Forschungsbeiträge zum Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft
GLOSTAR – auf der Suche nach atomarem und molekularem Gas in der Milchstraße
Durch die Kombination von zwei der leistungsfähigsten Radioteleskope der Erde hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn die bisher empfindlichsten Karten der Radiostrahlung großer Teile der nördlichen galaktischen Ebene erstellt. Im Gegensatz zu früheren Kartierungen beobachtet GLOSTAR nicht nur das Radiokontinuum im Frequenzbereich von 4 bis 8 GigaHertz mit voller Polarisation, sondern gleichzeitig auch Spektrallinien, die das molekulare Gas und atomares Gas über Radio-Rekombinationslinien erfassen.
Das Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraße
In diesem Jahr konnten wir das erste Bild des “Schattens” des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, präsentieren. Es ist das Ergebnis jahrelanger Analyse von Daten, die schon 2017 mit dem “Event Horizon Teleskop” erhoben wurden und 2019 das erste Bild eines solchen Schwarzen Lochs in der Galaxie Messier 87 ergaben. Wieder waren dabei mehr als 30 Mitarbeitende aus allen Abteilungen des Instituts beteiligt. Auch dieses Bild ist ein wissenschaftlicher Durchbruch. Aber was ist das Besondere daran? Warum war die Datenanalyse soviel schwieriger als bei M87?
50 Jahre im Dienst der Forschung – das 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg feiert Geburtstag
2021 jährte sich die Einweihung des Radioteleskops in Effelsberg zum fünfzigsten Mal. In den vergangenen Jahrzehnten hat das Teleskop, bei dessen Konstruktion technisches Neuland betreten wurde, zahlreiche bedeutende Beobachtungsergebnisse hervorgebracht. Dank ständiger Verbesserungen und Erneuerungen ist es auf dem aktuellen technischen Stand. Eine Auswahl aktueller Beobachtungsprojekte unterstreichen dies.
Einsteins glücklichster Gedanke auf dem Prüfstand
Äußerst präzise Messungen der Bewegung eines schnell drehenden Pulsars in einem Dreifachsternsystem bieten einen zuverlässigen Prüfstand für eine einfache, aber grundlegende Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie: Die Schwerkraft beeinflusst alle Objekte mit der gleichen Beschleunigung, ohne Rücksicht auf ihre Zusammensetzung, Dichte oder die Stärke ihres eigenen Gravitationsfelds. Die Allgemeine Relativitätstheorie hat diesen Test, bislang einen der härtesten überhaupt, erneut überstanden. Außerdem schränkt er denkbare alternative Gravitationstheorien stark ein.
Das erste Bild vom Schatten eines Schwarzen Lochs
Zensus, J. Anton; Kramer, Michael; Menten, Karl M.; Britzen, Silke (2019)
Am 10. April 2019 wurde die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs von einem Team von 347 internationalen Wissenschaftlern aus 59 Instituten in 18 Ländern veröffentlicht. Theoretische Arbeiten und indirekte Hinweise zur Existenz von Schwarzen Löchern gab es seit langem. Erst jetzt besaßen die Beobachtungen die notwendige Auflösung für ein Bild, ermöglicht durch eine Kombination von sieben, über die Erde verteilten Radioteleskopen, die das Zentrum der Galaxie M87 beobachteten. Mehr als 30 Mitarbeiter des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn sind an diesem Erfolg beteiligt.
Das Flugzeugobservatorium SOFIA enthüllt Gasbewegungen im Lagunennebel
Wyrowski, F.; Wiesemeyer, H.; Tiwari, M.; Klein, B.; Menten, K.M. (2018)
Das Flugzeug-Observatorium SOFIA erlaubt astronomische Beobachtungen im Ferninfrarot-Bereich, der vom Boden aus nicht zugänglich ist. Hier befinden sich die wichtigsten Spektrallinien, die für das Kühlen des interstellaren Mediums verantwortlich sind. Unsere Gruppe hat mit dem upGREAT-Empfänger auf SOFIA die Feinstrukturlinie des ionisierten Kohlenstoffes im Lagunennebel gemessen. Hieraus lassen sich erstmals die Gasbewegungen in der unmittelbaren Umgebung des Nebels ermitteln.
Zoom ins Herz einer Radiogalaxie
Die Entstehung relativistischer Jets in aktiven Galaxien ist ein immer noch nicht vollständig verstandener physikalischer Prozess. Entscheidend für die Überprüfung theoretischer Modelle ist die Beobachtung von Strahlung aus der unmittelbaren Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs. Dazu wurde die Galaxie Cygnus A mit weltweit vernetzten Radioteleksopen bei Millimeterwellenlängen beobachtet und damit ein hochaufgelöstes Bild des Jet-Fußpunkts erzielt. Die Analyse von Kinematik und interner Struktur zeigen, dass es sich bei dem Jet um einen durch Magnetfelder beschleunigten Scheibenwind handelt.
Radioblitze aus der Tiefe des Weltalls
Seit zehn Jahren entdecken Radioastronomen immer wieder flüchtige, starke Blitze von Radiowellen, ausgesandt von unbekannten astronomischen Quellen außerhalb unserer eigenen Galaxie. Die Entdeckung dieser sogenannten schnellen Radioblitze, oder FRBs gemäß der Abkürzung im Englischen, hat vor allem deshalb für große Aufregung gesorgt, da die geschätzte Entfernung der FRBs 100 Millionen bis einige Milliarden Lichtjahre beträgt. Es ist ein astrophysikalisches Rätsel, was für eine Quelle einen so starken Radioblitz erzeugen kann.
Astro-Archäologie mit dem APEX-Teleskop: Eine historische Sternkarambolage als neuartige Quelle von interstellaren Molekülen
Mit dem APEX-Teleskop wurde die Position der ältesten (1670) historisch dokumentierten „Nova”-Explosion beobachtet. Es wurde die Strahlung einer Vielzahl verschiedener, sogar organischer Molekülsorten nachgewiesen. Deren isotopologische Zusammensetzung impliziert, dass keineswegs „normales” interstellares Gas gefunden wurde, sondern Material, das bei der Kollision zweier Sterne freigesetzt wurde. Diese neue Quelle interstellarer Moleküle erlaubt es, das Endprodukt einer Verschmelzung zweier Sterne zu untersuchen, ein Prozess, der möglicherweise weit häufiger vorkommt als bislang vermutet.
Paare Schwarzer Löcher in Galaxienkernen
Das Square Kilometre Array (SKA) − Das Radioteleskop für die kommenden Generationen
Infrarot-Interferometrie von Staub- und Gasscheiben in der Umgebung von jungen Sternen
Die Wiege der Sonne
Eine Detailaufnahme der schnellen Jets von supermassiven schwarzen Löchern
Staubtori in aktiven galaktischen Kernen
Langwellig, aber keineswegs langweilig: LOFAR – das neue Software-Teleskop für Radiowellen
Entdeckungen neuer molekularer Ionen mit dem APEX Teleskop
Aktive Galaxienkerne als hochenergetische Teilchenbeschleuniger: Erforschung der physikalischen Prozesse in der Nähe von Schwarzen Löchern
Infrarot-Interferometrie von Aktiven Galaktischen Kernen
Radiopulsare testen fundamentale Physik im Weltraum
Wasser im frühen Universum
ATLASGAL: Die APEX-Durchmusterung unserer Milchstraße im kalten Staub
Infrarot-Interferometrie des rätselhaften Sterns η Carinae
Der innere Jet der Radiogalaxie M87
Erste wissenschaftliche Ergebnisse des Atacama-Pathfinder-Experiments
LOFAR - eine neue Generation von Radioteleskopen
Infrarot-Interferometrie der Aktiven Galaxie NGC 1068
Der schärfste Blick ins All: Neue Grenzen in interkontinentaler Radiointerferometrie
Die Suche nach Biomolekülen in Interstellaren Wolken
Hochauflösende Untersuchungen von Aktiven Galaxienkernen
Kosmische Magnetfelder
Frühstadien massereicher Sterne
Teilchen mit den größten beobachteten Energien im Universum
Schwarze Löcher im Radiolicht
Magnetfelder in der Milchstraße
Die Geschichte der Sternentstehung im frühen Universum
Infrarot-Interferometrie
Die Infrarot-Interferometrie wird völlig neue Möglichkeiten für die astrophysikalische Forschung eröffnen. So wird in wenigen Jahren das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der Europäischen Südsternwarte hochaufgelöste Bilder liefern, die bis zu 100mal schärfer sein werden als Aufnahmen des Hubble Space Telescope (HST). Das VLTI wird aus vier 8-m-Teleskopen und drei fahrbaren 1,8-m-Teleskopen mit Abständen bis zu 200 m Länge bestehen. Bei der Wellenlänge 1,65 µm wird eine Auflösung von 2 Millibogensekunden erreichbar sein.