Rückkehr nach Neuseeland: SOFIA reist zum siebten Mal nach Christchurch

Nach einer zweijährigen Unterbrechung ist SOFIA für einen achtwöchigen Einsatz nach Christchurch, Neuseeland, zurückgekehrt. Eine Information der Universität Stuttgart, Deutsches SOFIA Institut.

Quelle: Universität Stuttgart 21. Juni 2022.

SOFIA landet am 18. Juni 2022 am Christchurch International Airport. (Bild: Florian Behrens / DSI)

21. Juni 2022 – Die Nachfrage der astronomischen Gemeinschaft nach Beobachtungen des südlichen Himmels ist wie immer groß, und das SOFIA-Team arbeitet daran, diese zu ermöglichen. In diesem Jahr war SOFIA bereits einmal für einen kurzen, zweiwöchigen Einsatz zur Beobachtung der Großen Magellanschen Wolke in Santiago de Chile, Chile. Jetzt, da die COVID-Reisebeschränkungen gelockert wurden, kehrt SOFIA zum siebten Mal nach Neuseeland zurück.
Das Deutsche SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart, das SOFIAs Betrieb auf deutscher Seite koordiniert, stellt dabei auch in Christchurch wieder sicher, dass das deutsche Teleskop an Bord der fliegenden Sternwarte immer einsatzbereit ist.

„Wir freuen uns nach einer zweijährigen coronabedingten Zwangspause nach Christchurch zurückzukehren, um bereits begonnene Projekte abschließen oder fortführen zu können und neue Bereiche des Südhimmels im Infraroten zu erforschen”, sagt Bernhard Schulz, SOFIA Science Mission Operations Deputy Director der Universität Stuttgart.

SOFIA hat während seiner bisherigen Betriebszeit bereits zwölf Einsätze fernab vom heimischen Einsatzort in Kalifornien absolviert, um z.B. Himmelsobjekte und Phänomene zu beobachten, die am heimischen Himmel von Palmdale aus nicht sichtbar sind. So konnte das SOFIA-Team Sternbedeckungen von Florida und Neuseeland aus beobachten. Die extrem guten atmosphärischen Bedingungen auf der Südhalbkugel in deren Winter erlauben einen ganz besonders störungsfreien Blick auf Sternentstehungsgebiete und die dort sichtbaren komplexen Wechselwirkungen zwischen neu entstandenen Sternen und den Gaswolken, aus denen sie selbst entstanden sind. Christchurch ist inzwischen fast so etwas wie SOFIAs zweites Zuhause. 2022 plant SOFIA 32 Flüge zur Beobachtung einer Vielzahl von Himmelsobjekten und -phänomenen, wie kosmische Magnetfelder, Kinematik bei der Sternentstehung und von kosmischer Strahlung angeregte Chemie im Weltraum.

Das magnetische Universum
Mit der High-resolution Airborne Wideband Camera Plus (HAWC+) an Bord von SOFIA können Astronomen und Astronominnen kosmische Magnetfelder auf vielen Skalen nachweisen. Zunächst wird das SOFIA-Team von Neuseeland aus die Magnetfelder in den zentralen Regionen unser eigenen Galaxie, der Milchstraße, kartieren und somit ein zentrales Langzeit-Programm von SOFIA vervollständigen.
Die meisten Sterne unserer und anderer Galaxien bilden sich allerdings in fadenförmige Strukturen voller kaltem Gas und Staub, sogenannten Filamenten. Daher wird das HAWC+-Instrument außerdem die Magnetfelder in diesen Filamenten detailliert messen, so dass Forscher und Forscherinnen untersuchen können, welche Rolle Magnetfelder mit ihren unsichtbaren Kräften bei der Sternentstehung in Filamenten spielen.

Oben: Während seines Aufenthalts in Neuseeland wird SOFIA Magnetfelder in unserer Galaxie, der Milchstraße, beobachten, wie hier in einer früheren Studie mit einem anderen SOFIA-Instrument dargestellt. Unten links: Das SOFIA Team 2019 im Einsatz in Christchurch, Neuseeland. Unten rechts: Grafik des Aufklebers für die Neuseelandmission 2022.(Bild: Oben: NASA/SOFIA/JPL-Caltech/ESA/Herschel. Unten links: NASA/Waynne Williams, Unten rechts: NASA/SOFIA/Cheryse Triano)

Blubbernde Sterne und ein Barometer für kosmische Strahlung
In der zweiten Hälfte des diesjährigen Neuseelandaufenthaltes wird das deutsche Instrument GREAT (German REceiver for Astronomy at Terahertz Frequencies) eine Vielzahl von Studien durchführen, darunter auch die Untersuchung der stellaren Rückkopplung in Sternentstehungsgebieten: Wie beeinflussen Sterne die Regionen um sie herum? Junge, massereiche Sterne erzeugen gewaltige Winde, die in die sie umgebende staubige Materie eindringen. Dadurch können sie eine erneute Sternentstehung auslösen oder diese unterdrücken und somit materiearme Blasen in den interstellaren Gas- und Staubwolken erzeugen. Mit diesen Daten wollen die Forschenden verstehen, wann und warum die Sternentstehung begünstigt oder abgeschwächt wird.

Wie ein Radio kann GREAT so eingestellt werden, dass es Signale bei ganz bestimmten Frequenzen empfängt. Während des Einsatzes in Neuseeland wird es so eingestellt sein, dass es unter anderem Hydridmoleküle registriert, also solche Verbindungen, die Wasserstoff (H) enthalten. Diese Moleküle gehörten zu den ersten chemischen Verbindungen, die sich in unserem Universum gebildet haben. Selbst heute entstehen sie gelegentlich unter ganz bestimmten, extremen Umständen und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können so ihre Entstehungsrate bestimmen. Allerdings sind diese Moleküle sehr empfindlich und können leicht durch vorbeifliegende kosmische Strahlung – also hochenergetische Teilchen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen – zerstört werden. Hydride sind also ein ausgezeichnetes Barometer für das Vorhandensein kosmischer Strahlung. Die von unserer Sonne erzeugte kosmische Strahlung ist gut verstanden, die kosmische Strahlung, die ihren Ursprung außerhalb unseres Sonnensystems hat, dagegen nicht. Das Verständnis des Gleichgewichts zwischen der Produktion und Zerstörung von Hydridmolekülen kann somit Aufschluss darüber geben, wo die kosmische Strahlung in Umgebungen außerhalb unseres Sonnensystems vorkommt.

Flugplan RAGNAR für SOFIAs ersten Flug von Christchurch am 21. Juni 2022. (Bild: Google Maps; SOFIA-Team)

Exzellente Astronomie
Viele der für Astronomen und Astronominnen wichtigsten Himmelsobjekte, wie das Zentrum der Milchstraße, sind entweder nur von der südlichen Hemisphäre aus sichtbar oder lassen sich von diesen Breitengraden aus besser beobachten. Drei Jahre nachdem die fliegende Sternwarte im Jahr 2010 die ersten Infrarotphotonen vom Nachthimmel empfing, also ihr sogenanntes „First Light“ hatte, reiste SOFIA erstmals nach Neuseeland. 2022 absolviert SOFIA ihren siebten Einsatz von „Down Under“ und hat inzwischen mit den hier gesammelten Daten einzigartige astronomische Ergebnisse erzielt.

„Umso unverständlicher ist es, dass NASA und DLR kürzlich verkündet haben, den Betrieb dieser voll funktionsfähigen Mission zum 30. September 2022 einstellen zu wollen, obwohl sie großartige Leistungen erbringt und sie sich auch weiterhin bezüglich Produktivität und Publikationsrate in einem deutlichen Aufwärtstrend befindet“, so Bernhard Schulz. „Zumal es für die nächsten 20 Jahre kein Nachfolgeobservatorium für das ferne Infrarot gibt und somit ein ganzer Bereich der Astronomie zerstört wird. Es bleibt abzuwarten, wie der US-Kongress sich in seinem Haushaltsvorschlag für das Finanzjahr 2023 dazu stellt. “

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