APEX & ALMA: Moleküle und Sternentstehung im Universum

Wiedereröffnung der astronomischen Vortragsreihe „Neues aus dem All“ im Deutschen Museum Bonn am 19. Oktober 2022

12. Oktober 2022

Nach zwei ausgefallenen Jahren wird „Neues aus dem All“, die öffentliche astronomische Vortragsreihe im Deutschen Museum Bonn, im 4. Quartal 2022 wieder aufgenommen. Das diesjährige Reihenthema „APEX & ALMA: Moleküle und Sternentstehung im Universum“ beschäftigt sich mit zwei Radioteleskopen an einem ganz besonderen Standort auf der Erde. Beide Teleskope, das „Atacama Pathfinder Experiment“ (APEX) wie auch das „Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array“ (ALMA) sind Radioteleskope für Beobachtungen im Submillimeterbereich und befinden sich in über 5000 m Höhe auf dem Chajnantorplateau in der chilenischen Atacamawüste.

Abb. 1: APEX, das Atacama Pathfinder Experiment, ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Onsala Space Observatory (OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO) zum Bau und Betrieb eines Radioteleskops für Beobachtungen bei Submillimeterwellenlängen auf der hochgelegenen Chajnantorebene in der Atacamawüste im nördlichen Chile. Die Beobachtung mit APEX ermöglicht die Untersuchung von warmem und kaltem Staub in Sternentstehungsgebieten sowohl in der Milchstraße als auch in weit entfernten Galaxien im jungen Universum. Beobachtungen mit APEX umfassen die Struktur des Universums auf riesigen Größenskalen, aber auch die Physik und Chemie von Kometen. Das Foto der APEX-Antenne wurde im März 2009 aufgenommen. — **Abb. 1:** APEX, das Atacama Pathfinder Experiment, ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Onsala Space Observatory (OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO) zum Bau und Betrieb eines Radioteleskops für Beobachtungen bei Submillimeterwellenlängen auf der hochgelegenen Chajnantorebene in der Atacamawüste im nördlichen Chile. Die Beobachtung mit APEX ermöglicht die Untersuchung von warmem und kaltem Staub in Sternentstehungsgebieten sowohl in der Milchstraße als auch in weit entfernten Galaxien im jungen Universum. Beobachtungen mit APEX umfassen die Struktur des Universums auf riesigen Größenskalen, aber auch die Physik und Chemie von Kometen. Das Foto der APEX-Antenne wurde im März 2009 aufgenommen.

© ESO

**Abb. 1:** APEX, das Atacama Pathfinder Experiment, ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Onsala Space Observatory (OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO) zum Bau und Betrieb eines Radioteleskops für Beobachtungen bei Submillimeterwellenlängen auf der hochgelegenen Chajnantorebene in der Atacamawüste im nördlichen Chile. Die Beobachtung mit APEX ermöglicht die Untersuchung von warmem und kaltem Staub in Sternentstehungsgebieten sowohl in der Milchstraße als auch in weit entfernten Galaxien im jungen Universum. Beobachtungen mit APEX umfassen die Struktur des Universums auf riesigen Größenskalen, aber auch die Physik und Chemie von Kometen. Das Foto der APEX-Antenne wurde im März 2009 aufgenommen.

© ESO

Seit dem Jahr 2001 gibt es in Bonn eine astronomische Vortragsreihe unter dem Titel "Neues aus dem All“. Die Reihe ist in jedem Jahr einem anderen Thema gewidmet, das sich zu Beginn an die Themen der jeweiligen Wissenschaftsjahre der Initiative „Wissenschaft im Dialog“ wie z.B. Biologie (2001), Geowissenschaften (2002), Chemie (2003) oder Technik (2004) anlehnte.

Das aktuelle Reihenthema "APEX & ALMA: Moleküle und Sternentstehung im Universum", ursprünglich bereits geplant für das Jahr 2020, war gleich drei Jubiläen im Jahr 2020 gewidmet:

-   25 Jahre Deutsches Museum Bonn (DMB),
-   20 Jahre Astronomische Vorträge im DMB,
-   15 Jahre Submillimeterteleskop APEX in Chile.

Nach COVID19-bedingtem Ausfall kann die Vortragsreihe nun im 4. Quartal 2022 mit zwei Jahren Verspätung unter dem für 2020 geplanten Thema im Deutschen Museum Bonn stattfinden.

Prof. Dr. Karl Menten, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und Leiter der Forschungsabteilung „Millimeter- und Submillimeterastronomie“ wird am 19. Oktober das APEX-Teleskop vorstellen, das unter seiner Initiative entwickelt wurde und seit dem Jahr 2005 erfolgreich in Chile im Einsatz ist.

Prof. Dr. Frank Bigiel, der Leiter der Forschungsgruppe „Radioastronomie & Interstellares Medium“ am Argelander-Institut für Astronomie an der Universität Bonn, wird am 23. November über die Entstehung von Sternen in Galaxien berichten und wie das Radioteleskop-Netzwerk ALMA mit seinen 66 einzelnen Antennen dabei zum Einsatz kommt.

Im abschließenden Vortrag am 7. Dezember berichtet Dr. Arnaud Belloche, ebenfalls vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, über die Erforschung von organischen Molekülen in der Milchstraße und der wichtigen Rolle, die ALMA dabei spielt.

Die Vorträge finden mittwochs im Deutschen Museum Bonn [Ahrstraße 45, direkt im Gebäude des Wissenschaftszentrums] statt und beginnen um 19:00 Uhr.

Die Vortragsreihe ist eine gemeinsame Veranstaltung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn und des Deutschen Museums Bonn.

----------------------------------------------------------------------------------

Neues aus dem All: Vortragsprogramm 2022 im Deutsches Museum Bonn

19. Oktober 2022: Prof. Dr. Karl M. Menten: APEX: Der Pfadfinder für den Südhimmel bei Submillimeterwellenlängen
23. November 2022: Prof. Dr. Frank Bigiel: ALMA und die Entstehung der Sterne in Galaxien
7. Dezember 2022: Dr. Arnaud Belloche: Organische Moleküle in der Milchstraße

APEX: Der Pfadfinder für den Südhimmel bei Submillimeterwellenlängen
Mittwoch, 19. Oktober 2022, 19:00 Uhr
Prof. Dr. Karl M. Menten, Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn

Neue Sterne entstehen in unserem Universum seit mindestens 13 Milliarden Jahren – auch heute noch – aus dichten interstellaren Wolken aus Gas und Staub. Dieser Staub verhüllt die jüngsten Sterne vollständig, was direkte Beobachtungen ihrer Entstehung im optischen Licht unmöglich macht. Bei 1000- bis 10000-mal längeren Wellenlängen, also im Submillimeterbereich (bzw. Terahertz-Frequenzbereich), dagegen „leuchtet“ der Staub, wie auch die Strahlung einer Vielzahl von Molekülen. Seit 2005 betreibt das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in 5100 Meter Höhe in der chilenischen Atacamawüste ein Submillimeter-Teleskop, das Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Ursprünglich konzipiert als „Pfadfinder“ für das viel größere Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) und die Weltraum- bzw. Flugzeugobservatorien Herschel und SOFIA, wurden mit APEX weite Teile unserer Milchstraße systematisch in der Strahlung von Staub und molekularem Gas, dem Rohstoff für die Entstehung von neuen Sternen, durchmustert und die Chemie des interstellaren Mediums untersucht. Auch eine Reihe von anderen Fragestellungen wurde mit APEX adressiert. Der Vortrag gibt einen Überblick der astronomischen Ergebnisse von APEX und der von uns und unseren Partnern ständig weiterentwickelten innovativen Technologie, die sie ermöglicht.

Biographische Angaben:
Prof. Dr. Karl M. Menten hat in Bonn Physik und Astronomie studiert und wurde 1987 promoviert, nachdem er seine Diplomarbeit und Dissertation am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) angefertigt hatte. Nach neunjähriger Forschungstätigkeit am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge/Massachusetts, USA, ist er seit 1996 Direktor am MPIfR und Leiter der Forschungsabteilung Millimeter- und Submillimeter-Astronomie an diesem Institut. Seine wissenschaftlichen Interessen konzentrieren sich auf Moleküle im Universum, vor allen im interstellaren Medium, und der Entstehung von Sternen. Karl Menten ist Initiator und verantwortlicher Wissenschaftler des Atacama Pathfinder Experiment (APEX), eines Submillimeter-Radioteleskops, das seit 2005 in über 5000 m Höhe in der Atacamawüste in Chile in Betrieb ist. Karl Menten erhielt zahlreiche Preise und Ehrungen. Seit 2001 ist er Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften, seit 2004 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und seit 2012 Ehrenmitglied der Royal Astronomical Society.

Abb. 2: Ein Teil der insgesamt 66 Antennen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) auf der Chajnantorebene in der chilenischen Atacamawüste in über 5000 m Höhe. Der nächtliche Sternhimmel über den ALMA-Teleskopen zeigt die Große und die Kleine Magellansche Wolke, zwei Begleitgalaxien unserer eigenen Milchstraße als helle Flecken in der Bildmitte. — **Abb. 2:** Ein Teil der insgesamt 66 Antennen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) auf der Chajnantorebene in der chilenischen Atacamawüste in über 5000 m Höhe. Der nächtliche Sternhimmel über den ALMA-Teleskopen zeigt die Große und die Kleine Magellansche Wolke, zwei Begleitgalaxien unserer eigenen Milchstraße als helle Flecken in der Bildmitte.

© ESO/C. Malin (christophmalin.com)

**Abb. 2:** Ein Teil der insgesamt 66 Antennen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) auf der Chajnantorebene in der chilenischen Atacamawüste in über 5000 m Höhe. Der nächtliche Sternhimmel über den ALMA-Teleskopen zeigt die Große und die Kleine Magellansche Wolke, zwei Begleitgalaxien unserer eigenen Milchstraße als helle Flecken in der Bildmitte.

© ESO/C. Malin (christophmalin.com)

ALMA und die Entstehung der Sterne in Galaxien
Mittwoch, 23. November 2022, 19:00 Uhr
Prof. Dr. Frank Bigiel, Argelander-Institut für Astronomie an der Universität Bonn

Frank Bigiel bespricht in diesem Vortrag, auf welche Weise Galaxien wie unsere Milchstraße Sterne bilden, die Grundlage für die Erzeugung schwerer Elemente und damit der Bildung von Planetensystemen und Leben. Sterne entstehen aus dem Gas und Staub des interstellaren Mediums, das wir mit der neuesten Generation von Radioteleskopen in bisher ungekanntem Detailreichtum beobachten und studieren können. Ein besonderer Schwerpunkt des Vortrags werden dabei große neue Beobachtungsprojekte sein, um zu illustrieren welche Art von Beobachtungen mit den neuesten Teleskopen möglich sind. Dies beinhaltet Projekte mit dem neuen (sub)millimeter-Interferomter ALMA, aber auch mit anderen Radio-, optischen- und Infrarotobservatorien wie dem vor kurzem in Betrieb genommenen James Webb Space Telescope.

Biographische Angaben:
Prof. Dr. Frank Bigiel promovierte 2008 am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Bis 2011 war er Postdoc an der University of California Berkeley, und später Nachwuchs-Gruppenleiter innerhalb des Emmy-Noether-Programms an der Universität Heidelberg. Seit Ende 2018 ist er Professor an der Universität Bonn. Er wurde unter anderem mit einem Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) und dem Ludwig-Biermann-Förderpreis der Astronomischen Gesellschaft ausgezeichnet und beschäftigt sich hauptsächlich mit dem interstellaren Medium und der Sternentstehung in Galaxien.

Organische Moleküle in der Milchstraße
Mittwoch, 7. Dezember 2022, 19:00 Uhr
Dr. Arnaud Belloche, Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn

Das Leben auf der Erde basiert auf organischen Molekülen wie etwa den Aminosäuren, die Bestandteile der Proteine sind. Die Frage, ob solche Moleküle auch außerhalb des Sonnensystems existieren, ist noch komplett offen. In den letzten fünf Jahrzehnten wurden ca. 280 verschiedene Moleküle, meistens durch ihre Strahlung im Radio- oder Millimeterbereich, im All entdeckt. Diese Entdeckungen erfolgten in Richtung von Sternentstehungsgebieten oder ausgedehnten Atmosphären von Sternen in einem späten Entwicklungsstadium. Dank der ständigen Entwicklung von immer leistungsfähigeren Instrumenten und Teleskopen wird die Liste von Molekülen jedes Jahr erweitert. Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ein international betriebenes Interferometer in über 5000 m Höhe in einer der trockensten Wüste der Erde, spielt in diesem Forschungsbereich eine wichtige Rolle.
Dieser Vortrag wird über die Suche nach organischen Molekülen in der Milchstraße berichten, insbesondere über neue Erkenntnisse, die ALMA geliefert hat. Dazu gehört zum Beispiel die kürzliche Entdeckung von Iso-Propanol, einem Alkohol, der als Desinfektionsmittel auf der Erde sehr verbreitet ist.

Biographische Angaben:
Dr. Arnaud Belloche hat von 1995 bis 1999 an der Ecole Normale Supérieure in Cachan und an der Universität Paris-Sud Physik studiert. Er hat in 2002 am Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) in Saclay und an der Universität Paris-Sud im Fach Astronomie promoviert. In den Jahren 2002-2003 war er an der Ecole Normale Supérieure in Paris als "Attaché temporaire d'enseignement et de recherche" beschäftigt. Seit 2003 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn, wo er sich der Untersuchung von Sternentstehungsgebieten und der Suche nach komplexen Molekülen im All mit Radioteleskopen widmet.