GSB Standardlösung

15. September 2019
Fliegende Sternwarte

SOFIA zu Gast in Stuttgart – Erster Wissenschaftsflug über Europa

Mehr zu:
Raumfahrt
Offene Teleskop-Luke zieht starkes Interesse auf sich
Offene Teleskop-Luke zieht starkes Interesse auf sich
Bild 1/7, Quelle: Heinz Hammes/DLR

Offene Teleskop-Luke zieht starkes Interesse auf sich

Am Dienstag, 17. September, bot sich die extrem seltene Gelegenheit, durch die geöffnete Luke einen Blick auf das Teleskop zu werfen. Normalerweise wird die Luke nicht geöffnet, wenn das Flugzeug am Boden unter freiem Himmel steht. Entsprechend groß war das Publikumsinteresse.

Maus und Elefant erforschen mit SOFIA den Weltraum
Maus und Elefant erforschen mit SOFIA den Weltraum
Bild 2/7, Quelle: Heinz Hammes/DLR

Maus und Elefant erforschen mit SOFIA den Weltraum

Die stets wissbegierige Maus und der blaue Elefant an Bord der fliegenden Sternwarte: Ein Team der „Sendung mit der Maus“ wird in einer Spezialausgabe „Teleskope und die Infrarotastronomie“ dem Mauspublikum Einblicke in den Forschungsflug von SOFIA geben.

Das Forschungsflugzeug SOFIA ist in Stuttgart gelandet
Das Forschungsflugzeug SOFIA ist in Stuttgart gelandet
Bild 3/7, Quelle: Heinz Hammes/DLR.

Das Forschungsflugzeug SOFIA ist in Stuttgart gelandet

SOFIA, das fliegende Weltraumobservatorium, ist am Montag, 16. September 2019, um 4:03 Uhr auf dem Flughafen Stuttgart gelandet. Von dort aus soll das Forschungsflugzeug am 18. September zu seinem ersten Wissenschaftsflug über Europa abheben.

Fliegendes Infrarotobservatorium SOFIA
Fliegendes Infrarotobservatorium SOFIA
Bild 4/7, Quelle: NASA/Jim Ross

Fliegendes Infrarotobservatorium SOFIA

Fliegende Sternwarte: Mit dem 2,5 Meter-Teleskop an Bord der modifizierten Boeing 747SP werden astronomische Beobachtungen im Infrarot- und Submillimeter-Wellenlängenbereich durchgeführt – weitgehend oberhalb der dabei störenden irdischen Lufthülle.

SOFIA nimmt Umgebung von Schwarzen Löchern ins Visier
SOFIA nimmt Umgebung von Schwarzen Löchern ins Visier
Bild 5/7, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

SOFIA nimmt Umgebung von Schwarzen Löchern ins Visier

Diese künstlerische Darstellung zeigt die Galaxie Cygnus A – mit supermassivem schwarzen Loch im Zentrum und den orthogonalen Radiojets – welche mit der hochauflösenden Infrarotkamera HAWC+ an Bord von SOFIA während eines Fluges über Südkalifornien untersucht wurde. Die erhobenen Daten zum Magnetfeld bilden die Grundlage für die Folgebeobachtung der Galaxie Markarian 231, die SOFIA während ihres ersten wissenschaftlichen Europafluges ins Visier nehmen soll.

Das Ferninfrarot-Instrument HAWC+
Das Ferninfrarot-Instrument HAWC+
Bild 6/7, Quelle: NASA

Das Ferninfrarot-Instrument HAWC+

Das US-amerikanische Ferninfrarot-Instrument HAWC+ wird während des ersten europäischen Wissenschaftsfluges unter anderem die Umgebung von Schwarzen Löchern, Sternenexplosionen und die Entstehung von jungen Sternen ins Visier nehmen.

{youtube preview image}

Das Video ist aus Datenschutzgründen deaktiviert, damit keine ggf. unerwünschte Datenübertragung zu YouTube stattfindet. Zur Aktivierung bitte klicken. Das Video wird dann automatisch gestartet.

Video Die fliegende Sternwarte SOFIA
Video 7/7, Quelle: DLR.
  • Die fliegende Sternwarte SOFIA nimmt von Stuttgart aus vom 18. bis 19. September 2019 in ihrem ersten europäischen Wissenschaftsflug den Nordhimmel ins Visier.
  • SOFIA wird unter anderem die Umgebung von Schwarzen Löchern, Sternenexplosionen und die Entstehung von jungen Sternen beobachten.
  • Schwerpunkte: Astronomie, Luftfahrt, Raumfahrt

Am 16. September 2019 um 4:03 Uhr ist die fliegende Sternwarte SOFIA (Stratosphären Observatorium Für Infrarot-Astronomie) – ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) – auf dem Flughafen Stuttgart gelandet. Von dort aus wird SOFIA zu Wissenschaftsflügen über Europa abheben und dabei gleich zwölf Länder überqueren. Der Vorteil: Während ihrer Europa-Mission fliegt SOFIA deutlich nördlicher als bei einem Start von ihrer südkalifornischen Heimatbasis in Palmdale. Je näher an den Polen die Infrarotsternwarte fliegt, desto weniger Wasserdampf ist in der Atmosphäre über ihr vorhanden – und desto besser sind die Beobachtungsbedingungen.

"Es ist etwas ganz Besonderes, dass die fliegende Sternwarte SOFIA von Stuttgart aus zu ihrem ersten europäischen Wissenschaftsflug antreten wird. Spannende Beobachtungen erwarten die Forscher auf dieser knapp zehnstündigen Forschungsreise", freut sich die Vorstandsvorsitzende des DLR, Prof. Pascale Ehrenfreund. "Die Wissenschaftler an Bord des Flugzeuges erkunden die Umgebung von Schwarzen Löchern und gehen der Frage nach, ob Dunkle Energie unser Universum wirklich immer schneller auseinandertreibt."

Sternentstehung auf der Spur

Vor 50 Jahren betraten nicht nur die ersten Menschen den Mond. 1969 fanden Wissenschaftler der NASA auch – eher zufällig – eine ganz besondere Galaxie. Im Sternbild Großer Bär liegt Markarian 231 (Mrk 231), die rund 600 Millionen Lichtjahre von unserer Erde entfernt ist. Damit ist sie zirka 300-mal weiter entfernt als die Andromeda-Galaxie, die unserer Milchstraße am nächsten liegt. Trotzdem ist Mrk 231 einer der Erde am nächsten gelegenen, extrem hellen aktiven Galaxienkerne (Active Galactic Nucleus, AGN). Seine Leuchtkraft im Infrarot-Bereich macht Mrk 231 zu einer der hellsten und bekanntesten ultraluminösen Infrarot-Galaxien. Um ihr Zentrum kreisen gleich zwei Schwarze Löcher. Eines davon ist mit vier Millionen Sonnenmassen eher klein, das andere mit 150 Millionen Sonnenmassen schon deutlich größer. Für die Umgebung dieser Schwarzen Löcher interessieren sich die Forscher auf dem ersten europäischen SOFIA-Wissenschaftsflug. Denn um sie herum versammelt sich eine Masse aus Gas und Staub – der Staubtorus.

Diese Donut-förmige Region befindet sich in jedem aktiven Galaxienkern. Unklar ist aber, welche Rolle sie in der Erzeugung von Radiojets spielen. Diese zwei senkrechten Plasmastrahlen werden von Schwarzen Löchern im Zentrum des aktiven Galaxienkerns gebildet, indem sie Plasma mit Lichtgeschwindigkeit ins All ausblasen. Doch nicht jeder aktive Galaxienkern hat auch diese Radiojets. Das zeigen radioastronomische Beobachtungen. Vorausgegangene Studien mit SOFIA weisen darauf hin, dass das Magnetfeld in diesem staubhaltigen Torus helfen könnte, diese Radiojets auszulösen. Lässt sich die Entstehung der Jets aber tatsächlich auf die Präsenz – beziehungsweise das Ausbleiben – eines Magnetfelds zurückführen? Eine wichtige Frage, auf die Astronomen bislang keine Antwort gefunden haben.

Da nur das Ferninfrarot-Instrument HAWC+ (High-resolution Airborne Wide-band Camera) auf SOFIA Magnetfelder in diesem Wellenlängenbereich vermessen kann, möchten die SOFIA-Forscher den Zusammenhang zwischen diesen Feldern und den Radiojets entschlüsseln. Begonnen haben sie mit ihren Beobachtungen zum aktiven Galaxienkern von Cygnus A während eines Fluges über Südkalifornien im Jahr 2018.

"Die erste Europa-Mission von SOFIA soll diese Forschung nun fortsetzen, um dieses astronomische Rätsel um die Radiojets endlich zu lösen", sagte Dr. Alessandra Roy, deutsche SOFIA-Projektwissenschaftlerin im DLR Raumfahrtmanagement, welches die fliegende Sternwarte gemeinsam mit der NASA betreibt.

Beschleunigte Ausdehnung des Universums oder einfach nur Staub vor der Linse?

Unser Universum dehnt sich seit dem Urknall kontinuierlich aus. Diese Entdeckung wurde 1920 von Edwin Hubble gemacht. Doch dann kamen Ende der 1980er-Jahre die nobelpreisgekrönten Astrophysiker Saul Perlmutter, Adam Riess und Brian Schmidt. Sie beobachteten Supernovae vom Typ 1a. Diese Sternenexplosionen als sogenannte kosmische Leuchttürme sind weit sichtbar und immer gleich hell. Damit lassen sich die Entfernungen dieser Sternenexplosionen klar bestimmen: Je heller diese Supernovae Typ 1a erscheinen, desto näher sind sie uns. Bestimmt man nun die Helligkeiten vieler Supernovae, kann man ermitteln, ob sich die Ausdehnung des Universums beschleunigt. Das Ergebnis war überraschend: Die beobachteten Sternenexplosionen waren blasser als erwartet.

Damit war für die drei Forscher klar: Das Universum nimmt Fahrt auf und wird mit wachsender Geschwindigkeit von einem rätselhaften, unbekannten Beschleuniger namens Dunkler Energie immer weiter auseinandergetrieben. Doch ist das wirklich so? Liegt die Abnahme der Helligkeit wirklich an einem schnelleren Auseinanderdriften des Universums? Oder hatten die Teleskope vielleicht einfach Staub vor der Linse, der die Helligkeit der Aufnahmen verblassen ließ?

"Genau diesen Fragen gehen Forscher aus Austin, Texas, nach, indem sie mit dem Instrument HAWC+ auf SOFIA den Staub in den Heimatgalaxien einer Supernovae Typ 1a beobachten. Dafür messen sie den Staubanteil in der Region um die Sternenexplosion herum. Auch das Weltraumteleskop Euclid der europäischen Weltraumorganisation ESA, das im Jahr 2022 starten soll, wird sich auf die Suche nach Dunkler Energie begeben. Nach diesen Beobachtungen werden wir vielleicht genauer wissen, ob die Ausdehnung des Universums wirklich durch die Dunkle Energie beschleunigt", erklärt Roy, die neben SOFIA auch an der Euclid-Mission beteiligt ist.

Europas Nachthimmel – ein Hort voller kosmischer Geheimnisse

Insgesamt hat SOFIA für diesen zehnstündigen Flug noch weitere wissenschaftliche Beobachtungen vorgesehen. So nehmen die Astronomen vom Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge (USA) auch die Region Serpens South im Sternbild Schlange vom Himmel über Frankreich aus ins Visier – eine Formation extrem junger Sterne. Bei diesen drei bis vier Millionen Jahre jungen Sternen können die Forscher Sternenentstehung fast von ihrem Beginn an verfolgen und mehr über diesen Prozess herausfinden. Die nächste Beobachtung konzentriert sich auf die Sternenformation L 1495 im sogenannten Taurus Filament. Die Forscher der Universität Berkeley (USA) wollen dabei herausfinden, welche Rolle die Dynamik von Magnetfeldern auf den Formungsprozess von Filamentwolken hat.

"Das wird die längste Einzelbeobachtung von SOFIA auf Ihrem ersten Flug in Europa sein, welche südlich der schwedischen Küste in der Ostsee beginnt und über Polen, Tschechien, Österreich, Slowenien, Kroatien, der Adria, Italien bis kurz vor Sizilien führt", zeigt Clemens Plank, Projektingenieur für SOFIA beim DLR Raumfahrtmanagement, am Flugplan, welcher vorab mit allen europäischen Luftverkehrsbehörden abzustimmen war.

Nachwuchs mit an Bord

Auf dieser spannenden Forschungsreise werden nicht nur Wissenschaftler mit an Bord sein. Ein Team der „Sendung mit der Maus“ wird in einer Spezialausgabe „Teleskope und die Infrarotastronomie“ dem Mauspublikum Einblicke in den Forschungsflug von SOFIA geben. Außerdem wird ein Preisträger des Forschernachwuchswettbewerbes „Jugend forscht“ bei der Europa-Prämiere von SOFIA mitfliegen dürfen.

Über SOFIA

Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird vom DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA-Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

 

Kontakt
  • Martin Fleischmann
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Raumfahrtmanagement, Strategie und Kommunikation
    Telefon: +49 228 447-120
    Telefax: +49 228 447-386
    Königswinterer Str.  522-524
    53227 Bonn
    Kontaktieren
  • Dr. Anke Pagels-Kerp
    Abteilungsleitung Extraterrestrik
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Raumfahrtmanagement
    Telefon: +49 228 447-382
    Königswinterer Str.  522-524
    53227 Bonn
    Kontaktieren
Neueste Nachrichten
Hinweis zur Verwendung von Cookies

OK

Hauptmenü

Schwarzes Loch

"Kollabiert eine bestimmte Masse bis auf den Radius einer Sphäre, der dem Schwarzschildradius der Masse entspricht, bildet sich ein Schwarzes Loch. Der Schwarzschildradius ist proportional zur Masse und definiert als das Zweifache der Gravitationskonstante mal der Masse geteilt durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit. An der Oberfläche der Sphäre wird die Entweichgeschwindigkeit dann gleich der Lichtgeschwindigkeit und daher kann nichts mehr von dort 'entkommen'.  Schwarze Löcher haben lediglich drei Eigenschaften: Masse (ohne irgendeine materielle Struktur), Drehimpuls und Ladung. Man findet sie als Relikte verloschener, massereicher Sterne und in den Zentren von Galaxien." Manfred Gaida, Raumfahrtmanagement, Extraterrestrik