Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 31. Mai 2024.

31. Mai 2024 – Das Nationale Astronomische Forschungsinstitut von Thailand (NARIT) hat in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) den historisch ersten Nachweis astronomischer Radiosignale mit Hilfe der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) mit dem 40-m-Radioteleskop von Thailand (TNRT) erzielt. Das Experiment, das zusammen mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg in Deutschland durchgeführt wurde, stellt das erste erfolgreiche VLBI-Experiment in Thailand dar.

Bei der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) arbeiten mehrere Radioteleskope, die weit voneinander entfernt sind, manchmal sogar auf verschiedenen Kontinenten, zusammen, um Radiobilder höchster Auflösung zu erzeugen. VLBI ist ein äußerst anspruchsvoller Beobachtungsmodus, bei dem die von den einzelnen Teleskopen aufgezeichneten Signale genau aufeinander abgestimmt und addiert werden müssen. Auf diese Weise werden die beiden Teleskope zu einem riesigen virtuellen Teleskop mit einem Auflösungsvermögen (Fähigkeit, extrem kleine Dinge in weiter Entfernung zu sehen) kombiniert, das viele tausend Mal besser ist als das der einzelnen Teleskope.

Die erfolgreichen VLBI-Beobachtungen mit dem TNRT und den Effelsberger Radioteleskopen wurden am 16. Mai 2024, UTC 14:00-17:00 Uhr, im Frequenzbereich von 1,658-1,674 GHz durchgeführt. Der Abstand zwischen den beiden Teleskopen beträgt ca. 8.500 km. Das führt zu einer Auflösung von 4,4 Millibogensekunden, mehr als 13.000 Mal besser als die des menschlichen Auges. Wäre das menschliche Auge zu einer solchen Auflösung fähig, könnte man auf dem Mond den Mittelkreis eines Fußballfeldes sehen.

Während des Experiments beobachtete das Team vier extragalaktische Radiogalaxien und Quasare: OJ287, 3C273, M87 (Virgo A) und J2005+7752. Das sind helle astronomische Objekte für Beobachtungen in Radiowellenlängen. Die Daten wurden mit einem hochmodernen digitalen Verarbeitungs- und Aufzeichnungssystem aufgezeichnet: dem Effelsberg Direct Digitization (EDD) System, das einen Teil des vom MPIfR entwickelten Universal Software Backend (USB) darstellt. Alle Mitglieder des Teams, die diese Leistung möglich gemacht haben, sind im Abschnitt „Hintergrundinformationen“ aufgeführt.

Durch elektronische Datenübertragung vom thailändischen Nationalen Radioastronomie-Observatorium (TNRO) an das MPIfR und Signalverarbeitung, um eine Apertursynthese mit Hilfe des VLBI-Datenkorrelators am MPIfR zu erreichen, wurden schließlich bei allen beobachteten Objekten korrelierte VLBI-Radiosignale (sogenannte „Fringes“) nachgewiesen. Die nachgewiesenen Signale zeigten korrelierte Amplituden mit Signal-Rausch-Verhältnissen, die den Erwartungen für diese Quellen entsprechen.

Dr. Gundolf Wieching, Abteilungsleiter der Elektronikabteilung am MPIfR, sagt: „Es war uns eine große Freude, die erfolgreiche Reise des NARIT-Teams zu den ersten VLBI-Beobachtungen in Thailand zu begleiten. Das ist ein bedeutender Meilenstein, der durch die tolle Arbeit des NARIT-Teams möglich wurde, und zeigt das Potenzial des 40m-TNRT-Teleskops in Thailand für die zukünftige Wissenschaft.“

Dr. Koichiro Sugiyama, leitender Wissenschaftler des TNRO im NARIT, erklärt: „Es ist uns eine Ehre, diesen historischen Moment der ersten VLBI-Signaldetektion des 40-m-TNRT gemeinsam mit dem exzellenten Team des MPIfR zu begrüßen. Dies ist die Geburtsstunde der Radioastronomie mit VLBI-Technik in Thailand. Auf der Grundlage dieses schönen Erfolgs freuen wir uns darauf, die Forschungszusammenarbeit mit der weltweiten Radioastronomie-Gemeinschaft durch VLBI-Beobachtungen zu beschleunigen und zu stärken.“

Dieses erfolgreiche Experiment ist der erste wichtige Schritt zur Erweiterung der Forschungsfelder und -möglichkeiten mit dem 40-m-TNRT durch die weltweite Zusammenarbeit mit VLBI-Netzwerken wie dem europäischen VLBI-Netzwerk, dem Very Long Baseline Array, dem ostasiatischen VLBI-Netzwerk, dem Australian Long Baseline Array, dem Asia Pacific Telescope, dem Global VLBI Array und vielen anderen. Dies bildet auch eine solide Grundlage für die Errichtung eines nationalen VLBI-Arrays in Thailand, des so genannten TVA, und eines nächsten regionalen VLBI-Netzwerks in Südostasien, dem so genannten SEAVN, in Zusammenarbeit mit Indonesien, Malaysia, Vietnam usw. in naher Zukunft.

Hintergrundinformation:
Die Unterzeichnung eines „Memorandum of Understanding“ (MoU) zwischen NARIT und MPIfR fand im Jahr 2012 statt, unter anderem mit Assoc. Prof. Boonrucksar Soonthornthum, Gründungsdirektor von NARIT; Prof. Karl Menten, Geschäftsführender Direktor des MPIfR und Direktor der Forschungsabteilung Millimeter- und Submillimeterastronomie; Prof. Michael Kramer, Direktor der Forschungsabteilung Fundamental Physics in Radio Astronomy. An der „Annex Signing“-Zeremonie im Jahr 2018 nahmen Dr. Ewan Barr, Gruppenleiter Elektronik, Softwareentwicklung; Dr. Gundolf Wieching, Abteilungsleiter der Elektronikabteilung; Prof. Michael Kramer und Prof. Anton Zensus, Geschäftsführer und Direktor der Forschungsabteilung Radioastronomie/VLBI, alle vom MPIfR, sowie Dr. Saran Poshyachinda, Exekutivdirektor des NARIT; Dr. Suvit Maesincee, thailändischer Minister für Wissenschaft und Technologie; Dr. Manop Sittidech, Ministerberater (Wissenschaft und Technologie) teil.

Zu den Mitgliedern der Arbeitsgruppe, die diesen ersten VLBI-Signalnachweis erzielte, gehören Gundolf Wieching, Ewan Barr, Niclas Esser, Uwe Bach, Jan Wagner, Jason Wu, Jompoj Wongphechauxsorn (alle MPIfR) sowie Koichiro Sugiyama, Spiro Sarris, Teep Chairin Nobuyuki Sakai, Naphat Yawilerng, Nikom Prasert, Prachayapan Jiraya, Pathit Chatuphot, Haseng Sani (alle NARIT).

NARIT-Pressemitteilung
Dawn of Radio Astronomy with Very Long Baseline Interferometry in Thailand
NARIT-Pressemitteilung vom 31. Mai 2024 (in englischer Sprache)
https://www.narit.or.th/en/4305_dawn_of_radio_astronomy

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• Radioastronomie

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 23. November 2023.

23. November 2023 – Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Michael Kramer und Kuo Liu vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie hat eine seltene Art ultradichter Sterne, so genannter Magnetare, untersucht, um ein zugrunde liegendes Gesetz zu entdecken, das universell für eine ganze Reihe von Objekten, die so genannten Neutronensterne, zu gelten scheint. Dieses Gesetz gibt Aufschluss darüber, wie diese Quellen Radiostrahlung erzeugen, und es könnte eine Verbindung zu den rätselhaften Strahlungsausbrüchen (Fast Radio Bursts) herstellen, die im fernen Universum angesiedelt sind.

Neutronensterne sind die kollabierten Kerne massereicher Sterne, bei denen bis zu zwei Sonnenmassen in einer Kugel von weniger als 25 km Durchmesser konzentriert sind. Infolgedessen ist die Materie dort die am dichtesten gepackte im beobachtbaren Universum, wobei Elektronen und Protonen zu Neutronen komprimiert werden; daher der Name für diese Objekte. Mehr als 3000 Neutronensterne können als Radiopulsare beobachtet werden, die einen gebündelten Radiostrahl aussenden, der von der Erde aus als pulsierendes Signal sichtbar ist, wenn der rotierende Pulsar sein Licht in Richtung unserer Teleskope abstrahlt.

Das Magnetfeld von normalen Pulsaren ist bereits Billionen Mal stärker als das Magnetfeld der Erde, aber es gibt eine kleine Gruppe von Neutronensternen, deren Magnetfeld sogar noch 1000 Mal stärker ist! Dies sind die so genannten Magnetare. Von den etwa 30 bekannten Magnetaren wurden sechs auch als Radiostrahler entdeckt, zumindest zeitweise. Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) mit Unterstützung von Kollegen der Universität Manchester die einzelnen Pulse von Magnetaren im Detail untersucht und eine Unterstruktur in ihnen entdeckt. Es stellte sich heraus, dass eine ähnliche Pulsstruktur auch in Pulsaren, in schnell rotierenden Millisekunden-Pulsaren, und in weiteren Neutronensternquellen, den so genannten „Rotating Radio Transients“, beobachtet wurde.

Zu ihrer Überraschung stellten die Forscher fest, dass die Zeitskalen von Magnetaren und die der anderen Arten von Neutronensternen alle der gleichen universellen Beziehung folgen und genau mit der Rotationsperiode skalieren. Die Tatsache, dass sich ein Neutronenstern mit einer Rotationsperiode von weniger als ein paar Millisekunden und ein Neutronenstern mit einer Periode von fast 100 Sekunden wie ein Magnetar verhalten, deutet darauf hin, dass der eigentliche Ursprung der Subpulsstruktur bei allen Neutronensternen, die Radiostrahlung aussenden, derselbe sein muss. Das gibt Informationen über den Plasmaprozess, der für die Radioemission verantwortlich ist, und bietet eine Möglichkeit, ähnliche Strukturen, die in FRBs zu sehen sind, als Ergebnis einer entsprechenden Rotationsperiode zu interpretieren.

„Als wir damit anfingen, die Emission von Magnetaren mit der von FRBs zu vergleichen, erwarteten wir durchaus Ähnlichkeiten“, erinnert sich Michael Kramer, Erstautor der Studie und Direktor am MPIfR. „Was wir nicht erwartet haben, ist, dass alle radiostrahlenden Neutronensterne diese universelle Skalierung teilen.“

„Wir gehen davon aus, dass Magnetare durch Magnetfeldenergie angetrieben werden, während die anderen durch ihre Rotationsenergie angetrieben werden“, ergänzt Kuo Liu. „Einige sind sehr alt, andere sehr jung, und doch scheinen alle diesem Gesetz zu folgen.“

Gregory Desvignes beschreibt das Experiment: „Wir haben die Magnetare mit dem 100-m-Radioteleskop in Effelsberg beobachtet und unsere Ergebnisse auch mit Archivdaten verglichen, da Magnetare nicht ständig Radioemission aussenden.“ „Da die Radioemission von Magnetaren nicht immer vorhanden ist, muss man flexibel sein und schnell reagieren, was mit Radioteleskopen wie dem in Effelsberg auch möglich ist“, ergänzt Ramesh Karuppusamy.

Für Ben Stappers, Mitautor der Studie, ist der spannendste Aspekt des Ergebnisses die mögliche Verbindung zu FRBs: „Wenn zumindest einige FRBs von Magnetaren verursacht werden, könnte die Zeitskala der Substruktur im Strahlungsausbruch uns die Rotationsperiode der zugrunde liegenden Magnetarquelle verraten. Wenn wir diese Periodizität in den Daten finden, wäre dies ein Meilenstein für die Erklärung dieser Art von FRBs als Radioquellen.“

„Mit den neuen Ergebnissen machen wir uns nun auf, das Rätsel zu lösen“, schließt Michael Kramer.

Weitere Informationen
Magnetare gehören zu den energiereichsten Neutronensternen, was auf ihre extrem starken Magnetfelder zurückzuführen ist. Von den über dreißig bisher entdeckten Magnetaren sind nur sechs bekannt, die Radioemission zeigen. In letzter Zeit hat das Forschungsinteresse an ihren Eigenschaften drastisch zugenommen, da sie möglicherweise mit schnellen Radiostrahlungsausbrüchen (FRBs) in Verbindung stehen. FRBs sind kurzzeitige Ausbrüche von Radioemissionen von nur wenigen Millisekunden Dauer, die von außergalaktischen Quellen erzeugt werden. Obwohl der Ursprung der FRBs noch nicht geklärt ist, wird spekuliert, dass Magnetare eine der möglichen FRB-Quellen darstellen.

Schon bald nach der Erstentdeckung von Pulsaren wurden Substrukturen mit kurzzeitiger, konzentrierter Emission in ihrem Radiosignal gefunden. Typischerweise hat die Substruktur eine charakteristische Quasiperiodizität und Breite, die beide mit der Rotationsperiode des Pulsars skalieren. Diese Beziehung ist seit Jahrzehnten für normale Pulsare bekannt und wurde in den letzten Jahren auf die Millisekunden-Pulsare ausgedehnt. In jüngster Zeit wurde die gleiche Art von Mikroimpulsen kurzer Dauer auch bei einigen FRBs beobachtet. Das deutet darauf hin, dass bei all diesen kosmischen Quellen ein ähnlicher Emissionsprozess zugrunde liegt.

Für die Untersuchung wurden Beobachtungen von allen sechs Magnetaren verwendet, die Radioastrahlung aussenden. Die Beobachtungen wurden mit dem 100-m-Radioteleskop in Effelsberg im CX-Band (zwischen 4 und 8 GHz) und einigen anderen Radioteleskopen der 100-m-Klasse rund um den Globus durchgeführt.

Autoren der Veröffentlichung sind Michael Kramer, Kuo Liu, Gregory Desvignes, Ramesh Karuppusamy und Ben W. Stappers. Die ersten vier Autoren sind Mitarbeiter des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie.

Originalpublikation:
M. Kramer et al.: “Quasi-periodic sub-pulse structure as a unifying feature for radio-emitting neutron stars”, in Nature Astronomy, 23 November 2023
doi.org/10.1038/s41550-023-02125-3
https://www.nature.com/articles/s41550-023-02125-3
prf: https://www.nature.com/articles/s41550-023-02125-3.pdf

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• Neutronensterne, Pulsare, Magnetare

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 27. Juli 2023.

27. Juli 2023 – Der „Tag der Offenen Tür“ bietet eine hervorragende Gelegenheit, ganz nah an das große 100-m-Radioteleskop heranzukommen und vielleicht sogar die erste Teleskopplattform in 20 Metern Höhe betreten zu können.

Das Teleskop ist auch heute, mehr als 50 Jahre nach seiner Inbetriebnahme, das größte voll bewegliche Radioteleskop Europas. Es liegt, geschützt vor Störstrahlung von außen, in einem Tal bei Bad Münstereifel-Effelsberg, ca. 40 km südwestlich von Bonn. Auf dem Institutsgelände befindet sich auch eine Station des europäischen LOFAR-Teleskopnetzwerks für Radiobeobachtungen im Meterwellenbereich.

Am 9. September 2023 ist jedermann willkommen, das Institutsgebäude mit dem Steuerraum, von dem aus das Radioteleskop betrieben wird, und insbesondere das Teleskop selbst aus nächster Nähe zu besichtigen.

Beim Zugang auf die Elevationsbühne in 20 m Höhe sei darauf hingewiesen, dass dafür festes Schuhwerk erforderlich ist, ebenso ein guter Gesundheitszustand und keine Höhenangst. Dieser Teil des Programms ist für kleine Kinder nicht geeignet.

Es wird kein Eintritt erhoben und es ist keine vorherige Anmeldung erforderlich.

Wann: Samstag, 9. September 2023, 10:00 – 17:00 Uhr

Wo: Radio-Observatorium Effelsberg, Max-Planck-Straße, 53902 Bad Münstereifel (zum Parken bitte den Hinweisen vor Ort in Lethert bzw. Effelsberg folgen)

Was: Tag der Offenen Tür am Radioteleskop Effelsberg

Poster: TDOT2023 (PDF-Datei, 0,5 MByte)

Das Gelände des Radio-Observatoriums im Effelsberger Bachtal wird über einen Fußweg vom Parkplatz aus erreichbar sein. Für Personen mit körperlichen Einschränkungen wird ein Pendelbus eingesetzt werden.

Genauere Informationen zum Programm der Veranstaltung am Radioteleskop Effelsberg werden zu einem späteren Zeitpunkt auf dieser Webseite präsentiert.

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Quelle: Universität Stuttgart 16. Juni 2023.

16. Juni 2023 – Seit Jahrzehnten erforschen Astronomen und Astronominnen die Kräfte, die das Innere von Galaxien bestimmen: Schwerkraft, kinetische Energie, stellare Strahlung, Gasdruck. Die Bedeutung von Magnetfeldern für die Entwicklung von Galaxien ist allerdings noch weitgehend unverstanden – und das, obwohl sie bis zur Hälfte des gesamten Energiehaushalts des Gases in einer Galaxie ausmachen können. Beobachtungen des warmen diffusen Gases zwischen den Sternen im Radiowellenbereich deuten darauf hin, dass vermutlich alle Galaxien von einem geordneten großskaligen Magnetfeld gewaltiger Dimension durchzogen sind. Aber wie sieht es auf kleineren Skalen wie etwa den kalten dichten Molekülwolken aus, in denen Sterne entstehen? Befinden sich dort ähnlich geordnete Magnetfelder? Regulieren diese womöglich die Geschwindigkeit der Sternentstehung? Beeinflussen sie die Bildung der molekularen Wolken oder die Kinematik der Scheibe einer Spiralgalaxie?

Um diesen Fragen nachzugehen, hat ein internationales Team um Alejandro Borloff vom NASA Ames Research Center im Rahmen des SOFIA-Legacy-Programms SALSA (Survey on extragALactic magnetiSm with SOFIA) die Magnetfelder von 14 Galaxien in der Nachbarschaft der Milchstraße untersucht. Dazu haben die Forschenden die Galaxien mit der hochauflösenden Airborne Wideband Camera HAWC+ an Bord von SOFIA im fernen infraroten Wellenlängenbereich bei zwischen 53 und 214 Mikrometern beobachtet. Nur bei diesen Wellenlängen können Forschende die Magnetfelder in den kalten, dichten Molekülwolken der Sternentstehungsgebiete vermessen. Allerdings sind Magnetfelder von Natur aus schwer bzw. nur indirekt zu detektieren, sodass die Forschenden einen Trick anwenden: In den Molekülwolken befinden sich längliche Staubkörner geringer Ausdehnung, die sich senkrecht zum Magnetfeld ausrichten, sodass die Strahlung, die von diesen Staubkörnern ausgeht, polarisiert ist. Mit dem HAWC+-Instrument konnte das Team um Alejandro Borloff dieses polarisierte, ferninfrarote Licht der magnetisch ausgerichteten Staubkörner beobachten und daraus anschließend die Orientierung der Magnetfelder in den Molekülwolken ableiten.

Ein Vergleich mit Radiodaten vom Effelsberg-Teleskop in Deutschland und Very Large Array in New Mexico bei Wellenlängen von wenigen Zentimetern, die beide für die polarisierte Strahlung aus dem weniger dichten Gas der Galaxien empfindlich sind, zeigt Erstaunliches: Spiralgalaxien neigen zwar dazu Magnetfelder zu haben, die auf großen Skalen den Spiralarmen aus Gas und Sternen folgen. Die mit SOFIA abgeleiteten Magnetfelder auf den kleineren Skalen der Molekülwolken sind jedoch chaotischer und weniger geordnet als die mit Radioteleskopen beobachteten. „Die Ergebnisse des Projektes SALSA sind sehr wichtig“, erläutert Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und Ko-Autor der veröffentlichten Studie. “Zum ersten Mal gibt es Polarisationsdaten von Galaxien mit ähnlicher Winkelauflösung wie die unserer Radiokarten im Ferninfrarot, sodass sich die Magnetfeldstruktur im kalten interstellaren Medium mit der im warmem interstellaren Medium vergleichen lässt. Die Strukturen sind ähnlich, aber es gibt auch signifikante Unterschiede, z.B. in Regionen zwischen den Spiralarmen und in den Außengebieten der galaktischen Scheiben. Die Ähnlichkeit der im Ferninfrarot- und Radiobereich gemessenen Magnetfeldstrukturen ist ein starkes Argument für die Aktivität von galaktischen Dynamos, deren Theorie vor rund 50 Jahren in Deutschland, den USA und Russland entwickelt wurde.“

Das SALSA-Projekt umfasst neben sogenannten Starburst-Galaxien, die mit einer unglaublich hohen Rate Sterne bilden – oft als Folge einer Kollision zwischen Galaxien oder anderer gravitativer Störungen – auch Galaxien, die ein supermassereiches Schwarzes Loch beherbergen, das energiereiche Jets aus ionisiertem Gas senkrecht zur galaktischen Ebene rauschleudert. Die SALSA-Ergebnisse zeigen, dass SOFIA das Magnetfeld, das parallel zu diesen Ausströmungen in Starburst-Galaxien ausgerichtet ist, im Ferninfraroten besser detektieren kann als Radioteleskope. Radioteleskope hingegen sind tendenziell empfindlicher für die Magnetfelder im diffusen Gas in den Regionen zwischen den Spiralarmen der Wirtsgalaxien. Bei einigen Galaxien wie etwa NGC 2146 ist SOFIA mithilfe der HAWC+-Beobachtungen bei verschiedenen Wellenlängen sogar in der Lage, zwischen dem Magnetfeld des galaktischen Ausflusses und dem der galaktischen Ebene zu unterscheiden.

Das von den magnetisch ausgerichteten Staubkörnern im kalten, dichten interstellaren Medium ausgestrahlte Ferninfrarotlicht zeigt, dass Magnetfelder untrennbar mit der Sternentstehung verbunden sind: Dieselben Prozesse, die neue Sterne bilden, können gleichzeitig die Stärke und Struktur der umliegenden Magnetfelder beeinflussen. Die Ergebnisse des SALSA-Projekts zeigen, dass die Magnetfelder in turbulenten, dichten, sternbildenden Gaswolken ungeordneter sind als im diffusen interstellaren Gas – ein Effekt, der vermutlich direkt mit den Auswirkungen der von Sternbildung freigesetzten Energie zusammenhängt. Verschiedene Wellenbereiche (Ferninfrarot, Radio) offenbaren Regionen mit unterschiedlicher Magnetfeldstruktur. Hochauflösende Polarisationsbeobachtungen von Galaxien im fernen Infrarot, wie sie mit HAWC+ an Bord von SOFIA geliefert werden konnten, sind für das Verständnis der Rolle von Magnetfeldern in der Entwicklung des Universums von Bedeutung.

Über SALSA:
SALSA – Das Joint Legacy Program „SALSA – Survey of Extagalactic Magnetism with SOFIA“ zielt darauf ab, ein umfassendes empirisches Bild der magnetischen Feldstärke und Struktur im mehrphasigen ISM von Galaxien zu erstellen. Zum ersten Mal wird eine polarimetrische FIR-Durchmusterung von nahen Galaxien durchgeführt. Diese Ergebnisse werden mit radio-polarimetrischen und optischen spektroskopischen Beobachtungen kombiniert, um die Magnetfeldstärke/-struktur sowie die Gasdynamik als Funktion der Eigenschaften der Wirtsgalaxie und der galaktischen Umgebung auf der kpc-Skala zu bestimmen. Die polarimetrischen Beobachtungen dieses Legacy-Programms mit großem Feld und mehreren Wellenlängen werden einen entscheidenden Schritt darstellen, der den grundlegenden Rahmen für die Magnetfeldstruktur in den molekularen Gasscheiben naher Galaxien im kpc-Maßstab schaffen wird.

Über SOFIA:
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und FKZ 50 OK 2002) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Die SOFIA-Aktivitäten werden auf deutscher Seite von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR koordiniert und vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart durchgeführt, auf amerikanischer Seite von der NASA und der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente wurde finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

Originalveröffentlichung:
Extragalactic magnetism with SOFIA (SALSA Legacy Program) — V: First results on the magnetic field orientation of galaxies,
https://arxiv.org/abs/2303.13586,
pdf: https://arxiv.org/pdf/2303.13586.

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• Stratosphären-Observatorium SOFIA

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 11. Mai 2023.

11. Mai 2023 – Kann man mit Außerirdischen „sprechen“? Was passiert, wenn man einem Schwarzen Loch zu nahe kommt? Wie weit ist der Mond von der Erde entfernt? Antworten auf diese und viele weitere spannende Fragen erhalten Schüler und Schülerinnen in unserem Projekt “MoonBounce – Eine Reise zum Mond und zurück”. Die Bewerbungsphase für Schulen startet heute.

Normalerweise „hört“ das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn (MPIfR) in das Weltall hinein, indem mit dem großen Radioteleskop in Effelsberg Radiowellen aus weit entfernten Regionen des Universums empfangen werden. Schulen haben im aktuellen Wissenschaftsjahr 2023 – „Unser Universum“ nun die Möglichkeit, Radiosignale ins Weltall zu schicken. Hierfür hat ein Team von Ingenieuren und Wissenschaftlern um Prof. Dr. Michael Kramer eine mobile Antenne gebaut, die wie ein kleines Radioteleskop aussieht und – im Gegensatz zum Effelsberger Teleskop – in der Lage ist, Signale zu senden. Die Schülerinnen und Schüler schicken diese nicht einfach ziellos in die Tiefen unseres Universums, sondern zielgerichtet zum Mond, wo diese dann zur Erde hin reflektiert werden. Die reflektierten Signale werden anschließend vom Radioteleskop Effelsberg aufgefangen und die Schülerinnen und Schüler können live per Videokonferenzschaltung die Ankunft der Botschaft 2,6 Sekunden später am Teleskop verfolgen. Auf diese Weise können sie spielerisch das Konzept der endlichen Lichtgeschwindigkeit, eines Grundpfeilers unseres Verständnisses von Physik und Astronomie, verstehen.

Das Team um Prof. Dr. Oliver Schwarz vom Lehrstuhl für Didaktik in der Physik an der Universität Siegen hat zu MoonBounce didaktisches Begleitmaterial entwickelt, mit dem Lehrer und Lehrerinnen ihre Klassen inhaltlich die Durchführung des Experiments vor- und nachbereiten und spannende Fragestellungen zu den Themen „Radioastronomie“ sowie „Unser Universum“ im allgemeinen bearbeiten können.

Jetzt bewerben!
Sie haben Interesse und möchten, dass wir zur Durchführung der Experimente mit unserer Sendeantenne auch an Ihre Schule kommen? Dann freuen wir uns auf Ihre Bewerbung bis zum 31.05.2023. Auf der Webseite des MoonBounce-Projekts (https://www.moonbounce.tel/) finden Sie einen Bewerbungsleitfaden sowie die Termine, zu denen die Durchführung von MoonBounce während der Unterrichtszeiten möglich ist.

Alle Schulen, die sich beteiligen, haben zusätzlich die Chance, in einem Quiz ihr astronomisches Wissen unter Beweis zu stellen und eine Führung in Effelsberg zu gewinnen.

Funkamateure und Funkamateurinnen gesucht
Für die erfolgreiche Durchführung von MoonBounce suchen wir außerdem deutschlandweit Funkamateure und Funkamateurinnen, die Lust haben, uns bei den Experimenten an den Schulen zu unterstützen (siehe auch Pressemitteilung des DARC: https://www.deutscherpresseindex.de/2023/05/05/funkamateure-fuer-moonbounce-gesucht/). Ein kurzes Motivationsschreiben mit Informationen zu Erfahrungen in der Durchführung von Funkkontakten, insbesondere in Zusammenarbeit mit Kinder- und Jugendgruppen, nehmen wir gerne per E-Mail entgegen: moonbounce(at)mpifr-bonn.mpg.de

Es handelt sich um ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Projekt im Wissenschaftsjahr 2023 – Unser Universum.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 23. Februar 2023.

23. Februar 2023 – Eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn präsentiert wichtige neue Ergebnisse zur Galaxie OJ 287, die auf den bisher dichtest getakteten und längsten Beobachtungen vom Radio- bis zum Hochenergiefrequenzbereich basieren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren in der Lage, entscheidende Tests von Modellvorhersagen durchzuführen, die ein Paar Schwarzer Löcher im Zentrum dieser Galaxie beschreiben. Dazu wurden verschiedene Beobachtungsinstrumente wie das Radioteleskop Effelsberg und das Neil-Gehrels-Swift-Observatorium eingesetzt. Zum ersten Mal wurde eine unabhängige Bestimmung der Masse des Schwarzen Lochs durchgeführt und der Anteil der Materie in der umgebenden Akkretionsscheibe konnte abgeschätzt werden.

Die Resultate zeigen, dass ein außergewöhnlich großes Schwarzes Loch von mehr als 10 Milliarden Sonnenmassen nicht mehr erforderlich ist. Stattdessen sprechen die Ergebnisse für Modelle mit einer kleineren Masse des primären Schwarzen Lochs in der Größenordnung von 100 Millionen Sonnenmassen. Mehrere bisher nicht gelöste Rätsel, darunter das scheinbare Ausbleiben des letzten großen Strahlungsausbruchs von OJ 287 (der jetzt identifiziert wurde) und der viel diskutierte Emissionsmechanismus während der Hauptausbrüche, können auf diese Weise geklärt werden. Zusätzlich konnten Ergebnisse zur Blazar-Physik gewonnen werden, die Prozesse in der Nähe der Startregion des Jets aufzeigen.

Diese Ergebnisse sind von großer Bedeutung für die theoretische Modellierung von engen Paaren supermassereicher Schwarzen Löcher und ihrer Entwicklung, für das Verständnis des Zusammenspiels von Akkretion und der Entstehung von Jets Schwarzer Löcher, für künftige Pulsar-Timing-Messungen und den Nachweis von Gravitationswellen aus diesem System mit weltraumgestützten Observatorien sowie für eine direkte räumliche Auflösung dieses Systems mit dem Event-Horizon-Teleskop oder dem künftigen SKA-Observatorium.

Die Präsentation der Ergebnisse erfolgt in zwei aktuellen Veröffentlichungen in den Fachzeitschriften „MNRAS Letters“ und „The Astrophysical Journal“.

Blazare sind Galaxien mit starken, langlebigen Jets aus relativistischen Teilchen, die in unmittelbarer Nähe ihres zentralen supermassereichen Schwarzen Lochs ausgestoßen werden.

Wenn zwei Galaxien kollidieren und miteinander verschmelzen, entstehen supermassereiche binäre Schwarze Löcher. Solche Binärsysteme sind von großem Interesse, da sie eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Galaxien und dem Wachstum von Schwarzen Löchern spielen. Außerdem sind miteinander verschmelzende Binärsysteme die stärksten Quellen von Gravitationswellen im Universum. Die künftige Satellitenmission LISA („Laser Interferometer Space Antenna“) der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) zielt auf den direkten Nachweis solcher Wellen ab. Die Suche nach Systemen binärer Schwarzer Löcher ist derzeit in vollem Gange.

OJ 287 ist ein heller Blazar in Richtung des Sternbilds Krebs in einer Entfernung von ca. 5 Milliarden Lichtjahren. Er ist einer der besten Kandidaten für ein kompaktes binäres supermassereiches Schwarzes Loch. Das Markenzeichen von OJ 287 sind außergewöhnliche Strahlungsausbrüche, die sich alle 11 bis 12 Jahre wiederholen. Einige dieser Ausbrüche sind so intensiv, dass OJ 287 vorübergehend zum hellsten Blazar am Himmel wird. Die sich wiederholenden Ausbrüche sind so bemerkenswert, dass in der Literatur eine Reihe verschiedener Binärmodelle zur Erklärung dieser Ausbrüche vorgeschlagen wurden. Da ein zweites Schwarzes Loch im System das massereichere Schwarze Loch umkreist, stört es entweder den Jet oder die Akkretionsscheibe des massereicheren Schwarzen Lochs und ruft auf diese Weise eine periodische Modulation der Helligkeit von OJ 287 hervor.

Bislang gab es jedoch keine direkte, unabhängige Bestimmung der Masse des primären Schwarzen Lochs, und keines der Modelle konnte in systematischen Beobachtungskampagnen kritisch geprüft werden, da diese Kampagnen über keine breitbandige Abdeckung der Strahlung in vielen verschiedenen Frequenzen verfügten. Zum ersten Mal wurden nun zahlreiche Sätze von gleichzeitigen Röntgen-, UV- und Radiobeobachtungen sowie optischer und Gammastrahlenbänder genutzt. Ermöglicht wurden die neuen Erkenntnisse durch das MOMO-Projekt („Multiwavelength Observations and Modelling of OJ 287“), das eine der dichtesten und am längsten andauernden Mehrfrequenz-Beobachtungskampagnen aller Blazare, die auch Röntgenstrahlung einbeziehen, darstellt, außerdem die dichteste jemals für OJ 287 durchgeführte Beobachtungskampagne.

„OJ 287 ist ein exzellentes Labor, um die physikalischen Bedingungen zu untersuchen, die in einer der extremsten astrophysikalischen Umgebungen herrschen: Scheiben und Jets von Materie in unmittelbarer Nähe von einem oder zwei supermassereichen Schwarzen Löchern“, sagt Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), die Erstautorin der beiden hier vorgestellten Studien. „Deswegen haben wir das Projekt MOMO initiiert. Es bedient sich dicht getakteter Beobachtungen von OJ 287 bei mehr als 14 Frequenzen vom Radio- bis zum Hochenergiebereich, die sich über Jahre erstrecken, sowie spezieller Nachbeobachtungen von mehreren boden- und weltraumgestützten Observatorien aus, wenn der Blazar in außergewöhnlichen Zuständen gefunden wird.“

„Tausende von Datensätzen wurden bereits aufgenommen und ausgewertet. Das macht OJ 287 zu einem der am besten überwachten Blazare im UV-Röntgen-Radio-Bereich“, fügt Ko-Autor Alex Kraus vom MPIfR hinzu. „Das Radioteleskop Effelsberg und die Weltraummission Swift spielen eine zentrale Rolle in dem Projekt.“

Das Radioteleskop Effelsberg liefert Informationen über ein breites Spektrum von Radiofrequenzen, während das Neil-Gehrels-Swift-Observatorium genutzt wird, um gleichzeitig UV-, optische und Röntgendaten zu erhalten. Hochenergetische Gammastrahlendaten vom Fermi-Observatorium sowie Radiodaten vom Submillimeter Array (SMA) auf dem Maunakea/Hawaii wurden ebenfalls benutzt.

In der Regel dominiert der Jet die elektromagnetische Strahlung von OJ 287. Der Jet ist so hell, dass er die Strahlung der Akkretionsscheibe (die Strahlung der Materie, die in das Schwarze Loch fällt) überstrahlt, so dass es schwierig bis unmöglich ist, die Emission der Akkretionsscheibe zu beobachten. Das ist so, als würde man direkt in einen Autoscheinwerfer schauen. Aufgrund der großen Anzahl von MOMO-Beobachtungen, die das Licht von OJ 287 in einem dichten Rhythmus abdeckten (fast jeden zweiten Tag eine neue Beobachtung mit Swift), wurden jedoch „Deep Fades“ entdeckt. Dabei handelt es sich um Zeiten, in denen die Jet-Emission stark abklingt. Dadurch wird es den Forschern möglich, die Emission aus der Akkretionsscheibe einzugrenzen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Materiescheibe, die das Schwarze Loch umgibt, mindestens um einen Faktor 10 schwächer ist als bisher angenommen, mit einer geschätzten Leuchtkraft von nicht mehr als 2 x 10⁴⁶ erg/s, was etwa dem 5-Billionenfachen der Leuchtkraft unserer Sonne (5 x 10¹² Lʘ) entspricht.

Zum ersten Mal wurde die Masse des primären Schwarzen Lochs von OJ 287 aus der Bewegung der an das Schwarze Loch gebundenen gasförmigen Materie abgeleitet. Die Masse beträgt das Hundertmillionenfache der Masse unserer Sonne. „Dieses Ergebnis ist sehr wichtig, denn die Masse ist ein Schlüsselparameter in den Modellen, die die Entwicklung eines solchen Binärsystems untersuchen: Wie weit sind die Schwarzen Löcher voneinander entfernt, wie schnell werden sie verschmelzen, wie stark ist ihr Gravitationswellensignal“, kommentiert Dirk Grupe von der Northern Kentucky University (USA), ein Mitautor beider Studien.

„Die neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine außergewöhnlich große Masse für das Schwarze Loch von OJ 287, die 10 Milliarden Sonnenmassen übersteigt, nicht mehr erforderlich ist, ebenso wenig wie eine besonders leuchtkräftige Materiescheibe um das Schwarzen Loch“, fügt Thomas Krichbaum vom MPIfR hinzu, ein Mitautor des ApJ-Artikels. Die Ergebnisse sprechen eher für ein Binär-Modell mit geringerer Masse.

Die Studie löst auch zwei seit langem diskutierte Rätsel: das scheinbare Fehlen des letzten der hellen Ausbrüche, für die OJ 287 berühmt ist, und den Emissionsmechanismus hinter den Ausbrüchen. Die MOMO-Beobachtungen ermöglichen es, den Zeitpunkt des letzten Ausbruchs genau festzulegen. Er ereignete sich nicht im Oktober 2022, wie es das Modell mit riesiger Schwarz-Loch-Masse vorhergesagt hatte, sondern in den Jahren 2016-2017, die von MOMO umfassend erfasst wurden. Darüber hinaus zeigen Radiobeobachtungen mit dem 100-Meter-Teleskop in Effelsberg, dass diese Ausbrüche nicht-thermischer Natur sind. Das bedeutet, dass Jet-Prozesse die Energiequelle der Ausbrüche sind.

Die MOMO-Ergebnisse haben Auswirkungen auf gegenwärtige und künftige Suchstrategien nach weiteren Binärsystemen dieser Art mit Hilfe großer Observatorien wie dem Event-Horizon-Teleskop und in Zukunft dem SKA-Observatorium. Sie könnten in Zukunft den direkten Radionachweis und die räumliche Auflösung der beiden Schwarzen Löcher in OJ 287 und ähnlichen Systemen sowie den Nachweis von Gravitationswellen von diesen Systemen ermöglichen. OJ 287 wird aufgrund der abgeleiteten Masse des primären Schwarzen Lochs von 100 Millionen Sonnenmassen nicht mehr als Zielquelle für Pulsar-Timing-Arrays dienen, wird aber (während des Verschmelzens) in der Reichweite zukünftiger weltraumgestützter Observatorien liegen.

„Unsere Ergebnisse sind von großer Bedeutung für die theoretische Modellierung von binären supermassereichen Schwarzen Löchern und ihrer Entwicklung, für das Verständnis der Physik der Akkretion und des Materieauswurfs in der Nähe von supermassereichen Schwarzen Löchern und für die elektromagnetische Identifizierung von Binärsystemen im Allgemeinen“, schließt Stefanie Komossa.

Hintergrundinformation:
MOMO („Multiwavelength Observations and Modelling of OJ 287“): Das Projekt hat zum Ziel, die Physik von Scheibe und Jet im Blazar OJ 287 zu verstehen, Modelle für binäre Schwarze Löcher zu testen und den Status und die Entwicklung von kompakten Binärsystemen zu verstehen. Es wurde 2015 begonnen und umfasst mehrjährige Beobachtungen der Galaxie OJ 287 mit hoher Taktrate in einem sehr breiten Frequenzspektrum vom Radio- bis zum Hochenergiebereich. Die Beobachtungen werden mit einer hohen Taktrate (bis zu einmal pro Tag) durchgeführt. MOMO deckt alle Aktivitätszustände von OJ 287 ab. Bei außergewöhnlichen Zuständen von OJ 287 werden Folgebeobachtungen mit zusätzlichen boden- und weltraumgestützten Teleskopen durchgeführt, einschließlich empfindlicher Spektroskopie im optischen und Röntgenbereich.

Das Radio-Observatorium Effelsberg befindet sich in einem Tal in der Eifel bei Bad Münstereifel-Effelsberg, etwa 40 km südwestlich von Bonn. Es wird vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn betrieben. Das 100-m-Radioteleskop ist eines der größten voll beweglichen Radioteleskope der Erde. Es ermöglicht Messungen in einem breiten Spektrum von Radiofrequenzen zwischen 300 MHz und 90 GHz.

Das Neil-Gehrels-Swift-Observatorium ist ein weltraumbasiertes Multi-Wellenlängen-Observatorium zur Erforschung von Gammastrahlenausbrüchen und einer Vielzahl anderer astrophysikalischer Objekte mit stark veränderlicher Strahlung. Der Satellit Swift hat drei Teleskope an Bord, die Messungen im optischen, UV-, Röntgen- und Gammastrahlenbereich durchführen. Swift ist Teil des NASA-Programms Medium Explorer (MIDEX) und wurde 2004 in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht.

Das Forschungsteam umfasst S. Komossa, D. Grupe, A. Kraus, M.A. Gurwell, Z. Haiman, F.K. Liu, A. Tchekhovskoy, L.C. Gallo, M. Berton, R. Blandford, J.L. Gómez, und A.G. Gonzalez (MNRAS Letter), sowie S. Komossa, A. Kraus, D. Grupe, A.G. Gonzalez, M.A. Gurwell, L.C. Gallo, F.K. Liu, I. Myserlis, T.P. Krichbaum, S. Laine, U. Bach, J.L. Gómez, M.L. Parker, S. Yao, und M. Berton (ApJ Paper). Stefanie Komossa, Alex Kraus, Thomas Krichbaum, Uwe Bach und Su Yao sind Mitarbeiter des MPIfR.

Originalveröffentlichungen:
Absence of the predicted 2022 October outburst of OJ 287 and implications for binary SMBH scenarios
S. Komossa et al., in: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, 23. Februar 2023. DOI: 10.1093/mnrasl/slad016

Multifrequency radio variability of the blazar OJ 287 from 2015–2022, absence of predicted 2021 precursor-flare activity, and a new binary interpretation of the 2016/2017 outburst
S. Komossa et al., in: Astrophysical Journal, 23. Februar 2023. DOI: 10.3847/1538-4357/acaf71 (Preprint via astro-ph: https://arxiv.org/abs/2302.11486)

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• Aktive Galaktische Kerne – Quasare – supermassive Schwarze Löcher

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 3. August 2022.

3. August 2022 – Das 100-m-Radioteleskop des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie beging im Jahr 2021 seinen 50. Geburtstag. Der Aufbau des Teleskops in einem Eifeltal ca. 40 km südwestlich von Bonn erforderte eine dreieinhalbjährige Bauzeit von 1967 bis 1971, die mit der offiziellen Einweihung am 12. Mai 1971 abgeschlossen wurde. Es sollte dann noch etwas mehr als ein Jahr vergehen, bis zum 1. August 1972 die volle Inbetriebnahme des Teleskops und der Start des regulären Beobachtungsprogramms erfolgen konnten.

Das 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) liegt in einem Bachtal unmittelbar an der Grenze zwischen den Bundesländern Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz. Vom Besucherparkplatz bei den Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, die beide zur Ortsgemeinde Bad Münstereifel gehören, sind es ungefähr 15 Minuten Fußweg bis zum Besucherpavillon des Radioteleskops mit direktem Blick auf das Teleskop selbst.

Als Rückblick auf 50 Jahre erfolgreiche Forschungsarbeit mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg wurde im Mai 2021 ein vierter astronomischer Wanderweg, der „Zeitreiseweg“, in der Nachbarschaft des Radioteleskops Effelsberg eröffnet. Er beginnt am Besucherpavillon in unmittelbarer Nähe zum 100-m-Radioteleskop, führt auf einer Strecke von etwas mehr als 5 km rund um das Teleskop und endet am Aussichtspunkt direkt vor der riesigen Antenne. Von dort führt ein kurzer Zickzack-Weg direkt zurück zum Pavillon.

Während die erste Stationstafel des Zeitreisewegs der Fertigstellung des Radioteleskops im Jahr 1971 (feierliche Einweihung am 12. Mai 1971) gewidmet ist, erfolgten die volle Inbetriebnahme und der Start des regulären Messprogramms dann ein gutes Jahr später zum 1. August 1972.

Tafel 2 des Zeitreisewegs (Abb. 2) steht für die Ereignisse im Jahr 1972, neben der vollen Inbetriebnahme erfolgten auch erste Pulsarmessungen mit dem 100-m-Radioteleskop bei einer Wellenlänge von 2,8 cm. Bei dieser Wellenlänge (entsprechend einer Frequenz von 10,7 GHz) waren es die bis dato höchstfrequenten Messungen von Pulsaren, den erst fünf Jahre zuvor im Jahr 1967 von Jocelyn Bell-Burnell und Antony Hewish entdeckten schnell rotierenden Neutronensternen.

„Tatsächlich war die Veröffentlichung zu Pulsaren von Richard Wielebinski, Wolfgang Sieber, und Koautoren in der Zeitschrift „Nature“ bereits im Jahr 1972 die erste Fachveröffentlichung, die auf Beobachtungsdaten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg basierte“, sagt Prof. Michael Kramer, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie und Leiter der Forschungsabteilung „Radioastronomische Fundamentalphysik“.

Der Zeitreiseweg beschreibt auf insgesamt 20 Stationen eine Reihe von Wegmarken aus fünf Jahrzehnten Geschichte des 100-m-Radioteleskops, von der offiziellen Eröffnung im Jahr 1971 bis zum 50-jährigen Jubiläum im Jahr 2021.

Dazu gehören sowohl wissenschaftliche als auch technische Meilensteine, von der ersten Entdeckung der Moleküle Wasser und Ammoniak außerhalb der Grenzen unserer Milchstraße 1977/79 bis hin zum Weltrekord in der Winkelauflösung von nur 11 Mikrobogensekunden (entspricht dem Durchmesser einer 1-Cent-Münze auf der Mondoberfläche) durch Space VLBI-Beobachtungen mit dem 100-m-Teleskop. Hinzu kommen technische Meilensteine wie die Installation eines neuen Subreflektors mit oberflächenaktiven Elementen im Jahr 2006 und die Inbetriebnahme eines zweiten Radioteleskops vor Ort, der Station Effelsberg des europäischen LOFAR-Teleskopnetzwerks.

Der Zeitreiseweg verläuft auf etwas mehr als 5 km Länge rund um das Gelände des Radio-Observatoriums, im Bereich von gleich zwei Bundesländern (Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz).

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• Geschichte der Astronomie/ Historisches

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

30. August 2021 – Auf der Suche nach fernen Galaxien, schnell rotierenden Neutronensternen und schwarzen Löchern sammeln Radioastronomen eine immer größer werdende Menge von Daten. Diese Datenflut soll künftig auch mithilfe von Künstlicher Intelligenz analysiert werden. Hierzu haben sich acht Institutionen in Nordrhein-Westfalen unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) zum “NRW-Cluster für datenintensive Radioastronomie: Big Bang to Big Data” zusammengeschlossen. In Bonn sind neben dem MPIfR die Universität Bonn und die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg an dem Projekt beteiligt. Das Land fördert das Vorhaben mit bis zu drei Millionen Euro.

Radioastronomen untersuchen mithilfe von Radiowellen Objekte im Weltall. Mit immer ausgefeilteren Beobachtungsmethoden blicken sie tief ins Universum und spüren etwa ferne Galaxien, schnell rotierende Neutronensterne (Pulsare) und schwarze Löcher auf. Das Radioteleskop Effelsberg in der Nähe von Bad Münstereifel ist mit seinem 100 Meter großen Parabolspiegel ein prominenter Vertreter der dafür eingesetzten Teleskope, die auch in lokalen bis weltweiten Netzwerken zusammengeschaltet werden, um die Schärfe der Abbildung und die Empfindlichkeit zu erhöhen.

Moderne Radioteleskope erzeugen Daten in immer schneller wachsenden Raten. “In der nächsten Generation von Radioteleskopen werden Daten mit Raten erzeugt, die dem gesamten heutigen Internetverkehr vergleichbar sind”, sagt Prof. Dr. Michael Kramer, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler suchen deshalb ganz neue Wege, um diese Datenflut zu bewältigen. “Fleiß und große Rechner reichen dazu nicht mehr”, sagt Prof. Dr. Frank Bertoldi vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn. “Maschinelles Lernen“ und “Künstliche Intelligenz” sollen den Forschenden künftig helfen, aus der Datenflut die spannenden Signale des Weltalls herauszufiltern.

Um sich die dafür nötige Expertise anzueignen und auszutauschen, haben sich Radioastronomen und Datenwissenschaftler aus acht Institutionen in Nordrhein-Westfalen im “NRW-Cluster für datenintensive Radioastronomie: Big Bang to Big Data” unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie zusammengeschlossen. Das Projekt wird im Rahmen des NRW Förderprogramms „Profilbildung 2020“ in den nächsten drei Jahren mit bis zu drei Millionen Euro gefördert.

Der wesentliche Zweck des Verbunds ist die Vernetzung von Wissen und Koordinierung der Aktivitäten von Radioastronomen, interessierten Datenwissenschaftlern und Industriepartnern. “Das ist eine konzertierte Aktion, die uns gemeinsam stärker macht in Forschung und Ausbildung, sowie durch den Austausch mit unseren Industriepartnern auch im Transfer von Wissen auf praktische Anwendungen“, sind sich Michael Kramer und Frank Bertoldi einig. Beide Forscher sind Mitglied im Transdisziplinären Forschungsbereich “Bausteine der Materie und fundamentale Wechselwirkungen” an der Universität Bonn.

Weitere Informationen

Die beteiligten Institutionen umfassen das Max-Planck-Institut für Radioastronomie, die Universität Bonn, das Forschungszentrum Jülich, die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, die Ruhr-Universität Bochum, die TU Dortmund, die Universität Bielefeld und die Universität zu Köln.

Bei der Beobachtung des berühmten Bilds vom Schatten eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 (Abb. 2) waren acht Radioteleskope beteiligt, darunter ALMA und APEX in der chilenischen Atacamawüste. Für dieses Bild wurde eine Gesamtdatenmenge von 20 Petabyte (20 Millionen Gigabyte) innerhalb von einer Woche aufgenommen. Die Auswertung des umfangreichen Datensatzes von dieser Beobachtungskampagne erfolgte zur Hälfte am Spezialrechner (Korrelator) des MPIfR in Bonn, mit einer Reduktion der Datenmenge auf nur noch 1 Megabyte. In der Zukunft werden die Daten noch umfangreicher ausfallen; desto bessere und effektivere Auswertemethoden müssen dafür angewendet werden.

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• Radioastronomie

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

22. Juli 2021 – 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. Die Daten wurden mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico in zwei verschiedenen Konfigurationen und dem 100-m-Radioteleskop des MPIfR in Effelsberg bei Bonn aufgenommen. Damit steht erstmals eine Radiokartierung zur Verfügung, die alle Winkelskalen bis hinunter zu 1,5 Bogensekunden abdeckt. Das entspricht der scheinbaren Größe eines auf dem Boden liegenden Tennisballs, gesehen aus einem Flugzeug in der Luft. Im Gegensatz zu früheren Kartierungen beobachtet GLOSTAR nicht nur das Radiokontinuum im Frequenzbereich von 4-8 GHz mit voller Polarisation, sondern gleichzeitig auch Spektrallinien, die das molekulare Gas (aus Methanol und Formaldehyd) und atomares Gas über Radio-Rekombinationslinien nachzeichnen.

Ein Überblick über das Projekt und erste Ergebnisse werden in einer Serie von vier aufeinanderfolgenden Veröffentlichungen in der Fachzeitschrift “Astronomy & Astrophysics” präsentiert.

Das Projekt „Global View on Star Formation in the Milky Way“ (GLOSTAR) liefert die bisher empfindlichsten Karten der Radiostrahlung großer Teile der nördlichen galaktischen Ebene, aufgenommen mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico in zwei verschiedenen Konfigurationen und dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg des MPIfR. Dieser faszinierende neue Datensatz wird nun genutzt, um das interstellare Medium in der Milchstraße sowie massereiche Sterne in ihrer Kindheit und ihrem Tod zu untersuchen. Kurz nach dem 50. Geburtstag des Effelsberger Radioteleskops wurde nun eine Reihe von Arbeiten, die auf den GLOSTAR-Daten basieren, in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Während ein Interferometer wie das VLA sehr scharfe Bilder des Himmels erzeugen kann, geht die großräumige Emission oft verloren. Diese diffuse Komponente der Radiostrahlung kann jedoch durch Hinzufügen von Daten des 100-m-Effelsberg-Teleskops wiederhergestellt werden, wie in Abb. 1 gezeigt. „Das zeigt deutlich, dass das Radioteleskop Effelsberg auch nach 50 Jahren Betrieb immer noch sehr wichtig ist“, sagt Andreas Brunthaler, Hauptautor der ersten Arbeit, die einen Überblick über die Durchmusterung gibt und die Techniken zur Datenanalyse beschreibt. Um die vollen 145 Quadratgrad der Durchmusterung zu kartieren, musste das Team kleinere Bilder von fast 50.000 verschiedenen Positionen kombinieren. „Wir benötigten etwa 700 Stunden Beobachtungszeit am VLA, wodurch fast 40 Terabyte an Rohdaten erzeugt wurden“, erklärt Sergio Dzib, der die Datenkalibrierung der VLA-Daten leitete. Während der Effelsberger Teil der Kartierung noch läuft, können die Daten bereits für neue und spannende Wissenschaft genutzt werden.

Bisherige Durchmusterungen haben nur etwa 30% der erwarteten Anzahl von Supernova-Überresten in der Milchstraße entdeckt. Dank der beispiellosen Empfindlichkeit der GLOSTAR-Durchmusterung war es möglich, allein in den VLA-Daten 80 neue Kandidaten zu finden und damit die Anzahl im beobachteten Gebiet zu verdoppeln. Mit der Hinzunahme der Effelsberg-Daten wird diese Zahl voraussichtlich nochmals steigen. „Dies ist ein wichtiger Schritt, um das lange bestehende Rätsel der fehlenden Supernova-Überreste in der Milchstraße zu lösen“, erklärt Rohit Dokara, Doktorand am MPIfR und Erstautor der zweiten Arbeit.

Mit den spannenden Ergebnissen von Kartierungen im Sub-Millimeter- und im fernen Infrarot-Wellenlängenbereich vom Boden und aus dem Weltraum konnten massereiche und kalte Staubklumpen, aus denen sich die massereichen Sternhaufen bilden, galaxienweit nachgewiesen werden. Ergänzend zu diesen Ergebnissen liefert die GLOSTAR-Kartierung ein sehr leistungsfähiges und umfassendes Bild sowohl der ionisierten als auch der molekularen Markierungen für Sternentstehung in der galaktischen Ebene.

Die vorliegende Kartierung deckt auch den nahen Sternentstehungskomplex Cygnus X ab. Hier wurden neue Quellen mit 6,7 GHz Methanol-Maser-Emission entdeckt. „Die 6,7-GHz-Linie von Methanol findet man ausschließlich in Regionen, in denen sehr massereiche Sterne von mindestens acht Sonnenmassen entstehen“, sagt Karl Menten, Direktor am MPIfR, dem Initiator von GLOSTAR. Er entdeckte die Emission von Methanolmasern, die zweitstärkste Spektrallinie im Radiowellenbereich, vor genau 30 Jahren zum ersten Mal im interstellaren Medium. Während alle Methanolmaser im Cygnus X-Komplex mit Staubemission assoziiert sind, werden weniger als die Hälfte der Quellen auch im Radiokontinuum nachgewiesen.

„Diese Maser sind Wegweiser für Sterne in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, noch bevor nachweisbare Radiostrahlung zu sehen ist“, erklärt Gisela Ortiz-León vom MPIfR, die die Untersuchung der Region Cygnus X leitet. Echte massereiche „Proto“-Sterne zu identifizieren, ist seit langem ein Ziel der Sternentstehungsforschung.

Während das optische Licht stark vom interstellaren Staub absorbiert wird, erlauben Radiowellen einen Blick in die zentralen Regionen der Milchstraße. Eine systematische Suche in der neuen Kontinuumskarte, die mit dem VLA in Richtung des galaktischen Zentrums beobachtet wurde, nach Radioemission, die mit potenziellen jungen stellaren Objekten aus einem kürzlich veröffentlichten Katalog assoziiert ist, ermöglicht ein besseres Verständnis ihres Entwicklungsstadiums. „Während wir für eine gute Anzahl von ihnen Radioemission finden, fehlt es vielen der Objekte an Radiogegenstücken und Staubemission, was darauf hindeutet, dass sie weiter entwickelt sind und ihre Geburtswolken bereits aufgelöst haben“, berichtet Hans Nguyen, ein weiterer Doktorand am MPIfR, der die Studie über diese jungen stellaren Objekte leitet. Die zugehörigen Radioquellen ermöglichen weitere Rückschlüsse auf die Sternentstehungsrate im galaktischen Zentrum.

Die große Anzahl von Quellen zu katalogisieren ist ebenfalls eine Herausforderung. Die erwartete Anzahl der Quellen in den vollständigen GLOSTAR-Datensätzen liegt bei einigen zehntausend Quellen unterschiedlicher Natur. „Es gibt fast 100 Quellen pro Quadratgrad und wir nutzen alle verfügbaren Informationen, um sie zu klassifizieren“, sagt Sac Medina, Mitautorin der vier Arbeiten und ehemalige Doktorandin am MPIfR, die die erste Quellenkatalogarbeit leitete und derzeit den Katalog der vollen GLOSTAR D-Konfigurationsbilder vorbereitet.

Von Anfang an wurden im MPIfR eine Reihe von umfangreichen Kartierungen des Radiohimmels durchgeführt, die meisten davon allerdings bei längeren Wellenlängen. Die GLOSTAR-Durchmusterung ist die erste Durchmusterung im Bereich von 4 bis 8 GHz, die mit den IR-Durchmusterungen im Weltraum in Bezug auf räumliche Skalen und dynamische Bereiche konkurrieren kann und daher einen einzigartigen Datensatz in Hinblick auf eine globale Perspektive zur Untersuchung der Sternentstehung in unserer Galaxie liefern wird.

Zusätzliche Informationen:

GLOSTAR, die „Global View on Star Formation in the Milky Way“-Kartierung nutzt breitbandige (4-8 GHz) C-Band-Empfänger des VLA und des 100-m-Radioteleskops Effelsberg, um eine unverfälschte Kartierung von Sternentstehungsgebieten in der Milchstraße durchzuführen. Diese Durchmusterung der galaktischen Mittelebene entdeckt aussagekräftige Indikatoren für frühe Phasen der Entstehung von massereichen Sternen: kompakte, ultra- und hyperkompakte HII-Regionen und Methanol-Maser (CH₃OH) bei einer Frequenz von 6,7 GHz, die einige der frühesten Entwicklungsstadien in der Entstehung massereicher Sterne aufspüren. Sie können dazu verwendet werden, die Positionen sehr junger stellarer Objekte zu lokalisieren, von denen viele noch tief in ihre Geburtswolken eingebettet sind. Die Beobachtungen liegen um eine Mittenfrequenz von 5,8 GHz und umfassen auch die Emission von Formaldehyd (H₂CO) bei 4,8 GHz sowie mehrere Radio-Rekombinationslinien (RRLs), die alle in zukünftigen Publikationen vorgestellt werden. Die GLOSTAR-Beobachtungen wurden mit den VLA B- und D-Konfigurationen und dem Effelsberger 100-m-Teleskop für die großräumige Struktur durchgeführt.

MPIfR-Autoren in den vier GLOSTAR-Veröffentlichungen umfassen (in alphabetischer Reihenfolge): A. Brunthaler, C.-H. R. Chen, S. A. Dzib, R. Dokara, Y. Gong, C. König, S-N. X. Medina, K. M. Menten, P. Müller, H. Nguyen, G. N. Ortiz-León, W. Reich, M. R. Rugel, B. Winkel, A. Y. Yang und F. Wyrowski.

Originalveröffentlichungen

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. I. Overview and first results for the Galactic longitude range 28°< l < 36° Brunthaler, A. et al. 2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202039856

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. II. Supernova remnants in the first quadrant of the Milky Way? Dokara, R. et al.,2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202039873

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. III. 6.7 GHz Methanol maser survey in Cygnus X Ortiz-León, G.N. et al.,2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202140817

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. IV. Radio continuum detections of young stellar objects in the Galactic Centre Region Nguyen, H. et al. 2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202140802

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• Die Milchstraße

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.

Das 100m-Radioteleskop des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie begeht im Jahr 2021 seinen 50. Geburtstag. Der Aufbau des Teleskops in einem Eifeltal ca. 40 km südwestlich von Bonn erfolgte in gut dreieinhalbjähriger Bauzeit von 1967 bis 1971. Am 12. Mai 1971 erfolgte das Richtfest in Form einer feierlichen Eröffnung am Standort des Teleskops, nicht weit entfernt von den beiden Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, inzwischen Ortsteile der Stadt Bad Münstereifel.

Zum Jubiläum wird im Mai 2021 mit dem Zeitreiseweg der vierte astronomische Themenwanderweg fertiggestellt. Er verläuft als Rundweg von 5 km Länge um das 100-m-Radioteleskop und berichtet auf 20 Tafeln aus der 50jährigen Geschichte des Radioteleskops Effelsberg. Die Tafeln erzählen von wissenschaftlichen Ergebnissen mit dem Teleskop, sowie von bemerkenswerten technischen Neuerungen wie der Installation eines neuen Subreflektors oder dem Aufbau der LOFAR-Station Effelsberg als Ergänzung zu größeren Wellenlängen.

Das 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie liegt in einem Bachtal unmittelbar an der Grenze zwischen den Bundesländern Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz. Vom Besucherparkplatz bei den Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, die beide zur Ortsgemeinde Bad Münstereifel gehören, sind es ungefähr 15 Minuten Fußweg bis zum Besucherpavillon des Radioteleskops mit direktem Blick auf das Teleskop selbst.

Als Rückblick auf 50 Jahre erfolgreiche Forschungsarbeit mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg wird im Mai 2021 ein neuer Wanderweg, der „Zeitreiseweg“, in der Nachbarschaft des Radioteleskops Effelsberg eröffnet. Er beginnt am Besucherpavillon in unmittelbarer Nähe zum 100-m-Radioteleskop, führt auf einer Strecke von etwas mehr als 5 km rund um das Teleskop und endet am Aussichtspunkt direkt vor der riesigen Antenne. Von dort führt ein kurzer Zickzack-Weg direkt zurück zum Pavillon.

„Der neue Wanderweg erlaubt nicht nur einen faszinierenden Einblick in 50 Jahre Forschung und Technik in Effelsberg, sondern ermöglicht auch die Aussicht auf das spektakuläre Teleskop und die umgebende schöne Eifellandschaft aus verschiedenen Perspektiven“, sagt Alex Kraus, der Leiter des Radioobservatoriums Effelsberg. „Bereits im Rahmen meiner Promotion am Institut hatte ich eine Menge Messzeit mit dem Teleskop zur Untersuchung der Kurzzeitvariabilität von aktiven Galaxienkernen.“ Dieses Thema wird in Station Nr. 8 des Zeitreisewegs dokumentiert.

Der Zeitreiseweg beschreibt in insgesamt 20 Stationen eine Reihe von Ereignissen aus fünf Jahrzehnten Geschichte des 100-m-Radioteleskops, von der offiziellen Eröffnung im Jahr 1971 bis zum 50-jährigen Jubiläum im aktuellen Jahr 2021.

Dazu gehören sowohl wissenschaftliche als auch technische Meilensteine, von der ersten Entdeckung der Moleküle Wasser und Ammoniak außerhalb der Grenzen unserer Milchstraße 1977/79 bis hin zum Weltrekord in der Winkelauflösung von nur 11 Mikrobogensekunden (entspricht dem Durchmesser einer 1-Cent-Münze auf der Mondoberfläche) durch Space VLBI-Beobachtungen mit dem 100-m-Teleskop. Hinzu kommen technische Meilensteine wie die Installation eines neuen Subreflektors mit verstellbarer Oberfläche im Jahr 2006 und die Inbetriebnahme eines zweiten Radioteleskops vor Ort, der Station Effelsberg des europäischen LOFAR-Teleskopnetzwerks.

Der Zeitreiseweg verläuft rund um das Gelände des Radio-Observatoriums, im Bereich von gleich zwei Bundesländern (Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz).

Der Wanderweg, gekennzeichnet durch ein schwarzes Teleskopsymbol auf gelbem Grund, wurde in einer Kooperation des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie mit dem Freundeskreis Sahrbachtal, der Touristinfo/Stadt Bad Münstereifel und der Ortsgruppe Bad Münstereifel des Eifelvereins errichtet. Er ergänzt die drei schon länger vorhandenen astronomischen Wanderwege, Planetenweg, Milchstraßenweg und Galaxienweg, die nahezu die komplette kosmische Entfernungsskala von unserem Sonnensystem bis zu den fernsten Galaxien in Abständen von Milliarden von Lichtjahren abbilden.

„Der Eifelverein Bad Münstereifel gratuliert dem Radioteleskop Effelsberg zum 50. Geburtstag und ist stolz, neben den beiden schon bestehenden Eifelschleifen von Bad Münstereifel zum Teleskop und rund um Effelsberg, nun einen weiteren attraktiven und informativen Wanderweg, in Zusammenarbeit mit den anderen Kooperationspartnern, umgesetzt zu haben“, sagt Bernhard Ohlert, der Vorsitzende der OG Bad Münstereifel des Eifelvereins.

„Der Freundeskreis Sahrbachtal e.V. sendet Glückwünsche zum 50-jährigen Bestehen des meisterhaft in die Natur des Ahrgebirges eingebettete Radioteleskops Effelsberg. Mit diesem stets weiterentwickelten wissenschaftlich genutzten Instrument konnten bedeutende Ergebnisse der Grundlagenforschung in der Astronomie erzielt werden“, ergänzt Walter Brüggemann, der Vorsitzende des Freundeskreises Sahrbachtal e.V. „Der Freundeskreis Sahrbachtal e.V. begrüßt die Jubiläumseröffnung des neuen Zeitreiserundweges als weiteres Informations- und Erlebnisangebot für interessierte Wanderer. Wir freuen uns auf die Fortführung unserer „historisch gewachsenen“ guten Kooperation mit dem MPIfR und danken für die ausgezeichnete Zusammenarbeit sowie touristischen Impulse.“

„Mit dem Zeitreiseweg haben wir ein attraktives Ensemble von astronomischen Wanderwegen am Radioteleskop Effelsberg“, schließt Norbert Junkes, der Pressereferent des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, auf den die Konzeption der vier Wanderwege zurückgeht. „In Zukunft möchten wir das System von virtuellen Verbindungsstationen zwischen unseren Wanderwegen noch weiter ausbauen, das den Planetenweg mit der Station „Sirius“ am APEX-Teleskop in Chile schon jetzt zum längsten astronomischen Wanderweg der Erde macht.“

Weitere Informationen
Im folgenden eine kurze Beschreibung der 20 Stationen des Zeitreisewegs Effelsberg (vgl. Tabelle in Abb. 3):

1. Die erste Station des Weges stellt die Eröffnung des Radioteleskops nach rund dreijähriger Bauzeit am 12. Mai 1971 dar. Bereits am 23. April 1971 wurde der Supernova-Überrest HB21 als erste erfolgreiche Messung („First Light“) mit dem Effelsberger Radioteleskop beobachtet.

2. Station Nr. 2 markiert am 1. August 1972 den Beginn des vollen Messbetriebs mit dem Radioteleskop Effelsberg und den Empfängern der ersten Generation. Im gleichen Jahr wurden die ersten Pulsarmessungen bei einer Wellenlänge von 2,8 cm durchgeführt, der bis zu diesem Zeitpunkt kürzesten Wellenlänge für Pulsarbeobachtungen.

3. 1973 wurde das Radioteleskop Effelsberg erstmals in ein weltweites Netzwerk von Radioteleskopen („Very Long Baseline Interferometry“, VLBI) integriert. Die ersten Messungen mit transatlantischen Basislinien fanden statt, ermöglicht durch die Verbindung des 100-m-Teleskops mit Radioteleskopen in den USA.

4. Ein Jahr später, 1974, wurde das Radioteleskop Effelsberg sechs Monate lang tagsüber als Empfangsstation für die Sonnensonde HELIOS genutzt. HELIOS war das erste Großprojekt der deutschen Raumfahrt. Im gleichen Jahr wurde die erste vollständige Kartierung der Radiostrahlung der Andromedagalaxie M31 bei 11 cm Wellenlänge veröffentlicht.

5. Aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit ist das Radioteleskop Effelsberg ideal für die Messung extrem schwacher Radiosignale geeignet. Mit dem 100-m-Teleskop konnten erstmals Spektrallinien von Wasser H₂O (1977 in M33) und Ammoniak NH₃ (1979 in IC342) in anderen Galaxien in mehreren Millionen Lichtjahren Entfernung nachgewiesen werden.

6. Nach etwa zehn Jahren Messungen mit den drei damals größten voll beweglichen Radioteleskopen der Erde (Effelsberg: 100 m, Jodrell Bank: 76 m, Parkes: 64 m Durchmesser) konnte 1982 eine Karte der Radiostrahlung des gesamten Himmels bei 73 cm Wellenlänge in hoher Auflösung veröffentlicht werden.

7. Beobachtungen einer ganzen Reihe von spektroskopischen Linien des Ammoniakmoleküls NH₃ mit dem Radioteleskop Effelsberg führten zur Einführung eines kosmischen Thermometers zur Bestimmung der Temperatur von Molekülwolken, den Geburtsstätten von neuen Sternen.

8. Mit dem Radioteleskop Effelsberg wurde die Kurzzeitvariabilität („intraday Variability“, IDV) in den Kernen von extragalaktischen Radioquellen entdeckt. In den Zentralregionen von extrem weit entfernten aktiven Galaxien (z.B. 0917+624 in neun Milliarden Lichtjahre Entfernung) findet man Helligkeitsschwankungen innerhalb weniger Stunden und kann damit Strukturen von der Größe unseres Sonnensystems erkennen.

9. Der Zeeman-Effekt ist die Aufspaltung von Spektrallinien in Magnetfeldern (Nobelpreis für Pieter Zeeman 1902). Der Nachweis dieses Effekts im Weltraum wurde erstmals mit dem Radioteleskop Effelsberg für das Wassermolekül H₂O erbracht. Dies ermöglicht die Untersuchung von Magnetfeldern in Molekülwolken.

10. Eine kreisförmige Schiene mit 64 m Durchmesser trägt das komplette Gewicht des Radioteleskops Effelsberg. Nach 25 Jahren Betrieb musste diese Schiene komplett ausgetauscht werden. Dazu wurde das Teleskop mit seinem Gesamtgewicht von 3200 Tonnen für die Zeit des Schienenwechsels „aufgebockt“.

11. Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagt eine kontinuierliche Richtungsänderung der Drehachse eines Pulsars (geodätische Präzession) voraus, wenn er sich im Gravitationsfeld eines Begleitsterns bewegt. Mit dem Effelsberger Radioteleskop konnte dieser Effekt erstmals nachgewiesen werden, und zwar für den Pulsar PSR 1913+16.

12. Eine systematische Untersuchung der Magnetfelder von Galaxien und unserer Milchstraße erfolgte durch Beobachtungen der polarisierten Radiostrahlung mit dem Radioteleskop Effelsberg. Ein schönes Beispiel ist eine detaillierte Karte zur Untersuchung des Magnetfeldes unserer Nachbargalaxie M31 bei 6 cm Wellenlänge.

13. Der Subreflektor des Radioteleskops Effelsberg mit einem Durchmesser von 6,50 m befindet sich nahe dem Brennpunkt an der Spitze der vier Standbeine. Am 5. Oktober 2006 wurde ein neuer, verbesserter Subreflektor mit 100 motorisch gesteuerten aktiven Oberflächenelementen installiert, der die Leistung des Radioteleskops weiter erhöht.

14. Die erste deutsche Station des europäischen Niederfrequenz-Radioteleskops LOFAR wurde auf dem Gelände des Radio-Observatoriums Effelsberg errichtet. Die LOFAR-Stationen sind über mehrere Länder in Europa verteilt und über schnelle Datenleitungsverbindungen direkt miteinander verbunden.

15. Am Radioteleskop Effelsberg laufen spezielle Messprogramme zum Auffinden neuer Pulsare. PSR J1745+10 ist der erste Millisekunden-Pulsar, der in Effelsberg entdeckt wurde. Es handelt sich um einen sogenannten „Schwarze-Witwe-Pulsar“, bei dem die hochenergetische Strahlung des Pulsars seinen Partner mit der Zeit fast vollständig verdampft.

16. Ein Pulsar mit einem extrem starken Magnetfeld, ein so genannter Magnetar, wurde mit dem Radioteleskop Effelsberg in unmittelbarer Nähe des Milchstraßenzentrums entdeckt. Er bewegt sich in einer Umlaufzeit von etwa 500 Jahren um das supermassive Schwarze Loch im Zentrum (Sgr A* mit mehr als 4 Millionen Sonnenmassen).

17. Im Rahmen des Projekts „Effelsberg-Bonn-HI-Survey“ (EBHIS) wurde mit dem Radioteleskop Effelsberg der komplette Nordhimmel im Licht der 21-cm-Spektrallinie des neutralen Wasserstoffs (HI) beobachtet.

18. Bei der Untersuchung der Spektrallinien von Wassermasern in der Galaxie NGC 4258 in einem Space-VLBI-Netzwerk, das das Weltraumteleskop RadioAstron mit einer Reihe von erdgebundenen Radioteleskopen einschließlich des 100-m-Teleskops verbindet, konnte die höchste Winkelauflösung in der Astronomie mit einem Wert von 11 Mikrobogensekunden erreicht werden.

19. Das „Global Millimeter VLBI Array“ (GMVA) wird eingesetzt, um Details in den Zentralregionen von Galaxien wie Perseus A, Cygnus A, M87 und Sgr A* (Zentrum der Milchstraße) mit sehr hoher Winkelauflösung zu untersuchen. Bei einer Wellenlänge von nur 3,5 mm stößt das partizipierende 100-m-Radio Effelsberg an seine Grenzen.

20. Im Jahr 2021 hat das Radioteleskop Effelsberg die ersten 50 Jahre seines Lebens vollendet. Aus diesem Anlass hat die Deutsche Post eine Jubiläumsmarke „50 Jahre 100-m-Radioteleskop Effelsberg“ herausgegeben. Die Beobachtungen und Forschungsprogramme mit dem 100-m-Teleskop werden fortgesetzt.

Der Zeitreiseweg am Radioteleskop Effelsberg ergänzt die drei bereits vorhandenen astronomischen Themenwege, Planetenweg, Milchstraßenweg und Galaxienweg, die die komplette astronomische Entfernungsskala von unserem Sonnensystem bis zu den fernsten Galaxien in Milliarden von Lichtjahren Entfernung abbilden.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Das 100m-Radioteleskop des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie begeht im Jahr 2021 seinen 50. Geburtstag. Der Aufbau des Teleskops in einem Eifeltal ca. 40 km südwestlich von Bonn erfolgte in gut dreieinhalbjähriger Bauzeit von 1967 bis 1971. Am 12. Mai 1971 war Richtfest in Form einer feierlichen Eröffnung am Standort des Teleskops, nicht weit entfernt von den beiden Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, inzwischen Ortsteile der Stadt Bad Münstereifel. Zur Eröffnung konnte eine Reihe von Gästen aus Forschung und Politik vor Ort begrüßt werden.

Ein gutes Jahr später, am 1. August 1972, wurde dann der volle Messbetrieb mit dem Radioteleskop Effelsberg aufgenommen. Während der folgenden fünf Jahrzehnte erfolgte eine stetige technische Aufrüstung des Radioteleskops, so dass es auch heute noch zu den leistungsfähigsten Teleskopen der Erde zählt. Das 100m-Teleskop ist nach wie vor ein zentraler Bestandteil der wissenschaftlichen Arbeit des Instituts.

Seit ihren Anfängen in den 1930er Jahren hat sich die Radioastronomie zu einer bedeutenden Methode für die Erforschung des Weltalls entwickelt, denn sie dringt in Tiefen des Universums ein, die dem sichtbaren Licht versperrt bleiben. So ist etwa die Entdeckung von neuen Himmelskörpern wie Quasaren und Pulsaren sowie weit entfernten Galaxien diesem Teilgebiet der Astronomie zuzuschreiben. Mindestens vier Physik-Nobelpreise gehen auf radioastronomische Erkenntnisse zurück. Zur Beobachtung von Radiowellen werden spezielle Teleskope eingesetzt. In Deutschland ist das 100m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) das mit Abstand größte seiner Art – es ist auch 50 Jahre nach seiner Fertigstellung das größte voll bewegliche Radioteleskop Europas und das zweitgrößte der Erde.

Als Rückschau auf bisher 50 Jahre erfolgreicher Forschungsarbeit mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg wird in diesen Tagen ein neuer Wanderweg, der „Zeitreiseweg“, rund um das Teleskop eröffnet, der auf insgesamt 20 Stationen eine Reihe von besonderen Ereignissen aus diesen fünf Jahrzehnten beschreibt, von der Eröffnung des Radioteleskops im Jahr 1971 bis zum 50-Jahre-Jubiläum in diesem Jahr 2021.

Darunter finden sich sowohl wissenschaftliche als auch technische Wegmarken, von der erstmaligen Entdeckung der Moleküle Wasser und Ammoniak außerhalb der Grenzen unserer Milchstraße in den Jahren 1977/79 bis zu einem Weltrekord in Winkelauflösung von nur 11 Mikrobogensekunden (das entspricht dem Durchmesser einer 1-Cent-Münze auf dem Mond) durch Weltraum-VLBI unter Beteiligung des 100-m-Teleskops. Auch technische Wegmarken wie der Einbau eines neuen Subreflektors mit aktiver Oberfläche im Jahr 2006 oder die Inbetriebnahme eines zweiten Radioteleskops vor Ort, der Effelsberg-Station des europäischen LOFAR-Teleskopnetzwerks, sind darin enthalten.

Abb. 1 (ganz oben) zeigt das 100-m-Radioteleskop kurz vor der Eröffnung im Jahr 1971. Auf diesem Bild ist sehr schön zu erkennen, dass die unteren Elemente der Tragekonstruktion nicht in Weiß, sondern eher dunkel erscheinen. Tatsächlich war dieser Teil des Teleskops zunächst für kurze Zeit in Blau angestrichen. Das daraus resultierende Temperaturverhalten führte allerdings sehr schnell zu einem Anstrich in weißer Farbe auch für diesen Teleskopteil, und dabei ist es dann auch geblieben. Nach wie vor sind Malerarbeiten ein regulärer Bestandteil der jährlichen Wartungsarbeiten am Teleskop. Die Maler kommen in jedem Sommer für ca. acht Wochen im Juli/August. Dann finden tagsüber Anstricharbeiten statt, während nachts das Teleskop auch in dieser Phase für ein astronomisches Messprogramm zur Verfügung steht.

In Abb.2 (rechts) ist in der ersten Reihe links Prof. Reimar Lüst (Vorsitzender des Wissenschaftsrats) zu sehen, neben ihm Prof. Otto Hachenberg, den Gründungsdirektor des MPIfR. Der vierte von links ist Johannes Rau, der damalige Wissenschaftsminister von NRW, und rechts neben ihm der Bundesforschungsminister, Hans Leussink. Ganz rechts in dieser Reihe sitzt Prof. Richard Wielebinski, ein weiteres Mitglied der ersten Generation des Direktorenkollegiums am MPIfR. Der dritte Direktor am MPIfR, Prof. Peter G. Mezger, ist auf diesem Bild nicht zu sehen. Ein weiteres Foto vom 12. Mai 1971 zeigt den Kontrollraum des Radio-Observatoriums Effelsberg, mit MPIfR-Direktor Otto Hachenberg im Gespräch mit Bundesforschungsminister Hans Leussink (Abb. 3 weiter unten).

Auch heute noch gibt es am MPIfR ein Kollegium von drei Direktoren, die in ihren jeweiligen Forschungsabteilungen unterschiedliche Aspekte der Radioastronomie verfolgen.

Prof. Michael Kramer ist Leiter der Abteilung „Radioastronomische Fundamentalphysik“, die Fragen der fundamentalen Physik untersucht, von kosmischen Magnetfeldern bis zur Gravitation. Beobachtungen dazu mit dem Radioteleskop Effelsberg erfolgen zum Beispiel über größere Kollaborationen wie das „European Pulsar Timing Array“ (EPTA) oder das „High Time Resolution Universe“ (HTRU), an denen die Abteilung maßgeblich beteiligt ist.

Prof. J. Anton Zensus leitet die Forschungsabteilung „Radioastronomie/VLBI“, die das 100-m-Radioteleskop zum überwiegenden Teil nicht als Einzelinstrument nutzt, sondern im Verbund in unterschiedlichen kontinentalen und globalen Netzwerken von Radioteleskopen, um so Beobachtungen höchster Winkelauflösung zu ermöglichen. Dazu gehören zum Beispiel das „European VLBI-Network“ (eVLBI), das „Global Millimeter-VLBI Array“ (GMVA) oder das neue Projekt „M2FINDERS“, für das Anton Zensus erst ganz aktuell einen der prestigereichen „Advanced Research Grants“ des europäischen Forschungsrats (ERC) erhalten hat.

Prof. Karl M. Menten ist Leiter der Forschungsabteilung „Millimeter- und Submillimeter-Astronomie“ am MPIfR. Kollaborationen im Rahmen der Arbeit in dieser Abteilung, die das 100-m-Teleskop nutzen, sind z.B. „The Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL) Survey“ oder das „Megamaser-Cosmology-Projekt“.

Ein größerer Teil der Forschungsarbeit in der „Millimeter- und Submillimeter-Astronomie“ spielt sich allerdings bei höheren Radiofrequenzen im Millimeter- und Submillimeter-Wellenlängenbereich ab und nutzt Radioteleskope wie z.B. APEX in Chile und die fliegende Sternwarte SOFIA. In diesen Wellenlängenbereichen kommt das 100-m-Teleskop (Grenzfrequenz 96 GHz/3,1 mm Wellenlänge) dann nicht mehr zum Einsatz.

Aktuell dominieren im Messprogramm mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg, wie üblich in dieser Zeit des Jahres, Messprogramme im internationalen Verbund (Very Long Baseline Interferometrie, VLBI), bei denen das 100-m-Radioteleskop mit anderen Radioteleskopen der Erde vernetzt wird, um so über Kontinente und Ozeane hinweg Messungen mit höchster Winkelauflösung durchführen zu können. Damit wird ein virtuelles Radioteleskop von bis zu Erdgröße simuliert. Das Radioteleskop Effelsberg ist wegen seiner großen Sammelfläche (es ist auch nach fünf Jahrzehneten Betrieb noch das zweitgrößte bewegliche Radiotelekop der Erde) nach wie vor ein begehrter Partner für diese Messungen.

In einer aktuellen Information des MPIfR wurde der Beitrag des Radioteleskops Effelsberg bei der Untersuchung des Zentralbereichs der Galaxie M87 (M87*) gewürdigt. Im Zentrum dieser Galaxie konnte erstmals ein Bild vom Schatten eines Schwarzen Lochs dargestellt werden (Multifrequenzbeobachtungen von M87*, vom 14. April 2021).

Ein weiterer Schwerpunkt des Beobachtungsprogramms liegt bei Pulsaren und schnellen Radiostrahlungsausbrüchen (Fast Radio Bursts, FRBs), also Beobachtungen mit sehr hoher Zeitauflösung im Bereich von Mikrosekunden. Welche Bedeutung dem 100-m-Teleskop in dieser Art von Messungen zukommt, wurde in einer weiteren Presseinformation von letzter Woche beschrieben („Auf der Jagd nach einem berühmten Radiostrahlungsausbruch“, vom 19. April 2021).

„Auch nach 50 Jahren ist das Teleskop ein astronomisches Instrument der Spitzenklasse. In den vergangenen Jahrzehnten wurden – abgesehen von der Grundstruktur – nahezu alle Komponenten beständig erneuert und verbessert. Nach wie vor ist die Nachfrage nach Messzeit hoch und es kommen Beobachtungsanträge von Wissenschaftlern aus aller Welt“, sagt Dr. Alex Kraus, der Leiter des Radioobservatoriums Effelsberg.

„Effelsberg hat in der Vergangenheit wiederholt seine Vielseitigkeit gezeigt. Die Möglichkeit, immer wieder neue, speziell entwickelte Spitzentechnologie für die Empfangssysteme einzusetzen, wird unser Teleskop noch auf absehbarer Zukunft an der Weltspitze halten”, schließt Prof. Michael Kramer, als Direktor am MPIfR verantwortlich für das Radioobservatorium mit dem 100-m-Teleskop.

Weitere Informationen
Das Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn/Deutschland erforscht das Universum in Radio- und Infrarot-Wellenlängen. Es beherbergt drei Forschungsabteilungen zu den Themen „Fundamentalphysik in der Radioastronomie“, „Millimeter- und Submillimeter-Astronomie“ und „Radioastronomie/VLBI“, außerdem eine Reihe von Forschungsgruppen und technischen Fachabteilungen.

Im Radio-Observatorium Effelsberg betreibt das Institut zwei Radioteleskope, das 100m-Teleskop und die Station Effelsberg des internationalen Niederfrequenz-Teleskop-Netzwerks LOFAR. Ein weiteres Teleskop des Instituts ist APEX, das Atacama Pathfinder Experiment. APEX ist ein 12m-Teleskop für den Submillimeterbereich, das in 5100 m Höhe in Chile in Kooperation mit der europäischen Südsternwarte ESO und dem schwedischen Onsala-Observatorium OSO betrieben wird.

Mit einem Durchmesser von 100 Metern ist das Radioteleskop Effelsberg eines der größten voll beweglichen Radioteleskope der Erde. Mit dem Teleskop werden Pulsare, kalte Gas- und Staubnebel, die Orte der Sternentstehung, Materiejets von Schwarzen Löchern und die Kerne entfernter Galaxien sowie Radioemission und Magnetfelder in unserer Milchstraße und nahen Galaxien beobachtet. Das Effelsberger Teleskop ist ein wichtiger Teil des weltweiten Netzwerks von Radioteleskopen. Die Kombination verschiedener Teleskope im interferometrischen Betrieb ermöglicht es, die schärfsten Bilder des Universums zu erhalten.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Im April 2019 veröffentlichten Forscher das erste Bild eines Schwarzen Lochs mit dem Event Horizon Telescope (EHT). Diese bemerkenswerte Leistung war jedoch nur der Anfang der hier präsentierten Wissenschaftsgeschichte. Heute werden neue Ergebnisse veröffentlicht, die einen beispiellosen Einblick in dieses Schwarze Loch versprechen und eine noch genauere Überprüfung von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie möglich machen. An dem Wissenschaftsprojekt ist das Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie maßgeblich beteiligt, unter anderem durch Beobachtungen mit dem 100-m-Radioteleskop in Effelsberg.

In einer aktuellen Veröffentlichung werden neue Ergebnisse von neunzehn Observatorien veröffentlicht, die einmalige Einblicke in das Schwarze Loch in der Galaxie Messier 87 (M87) versprechen und ebenso Überprüfungen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie verbessern werden.

Die gewaltige Gravitation eines supermassereichen Schwarzen Lochs akkretiert nicht nur Materie, sondern treibt auch einen energiereichen Materieausfluss oder Jet an, der Teilchen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit über riesige Entfernungen bewegt. Der Jet von M87 erzeugt Strahlung über das gesamte elektromagnetische Spektrum, von Radiowellen bis hin zu Gammastrahlen. Das Muster dieser Strahlung ist bei jedem Schwarzen Loch anders und gibt entscheidende Einblicke in die Eigenschaften eines Schwarzen Lochs. Es ist aber auch eine Herausforderung für die Forscher, weil sich dieses Muster mit der Zeit verändert.

Während der EHT-Beobachtungen von M87 kompensierten die Wissenschaftler solche Schwankungen, indem sie die Beobachtungen mit vielen der weltweit leistungsstärksten Teleskope am Boden und im Weltraum koordinierten und Strahlung über das gesamte elektromagnetische Spektrum erfassten. Es ist die umfangreichste simultane Beobachtungskampagne, die jemals für ein supermassereiches Schwarzes Loch mit Jets durchgeführt wurde. „Dieser einzigartige Datensatz ist entscheidend für unser Verständnis der physikalischen Bedingungen in der unmittelbaren Umgebung eines der massereichsten Schwarzen Löcher in unserer kosmischen Nachbarschaft“, sagt Stefanie Komossa, Astronomin am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn, Teammitglied bei den unterstützenden Multi-Wellenlängen-Beobachtungen des EHT und eine der Hauptautorinnen der aktuellen Studie.

Mit der heutigen Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal Letters“ geben die Wissenschaftler diesen riesigen Datensatz im Rahmen der neuen Untersuchung frei. Damit kann jeder Interessierte die Daten selbst analysieren und für seine eigenen Studien nutzen. Jedes Teleskop liefert entscheidende Informationen über das Verhalten und die Auswirkungen des Schwarzen Lochs im Zentrum von M87 mit einer Masse von 6,5 Milliarden-Sonnenmassen, das etwa 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.

„Wir wussten, dass das erste direkte Bild eines Schwarzen Lochs bahnbrechend sein würde“, sagt Kazuhiro Hada vom National Astronomical Observatory of Japan, ein Mitautor der neuen Studie. „Aber um das Beste aus diesem bemerkenswerten Bild herauszuholen, müssen wir alles über das Verhalten des Schwarzen Lochs zu dieser Zeit wissen, indem wir Beobachtungen über das gesamte elektromagnetische Spektrum durchführen.“

„Die Kombination von VLBI-Daten aus dem Radio-Millimeter-Band mit zeitnah durchgeführten Messungen bei anderen Wellenlängen wie Nahinfrarot, im optischen, Röntgen- und Gammastrahlung bietet ein großartiges Datenreservoir für ein detailliertes Bild der physikalischen Prozesse, die in der Nähe des Schwarzen Lochs und in der Startregion des Jets ablaufen“, ergänzt Thomas P. Krichbaum, MPIfR-Astronom, Mitglied des EHT-Wissenschaftsrats und einer der Hauptautoren der vorliegenden Studie.

Die Daten wurden von einem Team von siebenhundertsechzig Wissenschaftlern und Ingenieuren aus fast zweihundert Institutionen und zweiunddreißig Ländern oder Regionen mit von Agenturen und Institutionen rund um den Globus finanzierten Teleskopen von 19 Observatorien, darunter auch die Effelsberg- und APEX-Teleskope des MPIfR, in einem Zeitraum von Ende März bis Mitte April 2017 aufgenommen.

„Es gibt mehrere Gruppen, die auf Hochtouren arbeiten, um zu sehen, ob ihre Modelle mit diesem reichhaltigen Beobachtungsschatz übereinstimmen, und wir sind begeistert, dass die gesamte Gemeinschaft die freigewordenen Daten nutzen kann, um uns zu helfen, die engen Verbindungen zwischen Schwarzen Löchern und ihren Jets besser zu verstehen“, sagt Mitautor Daryl Haggard von der McGill University.

„An diesen phantastischen Beobachtungen sind viele der besten Teleskope der Welt beteiligt, die zusammen eine Betriebszeit von dreihundert Jahren eingebracht haben“, sagt Mitautor Juan Carlos Algaba von der University of Malaya in Kuala Lumpur, Malaysia. „Dies ist ein wunderbares Beispiel für die Zusammenarbeit von Astronomen auf der ganzen Welt bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit.“

Die Ergebnisse zeigen, dass die Menge an elektromagnetischer Strahlung, die durch die Materie um das supermassereiche Schwarze Loch von M87 erzeugt wurde, die geringste war, die jemals beobachtet wurde. Dadurch boten sich ideale Bedingungen für die Untersuchung des Schwarzen Lochs, von Regionen nahe dem Ereignishorizont bis hin zu Zehntausenden von Lichtjahren Abstand.

Die Verbindung der bereits erhaltenen Teleskopdaten mit den aktuellen und zukünftigen EHT-Beobachtungen wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, wichtige Untersuchungen in einigen der bedeutendsten und anspruchsvollsten Bereiche der Astrophysik durchzuführen. Zum Beispiel planen die Forscher, diese Daten zu nutzen, um die Tests von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zu verbessern. Eine große Hürde bei der Anwendung solcher Tests auf M87 liegen derzeit in Unsicherheiten über das Material, das um das Schwarze Loch rotiert und in Jets abgestrahlt wird, und insbesondere in den Eigenschaften, die das emittierte Licht bestimmen.

„Das Verständnis der Teilchenbeschleunigung ist zentral für unser Verständnis sowohl des EHT-Bildes als auch der Jets, in all ihren Eigenschaften“, sagt Co-Autorin Sera Markoff von der Universität Amsterdam. „Diese Jets schaffen es, die vom Schwarzen Loch freigesetzte Energie auf Skalen zu transportieren, die größer sind als die Wirtsgalaxie, entsprechend einem riesigen Stromkabel. Die erhaltenen Ergebnisse werden uns helfen, die Menge der transportierten Energie zu berechnen und den Effekt, den die Jets des Schwarzen Lochs auf seine Umgebung ausüben.“

Die Veröffentlichung dieser neuen Daten fällt mit dem aktuellen EHT-Beobachtungslauf im Jahr 2021 zusammen, bei dem wiederum ein weltweites Netzwerk von Teleskopen zum Einsatz kommt – es ist der erste seit dem Jahr 2018. Noch in dieser Woche nehmen die EHT-Astronomen sechs Nächte lang M87 sowie Sgr A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße, und mehrere noch weiter entfernte Schwarze Löcher ins Visier. „Mit der Veröffentlichung der Daten, kombiniert mit der Wiederaufnahme der Beobachtungen mit einem verbesserten EHT, können wir davon ausgehen, dass noch viele aufregende neue Ergebnisse für uns am Horizont stehen“, sagt Co-Autor Mislav Baloković von der Yale University.

Anton Zensus, Gründungsvorsitzender des Event Horizon Telescope und Direktor am MPIfR, fasst zusammen: „In dieser Beobachtungskampagne haben sich viele Teleskope auf der Welt und im Weltraum mit der EHT-Kollaboration zusammengetan, um gemeinsam und gleichzeitig die Eigenschaften von M87 über das gesamte elektromagnetische Spektrum zu untersuchen. Dies bringt uns einen großen Schritt weiter in unserem Verständnis der Natur von Systemen mit Schwarzen Löchern und ihren Jets. Wir lernen, wie wir Magnetfelder, kosmische Strahlung, Jetstruktur, Emissions- und Absorptionsprozesse und die Rolle der allgemeinen Relativitätstheorie besser untersuchen können.“

Weitere Informationen:
Die Forschungsergebnisse werden am 14. April 2021 in einer aktuellen Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal“ präsentiert. An der EHT-Kollaboration sind mehr als 300 Wissenschaftler aus Afrika, Asien, Europa, Nord- und Südamerika beteiligt. Diese internationale Kollaboration arbeitet daran, die detailliertesten Bilder von Schwarzen Löchern zu erfassen, die je gemacht wurden, indem sie ein virtuelles Teleskop von der Größe der Erde schafft. Das EHT verbindet bestehende Teleskope mit neuartigen Systemen – und bildet so ein grundlegend neues Instrument mit dem höchsten Winkelauflösungsvermögen, das bisher erreicht wurde.

Die Veröffentlichung der hier gezeigten Daten fällt mit der ersten Beobachtungskampagne des weltweiten EHT-Netzwerks seit 2018 zusammen. Die letztjährige Kampagne musste wegen der COVID-19-Pandemie abgesagt werden, und das Jahr davor wurde aufgrund von Betriebsproblemen und schlechtem Wetter ausgesetzt. In dieser Woche nehmen die EHT-Astronomen sechs Nächte lang vor allem das supermassereiche Schwarze Loch in unserer Milchstraße (Sgr A*), das Zentrum der Galaxie M87, und ein noch weiter entferntes Schwarzes Loch ins Visier. Im Vergleich zu 2017 wurde das Array durch drei weitere Teleskope erweitert: das Grönland-Teleskop, das Kitt Peak 12m-Teleskop und das NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA).
Die vorgestellten Forschungsergebnisse umfassen Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen, darunter das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg als Teil des High Sensitivity Array und des Global Millimeter VLBI Array.

Das EHT-Konsortium besteht aus dreizehn beteiligten Instituten: dem Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, der University of Arizona, der University of Chicago, dem East Asian Observatory, der Goethe-Universität Frankfurt, dem Institut de Radioastronomie Millimétrique, dem Large Millimeter Telescope, dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie, dem MIT Haystack Observatory, dem National Astronomical Observatory of Japan, dem Perimeter Institute for Theoretical Physics, der Radboud-Universität und dem Smithsonian Astrophysical Observatory.

An der Beobachtungskampagne 2017 war eine große Anzahl von Observatorien und Teleskopen beteiligt. Bei Radiowellenlängen waren es folgende Teleskope: das European Very Long Baseline Interferometry Array Network (EVN) einschließlich des 100-m-Radioteleskops Effelsberg (9. Mai 2017); das High Sensitivity Array (HSA), zu dem das Very Large Array (VLA), das 100-m-Radioteleskop Effelsberg und die 10 Stationen des Very Long Baseline Array (VLBA) des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) gehören (15., 16. und 20. Mai); die VLBI Exploration of Radio Astronomy (VERA) an 17 verschiedenen Terminen im Jahr 2017; das EAVN/KaVa-Array, bestehend aus dem ostasiatischen VLBI-Netzwerk (EAVN) und KaVA, das sich wiederum aus dem koreanischen VLBI-Netzwerk (KVN) und VERA zusammensetzt (14 Epochen zwischen März und Mai 2017); das KVN über sieben Epochen zwischen März und Dezember 2017; das VLBA am 5. Mai 2017; das Global Millimeter-VLBI-Array (GMVA), zu dem auch das 100-m-Radioteleskop Effelsberg gehört (30. März 2017); das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und das Submillimeter Array (SMA) als Teil eines laufenden Beobachtungsprogramms. Bei ultravioletten Wellenlängen (UV) war das Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) mit mehreren Beobachtungen zwischen dem 22. März und dem 20. April 2017 beteiligt; und bei optischen Wellenlängen ebenfalls Swift; und das Hubble Space Telescope am 7., 12. und 17. April 2017. Die Hubble-Daten wurden aus dem Hubble-Archiv entnommen, da sie Teil eines unabhängigen Beobachtungsprogramms darstellten. Bei Röntgenwellenlängen waren das Chandra-Röntgenobservatorium am 11. und 14. April 2017, das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) am 11. und 14. April 2017 sowie Swift beteiligt. Bei Gammastrahlen-Wellenlängen waren Fermi vom 22. März bis 20. April 2017, das High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S), die Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) Teleskope und das Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) beteiligt.

Das EHT wird durch erhebliche internationale Investitionen und einen großen Beitrag des MPIfR seit den 1990er Jahren bei der Entwicklung der Millimeter-VLBI-Technik unterstützt. In jüngster Zeit kamen zusätzliche Mittel durch das ERC-geförderte BlackHoleCam-Projekt hinzu, mit Michael Kramer, Direktor am MPIfR, als einem der drei Projektleiter.

Die folgenden vierunddreißig Forscher, die dem MPIfR angehören, sind Koautoren der Arbeit (in der Reihenfolge der Autorenliste): Jae-Young Kim, Stefanie Komossa, Thomas P. Krichbaum, Ru-Sen Lu, Walter Alef, Rebecca Azulay, Anne-Kathrin Baczko, Silke Britzen, Ralph P. Eatough, Michael Janßen, Ramesh Karuppusamy, Dong-Jin Kim, Michael Kramer, Rocco Lico, Jun Liu, Kuo Liu, Andrei P. Lobanov, Karl M. Menten, Nicholas R. MacDonald, Cornelia Müller, Aristeidis Noutsos, Gisela N. Ortiz-León, Felix M. Pötzl, Eduardo Ros, Helge Rottmann, Alan L. Roy, Tuomas Savolainen, Lijing Shao, Pablo Torné, Efthalia Traianou, Jan Wagner, Norbert Wex, Robert Wharton, und J. Anton Zensus.

Video: Größenskalen in M87

Originalveröffentlichung
Broadband Multi-wavelength Properties of M87 During the 2017 Event Horizon Telescope Campaign
Algaba, Anczarski, Asada et al. (inklusive Event Horizon Telescope Collaboration, Fermi Large Area Telescope Collaboration, H.E.S.S. Collaboration, MAGIC Collaboration, VERITAS Collaboration, und EAVN Collaboration), The Astrophysical Journal Letters, Vol. 911, L11, DOI:10.3847/2041-8213/abef71

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• Event Horizon Telescope „EHT“

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Das 100m-Radioteleskop des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie begeht im Jahr 2021 seinen 50. Geburtstag. Zu diesem Anlass wird am 1. April 2021 eine Sonderbriefmarke „50 Jahre 100m-Radioteleskop Effelsberg“ herausgegeben. Der Aufbau des Teleskops in einem Eifeltal ca. 40 km südwestlich von Bonn erfolgte in gut dreieinhalbjähriger Bauzeit von 1967 bis 1971. Am 12. Mai 1971 erfolgte das Richtfest in Form einer feierlichen Eröffnung am Standort des Teleskops, nicht weit entfernt von den beiden Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, inzwischen Ortsteile der Stadt Bad Münstereifel.

Ein gutes Jahr später, am 1. August 1972, konnte dann der volle Messbetrieb mit dem Radioteleskop Effelsberg aufgenommen werden. In den vergangenen fünf Jahrzehnten wurde eine Reihe erfolgreicher Beobachtungen des Universums im Bereich der Radiowellen mit dem Teleskop durchgeführt, von unserer kosmischen Nachbarschaft in der Milchstraße bis zu fernen und fernsten Galaxien. Während dieser Zeit erfolgte eine stetige technische Aufrüstung des Radioteleskops, so dass es auch heute noch zu den leistungsfähigsten Teleskopen der Erde zählt. Das 100m-Teleskop ist nach wie vor ein zentraler Bestandteil der wissenschaftlichen Arbeit des Instituts.

Seit ihren Anfängen in den 1930er Jahren hat sich die Radioastronomie zu einer bedeutenden Methode für die Erforschung des Weltalls entwickelt, denn sie dringt in Tiefen des Universums ein, die dem sichtbaren Licht versperrt bleiben. So ist etwa die Entdeckung von neuen Himmelskörpern wie Quasaren und Pulsaren sowie weit entfernten Galaxien diesem Teilgebiet der Astronomie zuzuschreiben. Mindestens vier Physik-Nobelpreise gehen auf radioastronomische Erkenntnisse zurück. Zur Beobachtung von Radiowellen werden spezielle Teleskope eingesetzt. In Deutschland ist das 100m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) das mit Abstand größte seiner Art – es ist auch 50 Jahre nach seiner Fertigstellung das größte voll bewegliche Radioteleskop Europas und das zweitgrößte der Erde.

Zum 50jährigen Jubiläum des Teleskops gibt das Bundesfinanzministerium am 1. April 2021 eine Sonderbriefmarke im Wert von 1,55 Euro heraus (Abb. 1). Es ist bereits die zweite Briefmarke in Deutschland, die das 100-m-Radioteleskop zeigt. Im Jahr 1976 wurde im Rahmen der Dauermarkenserie „Industrie und Technik“ das Radioteleskop Effelsberg präsentiert. Mit einem Nennwert von 500 Pfennig (fünf DMark) stellte diese Marke den höchsten Wert unter den 23 Briefmarken der Serie dar.

Die Einweihung des Teleskops erfolgte nach dreieinhalbjähriger Bauzeit am 12. Mai 1971. Seitdem wird es in Verbindung mit regelmäßiger intensiver Wartung kontinuierlich auf dem aktuellen Stand der Technik gehalten und zählt nach wie vor zu den leistungsfähigsten Teleskopen der Erde. Als Beispiel für technische Neuerungen sei die Installation eines neuen Subreflektors mit aktiver Oberfläche im Jahr 2006 genannt. Ab 2007 kam am Standort des 100m-Teleskop ein weiteres Teleskop für langwelligere Radiostrahlung hinzu, die Effelsberg-Station des europäischen Niederfrequenzteleskops LOFAR.

Die hochempfindlichen Empfänger des 100-m-Teleskops sind in der Lage, außerordentlich schwache Radiosignal aus großen Entfernungen im Kosmos aufzuspüren. Astronomen aus aller Welt reichen Beobachtungsanträge ein, um Forschungsprojekte mit dem Radioteleskop Effelsberg durchzuführen. Aus Beobachtungen von Molekülen lassen sich Dichte, Temperatur, Chemie und Dynamik im interstellaren Gas bestimmen, und damit in Regionen, in denen sich neue Sterne bilden. In vielen externen Milchstraßensystemen wurden großräumige Magnetfelder entdeckt. Für extreme Objekte wie Pulsare, Endstadien bei der Entwicklung von massereichen Sternen, ist das 100m-Teleskop sogar einzigartig aufgrund seiner Empfindlichkeit im Bereich kurzer cm-Wellenlängen.

Auch bei der Verbindung einzelner Radioteleskope zu einem weltumspannenden Netzwerk stellt das Effelsberger Teleskop eine wichtige Station dar. Mit interferometrischer Technik (VLBI – Very Long Baseline Interferometry) gelingen die schärfsten Aufnahmen des Kosmos.

Damit bildet das 100-m-Radioteleskop Effelsberg ein wichtiges Empfangsinstrument für alle drei Forschungsabteilungen am MPIfR, „Radioastronomische Fundamentalphysik“, „Millimeter- und Submillimeter-Astronomie“ und „Radioastronomie/VLBI“.

„Das 100m-Teleskop ermöglicht hochempfindliche Messungen im Verbund mit anderen Teleskopen auf der ganzen Welt und sogar im Weltraum, die uns helfen die Eigenschaften von Galaxienkernen im Universum zu untersuchen und diese mysteriösen Objekte zu verstehen“, sagt Anton Zensus, der als Direktor am MPIfR die Forschungsabteilung „Radioastronomie/VLBI“ leitet.

„Auch 50 Jahre nach seiner Einweihung zählt das Teleskop zu den leistungsfähigsten Radioteleskopen weltweit und ist entsprechend nachgefragt. Pro Jahr wird ein Anteil von mehr als 70% der Zeit für astronomische Beobachtungen genutzt, wobei die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht nur aus dem Institut kommen, sondern aus aller Welt“, ergänzt Alex Kraus, der Leiter des Radio-Observatoriums Effelsberg.

Auch abseits der Wissenschaft sind Besucher rund um den Globus fasziniert von der Technik und Ingenieurskunst des 100m-Radioteleskops. In Sichtweite des gigantischen Parabolspiegels finden in einem Besucherpavillon regelmäßig Vorträge statt. Von dort aus ist ein Aussichtsplateau unmittelbar vor dem Teleskop selbst über einen Zickzackweg für Besucher erreichbar.

Drei astronomische Themenwanderwege, Planetenweg, Milchstraßenweg und Galaxienweg, beleuchten die schier unvorstellbaren Entfernungen im Universum. Zum Jubiläum wird noch in diesem Jahr ein vierter Weg, der „Zeitreiseweg“, die drei vorhandenen Wege ergänzen. Er zeigt auf 20 Stationen wichtige Markierungspunkte aus der 50jährigen Erfolgsgeschichte des Radioteleskops Effelsberg.

Es bleibt zu hoffen, dass auch in Zukunft noch eine Reihe schöner Entdeckungen mit dem 100m-Teleskop gelingen werden.

Weitere Informationen
Das Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn/Deutschland erforscht das Universum in Radio- und Infrarot-Wellenlängen. Es beherbergt drei Forschungsabteilungen zu den Themen „Fundamentalphysik in der Radioastronomie“, „Millimeter- und Submillimeter-Astronomie“ und „Radioastronomie/VLBI“, außerdem eine Reihe von Forschungsgruppen und technischen Fachabteilungen.

Im Radio-Observatorium Effelsberg betreibt das Institut zwei Radioteleskope, das 100m-Teleskop und die Station Effelsberg des internationalen Niederfrequenz-Teleskop-Netzwerks LOFAR. Ein weiteres Teleskop des Instituts ist APEX, das Atacama Pathfinder Experiment. APEX ist ein 12m-Teleskop für den Submillimeterbereich, das in 5100 m Höhe in Chile in Kooperation mit der europäischen Südsternwarte ESO und dem schwedischen Onsala-Observatorium OSO betrieben wird.

Mit einem Durchmesser von 100 Metern ist das Radioteleskop Effelsberg eines der größten voll beweglichen Radioteleskope der Erde. Mit dem Teleskop werden Pulsare, kalte Gas- und Staubnebel, die Orte der Sternentstehung, Materiejets von Schwarzen Löchern und die Kerne entfernter Galaxien sowie Radioemission und Magnetfelder in unserer Milchstraße und nahen Galaxien beobachtet. Das Effelsberger Teleskop ist ein wichtiger Teil des weltweiten Netzwerks von Radioteleskopen. Die Kombination verschiedener Teleskope im interferometrischen Betrieb ermöglicht es, die schärfsten Bilder des Universums zu erhalten.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

Ähnliche Programme gab es schon früher: das RadioNet-Programm stellte Radioteleskope der Spitzenklasse, darunter das 100-m-Radioteleskop des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) bei Effelsberg, sowie das Submillimeterteleskop APEX in Chile, an dem das MPIfR beteiligt ist, zur gemeinsamen Nutzung zur Verfügung. Und auch der OPTICON-Verbund verfolgte ein ähnliches Konzept mit seinen Teleskopen, die im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeiten. Nun soll als nächster Schritt die gesamte Vielfalt der optischen und radioastronomischen Infrastrukturen in Europa unter einem Dach zusammengefasst werden.

Die EU-Fördermittel im Rahmen des Opticon-RadioNet-Pilotprojekts (ORP) sollen in den nächsten vier Jahren dazu verwendet werden, Astronomen den gegenseitigen Zugang zu den besten bodengebundenen Teleskopen der europäischen Institute zu ermöglichen. Dazu gehört nicht nur deren kostenlose Nutzung, sondern auch Training und Unterstützung bei der Bedienung der komplexen Infrastrukturen.

Prof. Anton Zensus, Direktor und Leiter der Forschungsabteilung Radioastronomie/VLBI am MPIfR, der die Beteiligung der radioastronomischen Institute wissenschaftlich koordinieren wird, freut sich:

„Stellen Sie sich vor, Sie haben eine zündende Forschungsidee und brauchen dafür ein Spitzen-Radioteleskop. Für europäische Forscher kein Hindernis. Denn der EU-geförderte RadioNet-Verbund hat Astronomen seit 20 Jahren nicht nur die besten europäischen Radioteleskope kostenlos zur Verfügung gestellt; er erleichtert das Beobachten auch durch Training und Service vor Ort. Jetzt sind wir einen Schritt weiter gegangen und haben uns mit den Betreibern von optischen Teleskopen zusammengetan, um uns im Opticon-RadioNet Pilotprojekt noch besser zu synchronisieren. Ein großartiger Erfolg aller, die an die europäische Idee glauben. Und ein großer Schritt vorwärts für die Wissenschaft. Denn astronomische Phänomene lassen sich nur begreifen, wenn man die besten Beobachtungsinstrumente zur Verfügung hat“.

Sorge bereitet den Bonner Wissenschaftlern allerdings die zunehmende Störstrahlung von neuen Mobilfunkanlagen. „Wenn wir jetzt nicht handeln, dann werden weite Bereiche radioastronomischer Forschung in absehbarer Zeit nicht mehr möglich sein“, sagt Prof. Michael Kramer, Direktor und Leiter der Forschungsabteilung Radioastronomische Fundamentalphysik am MPIfR. „Um so mehr freut es mich, dass wir mithilfe der bewilligten EU-Fördermittel ausgefeilte Strategien entwickeln können, um die Störsignale und deren Auswirkung zu reduzieren und so den Standort Effelsberg auch weiterhin für die Radioastronomie erhalten zu können.”

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• Beeinträchtigung von astronomischen Teleskopen durch Megakonstellationen

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Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Universität Siegen, des Forschungszentrums Jülich und des Elettra-Synchrotrons in Triest hat einen neuen Meilenstein für die ultraschnelle Kontrolle des Magnetismus erreicht. Das internationale Team arbeitet an Magnetisierungskonfigurationen, die eine chirale Drehung aufweisen. Chiralität ist ein Symmetriebruch, der beispielsweise in der Natur in Molekülen vorkommt, die für das Leben essenziell sind. Die Chiralität wird auch als Händigkeit bezeichnet, da Hände ein häufiges Beispiel aus dem Alltag sind, die sich bei spiegelverkehrter Anordnung nicht überlagern lassen. Magnetisierungskonfigurationen mit fester Chiralität werden aufgrund ihrer faszinierenden Eigenschaften, wie verbesserter Stabilität und effizienter Manipulation durch Strom, intensiv untersucht. Somit versprechen diese magnetischen Texturen Anwendungen auf dem Gebiet der ultraschnellen chiralen Spintronik, zum Beispiel für ultraschnelles Schreiben und Steuern von chiralen topologischen magnetischen Objekten wie magnetischen Skyrmionen, also speziellen verdrehten Magnetisierungskonfigurationen mit aufregenden Eigenschaften.

Die in Nature Communications veröffentlichten neuen Erkenntnisse geben Aufschluss über die ultraschnelle Dynamik von chiralen Spinstrukturen nach optischer Anregung im Vergleich zu kollinearen Spinstrukturen. Nach den Erkenntnissen der Forscher wird die chirale Ordnung nach Anregung durch einen Infrarotlaser schneller wiederhergestellt als die kollineare Ordnung.

Das Team führte Kleinwinkel-Röntgenstreuungsexperimente an magnetischen Dünnschichtproben, die chirale Magnetkonfigurationen stabilisieren, durch. Die Experimente erfolgten an einem Freien-Elektronen-Laser (FEL) an der FERMI-Anlage in Triest, Italien. Die Einrichtung bietet die einzigartige Möglichkeit, die Magnetisierungsdynamik mit Femtosekunden-Zeitauflösung unter Verwendung von zirkularem links- beziehungsweise rechts-polarisiertem Licht zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen eine schnellere Wiederherstellung der chiralen Ordnung im Vergleich zu kollinearen Strukturen, das heißt Verdrehungen sind stabiler als gerade ausgerichtete magnetische Konfigurationen.

Kooperation mit führenden internationalen Partnern als Eckpfeiler erfolgreicher Forschung
„Dies ist ein großartiger Moment, da wir lange daran gearbeitet haben, diese Studie abzuschließen. Jetzt, da wir wissen, dass die ultraschnelle Dynamik chiraler und kollinearer Spinstrukturen unterschiedlich ist, können wir uns darauf konzentrieren, die Abhängigkeit der ultraschnellen Dynamik von den Materialeigenschaften in Angriff zu nehmen, so wie zum Beispiel die Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung, eine Wechselwirkung, die zur Stabilisierung chiraler Spinstrukturen führen kann“, sagt Nico Kerber von der JGU, Erstautor des Artikels.

„Wir sind unseren italienischen Kollegen besonders dankbar, die einen Teil des Experiments während des Corona-Lockdowns in Europa durchgeführt haben. Diese zusätzlichen Scans waren für unsere Studie von entscheidender Bedeutung und wir freuen uns, dass hier Video-Unterstützung und der Postversand von Proben funktioniert haben. Wir freuen uns aber auch darauf, solche Experimente wieder persönlich mit unseren Kollegen am FERMI durchführen zu können“, hebt Prof. Dr. Christian Gutt von der Universität Siegen hervor, korrespondierender Autor des Artikels.

„Ich freue mich sehr über den nächsten Schritt, der unternommen wurde, um die Verwendung chiraler Magnetisierungskonfigurationen in neuartigen Spintronik-Geräten zu ermöglichen. Die internationale Zusammenarbeit mit großen Einrichtungen wie FERMI ist entscheidend, um solche Arbeiten durchzuführen, und solche Kooperationen sind ein Eckpfeiler unseres Graduiertenschulen-Programms und unserer Forschungszentren“, betont Prof. Dr. Mathias Kläui, Betreuer des Erstautors und Direktor des Profilbereichs Dynamik und Topologie (TopDyn) an der JGU. „Mit Mitteln des Sonderforschungsbereichs SFB/TRR 173 Spin+X, der Graduiertenprogramme Materialwissenschaften in Mainz, des Max Planck Graduate Center mit der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und des Profilbereichs TopDyn fördern wir diese Kooperationen.“

Veröffentlichung
Nico Kerber et al.: Faster chiral versus collinear magnetic order recovery after optical excitation revealed by femtosecond XUV scattering
Nature Communications, 9. Dezember 2020
DOI: 10.1038/s41467-020-19613-z

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• Neues vom Fermilab

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