat im Jahr 1997 an der Universität Bonn promoviert, mit einer Dissertation unter dem Titel “The Spectral Signature of Accretion in Low-Mass Protostars – Observations and Non-LTE Modelling”. Seit Mai 1997 ist er Mitarbeiter bei IRAM und seit 2010 wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsabteilung für Millimeter- und Submillimeter-Astronomie am MPIfR in Bonn.

Neues vom Event-Horizon-Teleskop

Das Ereignishorizontteleskop (Event Horizon Telescope, EHT) ist ein weltweiter Verbund von Radioteleskopen zur Untersuchung von weit entfernten schwarze Löchern im Universum. Dies wird von Radioteleskop-Netzwerken bei niedrigeren Frequenzen unter Beteiligung des 100-m-Radioteleskops Effelsberg ergänzt. Die Messungen richten sich auf die Zentralquelle unserer Milchstraße, Sagittarius A*, sowie weitere aktive galaktische Kerne (Quasare und Radiogalaxien, darunter Messier 87 und Centaurus A). Aus den Daten von 2017 hat die EHT-Kollaboration im April 2019 das erste Bild vom Schatten eines schwarzen Lochs im aktiven Kern der Galaxie Messier 87 präsentiert, und nach vertiefter Bearbeitung im März 2021 auch ein Bild der polarisierten Strahlung am Rande des Schattens veröffentlicht. Dies konnte im Mai 2022 mit dem ersten Bild des schwarzen Lochs im Galaktischen Zentrum ergänzt werden. Weitere Bilder von Centaurus A oder 3C 279 haben ebenfalls bahnbrechende Ergebnisse gezeigt.

In meinem Vortrag werde ich die Ergebnisse des Event-Horizon-Projekts zusammenfassen, und einen Ausblick geben, was uns als Ergebnis zukünftiger  Messungen mit dem EHT und weiterer Teleskopnetzwerke unter Einschluss von Effelsberg erwartet.

Biographische Angaben:

Prof. Dr. Eduardo Ros hat in Zaragoza und Paderborn Physik studiert. Anschließend hat er ein Promotionsprojekt im Fach Astronomie an der Universitat de València (UVEG) begonnen und war im Lauf seiner Promotion auf längeren Arbeitsaufenthalten in Bonn, Boston, Granada und Pasadena. Im Jahr 1997 hat er seine Promotion in València abgeschlossen. Von 1998 bis 2008 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), ab Oktober 2004 auch Koordinator der International Max Planck Research School (IMPRS) und ab 2005 Forschungskoordinator am MPIfR. Im Jahre 2009 nahm er eine Professur für Astronomie und Astrophysik an der Universität von Valencia (UVEG) in Spanien an und war in dieser Zeit auch Direktor der Sternwarte in Valencia. Seit 2013 ist er zurück am Max-Planck-Institut für Radioastronomie, als Wissenschaftskoordinator für die Forschungsabteilung "Radioastronomie/VLBI" am MPIfR.

Der Urknall, oder die Entstehung des Universums