Öffentliche Vorträge in Bad Münstereifel

Die stärksten Radioquellen am Himmel

Mittwoch, 12. April 2006

Dr. Norbert Junkes, MPIfR

Mit "Radioaugen" betrachtet, sieht der Himmel auf einmal ganz anders aus. Während im sichtbaren Licht die Sterne dominieren, sehen wir im Bereich der Radiowellen vorzugsweise das Material zwischen den Sternen. Das sind z.B. Wolken von Gas und Staub, aus denen neue Sterne entstehen, oder die Überreste von explodierten Sternen (Supernova-Überreste), aber auch die Zentralbereiche von weit entfernten Galaxien und Quasaren, die selbst aus Milliarden von Lichtjahren Entfernung noch zu den stärksten Radioquellen gehören, die wir am Himmel kennen.

Bei der Entdeckung und Identifikation der allerersten Radioquellen in den 40er und 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurden deren Bezeichnungen zunächst so gewählt, daß die stärkste Quelle eines jeden Sternbilds mit "A", die darauf folgenden dann mit "B", "C" usw. angegeben wurden. So ist z.B. "Cassiopeia A" ein Supernova-Überrest, "Cygnus A" eine mehrere Hundert Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie. Hinter "Orion A" verbirgt sich der bekannte Orion-Nebel (M42), ein Sternentstehungsgebiet, "Andromeda A" steht für unsere nächste große Nachbargalaxie (M31).

In meinem Vortrag möchte ich einige Mitglieder dieser "Kosmischen A-Klasse" vorstellen. Es wird gezeigt, welche Himmelsobjekte sich dahinter verbergen, und wie sie sich im sichtbaren Licht und in Radiowellen voneinander unterscheiden.

Biographische Angaben:

Dr. Norbert Junkes hat von 1979 bis 1986 an der Universität Bonn Physik und Astronomie studiert (Diplomarbeit 1986), und dann 1989 am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) im Fach Astronomie zum Thema "Supernova-Überreste und ihre Wechselwirkung mit dem interstellaren Medium" promoviert. Nach wissenschaftlicher Tätigkeit in Australien (Australia Telescope National Facility, ATNF, Sydney), in Kiel (Institut für Theoretische Physik und Astrophysik) und in Potsdam (Astrophysikalisches Institut Potsdam, AIP) arbeitet er seit Februar 1998 am MPIfR im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit.

LOFAR - ein neues Radioteleskop für Effelsberg

Mittwoch, 17. Mai 2006

Dr. Rainer Beck, MPIfR

Die nächste Generation von Radioteleskopen sammelt Radiowellen nicht mehr mit einem Parabolspiegel, sondern mit einer großen Zahl von Dipolantennen, die fest auf dem Boden montiert sind. Die Erzeugung des Radiobildes übernimmt ein zentraler Computer. Im Prinzip kann ein solches Teleskop den gesamten Himmel gleichzeitig beobachten, sofern Datenspeicher und Rechenleistung ausreichend sind.

Das erste Radioteleskop dieser neuen Bauweise wird zur Zeit in den Niederlanden geplant, heisst LOFAR (Low Frequency Array) und arbeitet bei Frequenzen zwischen 30 MHz und 240 MHz (entsprechend 10 m - 1,2 m Wellenlänge). Die erste Station aus 96 Dipol-Antennen entsteht im Sommer 2006 bei Exloo in Westfriesland. Im Herbst wird eine ähnliche Station neben dem Radioteleskop Effelsberg aufgebaut, verbunden mit einer schnellen Datenleitung mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und weiter mit der Station in Exloo. Es sollen 76 Stationen in den Niederlanden, 10 Stationen in Deutschland und weitere in anderen Ländern Europas folgen.

LOFAR wird in einigen Jahren zum größten Teleskop der Welt und erlaubt den Vorstoß in bisher unerforschte Frequenzbereiche, also eine ideale Ergänzung für das 100-m Teleskop in Effelsberg. Die Radioastronomen hoffen, Signale von den ersten Gas-Strukturen im Kosmos aufzufangen. Ausserdem sollen riesige magnetische Plasma-Strukturen nachgewiesen werden, ausgeschleudert von Galaxien. Schließlich erhoffen sich die Sonnenphysiker neue Erkenntnisse über Strahlungsausbrüche der Sonne im Radiobereich.

Biographische Angaben:

Dr. Rainer Beck hat von 1969 bis 1975 an der Ruhr-Universität Bochum Physik und Astronomie studiert. Er hat 1979 in Bonn in Astronomie promoviert und ist seit 1980 Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. Sein Hauptarbeitsgebiet sind Magnetfelder in Galaxien; seine Forschungsgebiete umfassen darüber hinaus auch Radiohalos von Galaxien und Kosmische Strahlung. Er hat eine Reihe von Tagungen zu diesem Thema organisiert, zuletzt The Origin and Evolution of Cosmic Magnetism in Bologna (September 2005), und ist Mitherausgeber des Fachbuchs Cosmic Magnetic Fields. Er ist ebenso Mitherausgeber des "German LOFAR White Paper" (MPIfR 2005) und hat die erste deutsche LOFAR-Tagung im September 2005 in Köln organisiert.

Herausforderungen der modernen Radioastronomie

Mittwoch, 14. Juni 2006

Priv.-Doz. Dr. Jürgen Kerp, AIfA

Die Zukunft der Radioastronomie wird heute in zwei extrem unterschiedlichen Frequenzbereichen gesehen, zum einen im Submillimeter- zum anderen im Meter-Wellenlängenbereich. So unterschiedlich wie die beiden Wellenlängenbereiche, so unterschiedlich sind auch die technologischen Probleme, die zu bewältigen sind, um Teleskope zu entwickeln, die die letzten Geheimnisse über die Entwicklung des Universums enthüllen sollen.

Dieser Vortrag wird Ihnen einen Einblick geben in die spannende Forschung, die unterschiedlichen Herausforderungen, denen sich die Radioastronomie zu stellen hat, und die dabei zu überwindenden technologischen Hürden.

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 angestellt. Im Jahr 2004 hat er sich an der Universität Bonn im Fach Astronomie habilitiert.

Das Schicksal des Universums

Mittwoch, 5. Juli 2006

Dipl.-Phys. Simone Bernhart, MPIfR

Alle Materie zusammengenommen besitzt nicht genügend Schwerkraft, um die Ausdehnung des Weltalls zu stoppen. Sie wird vielmehr beschleunigt durch die der Schwerkraft entgegenwirkenden Eigenschaften der Dunklen Materie. Das bedeutet, dass die Milliarden von Galaxien, die wir heute mittels unserer Teleskope beobachten können, irgendwann aus unserem Blickfeld verschwunden sein werden. Die Milchstraße wird in einigen Milliarden Jahren die einzige Galaxie sein, die wir kennen. Andere nahe Galaxien - wie die Große Magellansche Wolke und die Andromeda-Galaxie M31 - werden mit der Milchstraße verschmolzen sein. Was jedoch zum Schluss übrig bleibt, sind Schwarze Löcher, die Asche ausgebrannter Sterne und die Schalen toter Planeten. Das Universum der Zukunft wird kalt und schwarz sein. Aber vielleicht ist das noch nicht das Ende...

Der Vortrag behandelt ein hochspekulatives Thema und gibt Einblick in das derzeit vorherrschende Meinungsbild führender Wissenschaftler über das mögliche Ende unseres Universums.

Biographische Angaben:

Dipl.-Phys. Simone Bernhart hat Physik und Astronomie an der Universität Bonn studiert. Im Jahr 2003 hat sie ihre Diplomarbeit an der Universität Bonn und dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie zum Thema "Weltraum-VLBI" (höchstauflösende Messungen mit einem weltweiten Netzwerk von Radioteleskopen und zusätzlich dem Weltraumteleskop "HALCA") verfertigt. Der Titel der Arbeit lautet: "Polarisationsmessungen am BL Lac-Objekt 0954+658 mittels Space-VLBI". Seit 2003 arbeitet sie in der Forschungsgruppe VLBI am MPI für Radioastronomie an einer Promotion zum Thema "Struktur und Kinematik in VLBI-Jets".

Das späte Leben der Sterne

Mittwoch, 2. August 2006

Dr. Thomas Driebe, MPIfR

Der Vortrag bietet einen kurzen Abriss über Leben und Vergehen der Sterne. Dabei wird auf eine Reihe fundamentaler Fragen aus Sicht der modernen Astrophysik eingegangen, die immer wieder von interessierten Laien an Wissenschaftler gestellt werden.

Was ist überhaupt ein Stern? Warum altern Sterne? Und wie verändern sich Sterne, wenn sie alt werden? Was geschieht dereinst mit der Sonne und welche Auswirkungen wird dies für das irdische Leben haben?

Biographische Angaben:

Dr. rer. nat. Thomas Driebe hat Physik an der Technischen Universität Berlin studiert und dort 1997 seine Diplomarbeit im Fachbereich Astrophysik zum Thema "Die Masse-Radius Relation fuer massearme Weiße Zwergsterne" verfertigt. Sein Promotionsstudium in Astronomie hat er an der Universität Bonn und dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn im Jahre 2001 mit einer Dissertation zum Thema "Die Entwicklung von Sternen mittlerer Masse von der Vorhauptreihe zum Asymptotischen Riesenast unter Berücksichtigung von Rotation" abgeschlossen. Seit Abschluss der Promotion arbeitet er als Post-Doc in der Arbeitsgruppe Infrarot-Interferometrie von Prof. Gerd Weigelt am MPIfR.

Radioastronomischer Empfang von künstlichen Signalen

Mittwoch, 6. September 2006

Dr. Axel Jessner, MPIfR

Im Gegensatz zu vielen anderen wissenschaftlichen Forschungsgebieten war die Radioastronomie nicht vor den technischen Anwendungen da, sondern sie entwickelte sich aus eher zufälligen Entdeckungen sehr schwacher natürlicher Signale von der Sonne und aus unserer Milchstraße. Radiosender werden nicht nur auf der Erde, sondern auch zur Kommunikation mit Raumsonden verwendet. Die Reichweite hängt nicht nur von der Sendeleistung, sondern auch von der Empfindlichkeit der Radioteleskope ab. Dies gibt klare Grenzen für die Möglichkeiten interstellarer Kommunikation und der Suche nach außerirdischen Zivilisationen.

Radioastronomische Instrumente sind millionenfach empfindlicher als handelsübliche Empfänger. Für diese Geräte haben auch schwache Störquellen eine enorme Reichweite. Gleichzeitig wird die Nutzung der von der Natur zur Verfügung gestellten Wellenbereiche auf der Erde immer intensiver. Dadurch werden die hochempfindlichen Instrumente der Radioastronomen mit einem zunehmenden Pegel unerwünschter Signale regelrecht zugestopft. Wie mit Lichtverschmutzung in der optischen Astronomie haben wir es mit zunehmender Verschmutzung der Radiobänder zu tun. Obwohl für die Radioastronomie nur ein winziger Bruchteil des Radiospektrums geschützt wird, sind hier viele Bestrebungen im Gange, die Frequenzfreihaltung zu unterlaufen oder ganz abzuschaffen, womit die Radioastronomie auch gleich mitabgeschafft würde.

Biographische Angaben:

Dr. Axel Jessner stammt aus Niedersachsen. Nach seiner Lehre als Physiklaborant bei den Mannesmann Röhrenwerken besuchte er das Abendgymnasium, und hat anschließend an den Universitäten Bonn und Cambridge Physik studiert. Er hat mit einer Arbeit über "Period finding on unregularly sampled data" am Institut für Astrophysik und extraterrestrische Forschung (heute Abteilung "Astrophysik" des Argelander-Instituts für Astronomie) der Universität Bonn promoviert. Seit 1985 arbeitet er am Radio-Observatorium Effelsberg in der Prozessrechnergruppe und in der Pulsarforschung. Axel Jessner vertritt das MPI für Radioastronomie bei CRAF, dem Europäischen Komitee für Radioastronomie-Frequenzen.

Ins Zentrum der Milchstraße: Gas, Staub und Sternentstehung

Mittwoch, 4. Oktober 2006

Dr. Sabine Philipp, MPIfR

Was liegt im Herzen unserer Galaxis? - Schaut man in einer klaren dunklen Nacht zu unserer Milchstraße empor, so erblickt man ein Band von Lichtpunkten, Sternen, welches immer wieder von dunklen Bereichen, Wolken aus interstellarem Staub, durchsetzt ist.

Dieser Staub verwehrt uns im visuellen Licht den Blick ins Zentrum der Galaxis. Jedoch haben Astronomen in den letzten Jahrzehnten durch Untersuchungen bei Infrarot-, Radio- und Röntgenwellenlängen einen relativ freien Blick auf das Zentrum der Milchstraße. Inzwischen ist die Detektortechnologie in diesen Wellenlängenbereichen auch soweit fortgeschritten, dass man z.B. hohe räumliche Auflösungen erzielen kann und somit erstaunliche Details erforschen kann.

Im Kernbereich unserer Galaxis wimmelt es nur so von exotischen Phänomenen und Objekten. Im Vortrag soll betrachtet werden, wie sich Gas und Staub im Zentralbereich unserer Galaxis verteilen, welche besonderen Objekte wir nahe des eigentlichen Zentrums der Milchstraße finden und wie deren Dynamik ist. Außerdem soll das Phänomen der Sternentstehung betrachtet werden und aufgezeigt werden, wie Astronomen aus der Beobachtung dieser jungen Sterne z.B. Rückschlüsse auf das eigentliche Zentralobjekt unserer Milchstraße ziehen können.

Biographische Angaben:

Dr. Sabine Philipp hat an der Eberhardt-Karls-Universität in Tübingen Physik studiert (1990-1994) und dort 1994 Ihre Diplomarbeit zum Thema "Atomare und Molekulare Bausteine im Universum in dem Rotverschiebungsbereich 1000>z>1" geschrieben. Ab 1995 promovierte sie bis 1998 am Institut für theoretische Astrophysik der Universität Heidelberg in einer Kollaboration mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (Bonn) zum Thema "Infrarotbeobachtung der Zentralregion unserer Milchstraße". Seit Abschluss der Promotion arbeitete sie zunächst als Post-Doc in der Arbeitsgruppe Milllimeter und Submillimeter Astronomie von Prof. Karl Menten und seit 2000 in dieser Arbeitsgruppe als Deputy Manager sowie Produkt- & Qualitätssicherungsverantwortliche für das Local Oscillator Subsystem des ESA HIFI/HERSCHEL Projekts sowie als wissenschaftlicher Mitarbeiterin.

Ein Blick in die Urzeit des Universums

Mittwoch, 15. November 2006

Dr. Dorothea Samtleben, MPIfR

Vor ca 40 Jahren gelang Arno Penzias und Robert Wilson durch Zufall die bahnbrechende Entdeckung eines Relikts aus der Frühzeit des Universums, der Kosmischen Hintergrundstrahlung, wofür ihnen der Physiknobelpreis 1978 zugesprochen wurde. Die alles umgebende Hintergrundstrahlung stammt aus den Anfängen des Universums, als das jetzt fast 14 Milliarden Jahre alte Universum erst wenige 100,000 Jahre alt war und die Materie noch nicht in festen Strukturen von Sternen und Galaxien existierte. Zu diesem Zeitpunkt war das Universum bereits soweit abgekühlt, dass sich aus dem existierenden Plasma aus geladenen Teilchen neutrale Wasserstoffatome bildeten, wodurch es durchsichtig wurde und sich Licht ungehindert ausbreiten konnte. Dadurch bietet uns die Strahlung aus jener Zeit einen einmaligen Schnappschuss vom Zustand des damaligen Universums.

Eine der ersten genauen Vermessungen der Hintergrundstrahlung stammt vom Satellitenprojekt COBE aus den 90er Jahren, für das John Mather und George Smoot dieses Jahr mit dem Physiknobelpreis 2006 ausgezeichnet wurden. Inzwischen enthüllen weitere Experimente, darunter das Satellitenprojekt WMAP, ein noch genaueres Bild von der Frühzeit des Universums.

Die Strahlung, die heute im Mikrowellenbereich sichtbar ist, enthält reichhaltige Informationen über die Zusammensetzung und Entwicklung des Universums. Für ihre noch tiefergehende Vermessung sind äußerst empfindliche Instrumente notwendig. In zukünftigen Experimenten werden daher hochsensitive Empfängerkameras mit Hunderten von Mikrowellen-Empfängern eingesetzt, um die Entwicklung des Universums und seine ersten Anfänge zu verstehen.

Der Vortrag wird eine Einführung in die Entwicklung des heutigen Universums und die Entstehung der kosmischen Hintergrundstrahlung geben. Ich werde zeigen, welche Informationen wir aus der genauen Vermessung der Strahlung gewinnen können und einen Überblick ueber die faszinierenden neuen Experimente geben.

Biographische Angaben:

Dr. Dorothea Samtleben hat in Hamburg Physik studiert und ihre Diplom- und Doktorarbeit (1997,2001) an Experimenten am Teilchenbeschleuniger HERA (DESY, Hamburg) angefertigt. 2002 wechselte sie in die Astrophysik und arbeitete an der Universität von Chicago am Experiment CAPMAP zur Vermessung der Kosmischen Hintergrundstrahlung mit. Seit Februar 2006 arbeitet sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Gruppe von Professor Karl Menten an QUIET, einem zukünftigen Experiment mit grossen Empfängerkameras zur Vermessung der Polarisation der Kosmischen Hintergrundstrahlung.