Forschungsgruppe „Radiokosmologie“
 

Radioastronomie eröffnet einen einzigartigen Blick auf die Verteilung von Materie im Universum. In naher Zukunft werden Radioteleskope bei langen Wellenlängen die 21cm-Wasserstofflinie über das Firmament hinweg kartographieren, um die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien sowie Kosmologie zu verstehen. Die Forschungsgruppe arbeitet daran, theoretische Modellierung und statistische Werkzeuge zusammenzubringen, um Kosmologie durch die 21cm-Wasserstofflinie und Linienintensitätskartierung zu ermöglichen.

Von der Beobachtung der kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB) bis zur Kartierung der Verteilung von Radiogalaxien haben Radiobeobachtungen geholfen, die Zusammensetzung und die Struktur des Universums zu ergründen. Eine neue Generation von Radiointerferometern über kilometerweite Flächen verteilt verspricht zum ersten Mal, die räumliche Erfassung vom weiten Teilen des Universums zu ermöglichen.

Die Zeit des ersten Lichts, der ersten Sterne und Galaxien, stellt die Beobachtungsgrenze für optische Teleskope wie das James Webb Weltraum Teleskop dar. Radiobeobachtungen der 21cm-Wasserstofflinie können den intergalaktischen, neutralen Wasserstoff erschließen und damit neue Erkenntnisse über das Licht der ersten Galaxien ermöglichen. Die Verbindung all dieser Beobachtungen wird helfen, die Eigenschaften der ersten Sterne, Galaxien und schwarzen Löcher zu entschlüsseln.

Die damit zusammenhängende Methode des "Line-intensity mapping" (LIM) - eine Methode, die räumliche Verteilung von Galaxien zu erfassen durch die Aufsummierung aller Linienemissionen aus einer bestimmten Richtung - zeigt sich als neuer Weg, kosmologische Vermessungen auf größter Skala durchzuführen. LIM verspricht Parameter kosmologischer Modelle näher einzuschränken und die Richtigkeit von Theorie bei höherer Rotverschiebung zu verifizieren.

Diese Arbeitsgruppe arbeitet an der Entwicklung der theoretischen Grundlagen, um künftige Beobachtungen zu interpretieren und zeitgleich an der Entwicklung von statistischen Berechnungsroutinen, die notwendig sind, um mit großen Datensätzen umzugehen. Wir arbeiten mit dem Square Kilometre Array (SKA) und dessen Vorläuferinstrumenten, um dieses neue Feld der Radioastronomie voranzubringen.

Bildnachweis für das Titelbild: Pritchard & Loeb. Reports on Progress in Physics, 75, 086901 (2012)