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ASTROPHYSICS

Zentrum für Weltraumforschung

Astronomische Infrastruktur

Globales Observatorien-Netzwerk

Vereinigung von hochgelegenen Interferometern auf Berggipfeln mit weltraumgestützten kryogenen Aperturen über das gesamte elektromagnetische Spektrum hinweg – von hochenergetischen Röntgenstrahlen bis hin zu Millimeter-Radiowellenlängen.

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)
Radio-/Submillimeter-Interferometer
Chajnantor-Plateau, Atacama-Wüste, Chile

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)

ALMA ist das leistungsfähigste astronomische Interferometer der Erde zur Erforschung des kalten Universums – molekulare Wolken, in denen Sterne und Planetensysteme entstehen, protoplanetare Scheiben und die frühesten staubreichen Galaxien.

Anzahl der Antennen66 (54 mit 12m, 12 mit 7m)
Maximaler Basislinienabstand16 Kilometer (9,9 Meilen)
Korrelator-Geschwindigkeit17 Billiarden Operationen/Sek.
WinkelauflösungBis zu 5 Millibogensekunden
Bahnbrechende Entdeckungen:
  • Erste hochauflösende Bilder von protoplanetaren Ringlücken, in denen sich um HL Tauri Baby-Planeten bilden.
  • Nachweis komplexer organischer präbiotischer Moleküle (Glykolaldehyd, Methanol) in jungen protostellaren Scheiben.
  • Abbildung der Wasserdampfverteilung und der isotopischen Zusammensetzung in Kometenkämen und planetenbildenden Regionen.
Leitung: ESO (Europa), NRAO (USA), NAOJ (Japan), Republik ChileÖffentliche Archive anzeigen
W. M. Keck Observatory (Keck I & II)
Optisch/IR von der Erde aus
Mauna Kea, Hawaii, USA

W. M. Keck Observatory (Keck I & II)

Auf dem heiligen, ruhenden Vulkan Mauna Kea, oberhalb von 40% der Erdatmosphäre, waren die beiden Keck-Teleskope Pioniere der segmentierten Spiegelphysik und der Laserleitstern-Adaptivoptik, die bahnbrechende Beobachtungen des galaktischen Kerns und von Exoplaneten ermöglichen.

Durchmesser des HauptspiegelsJe 10,0 Meter
Korrektur der adaptiven OptikLaser-Leitstern mit über 2.000 Hz verformbarem Spiegel
Wichtigste SpektrographenHIRES, MOSFIRE, LRIS, NIRC2, KCWI
Klarheit des Nachthimmels< 0,4 Bogensekunden natürliches Seeing
Bahnbrechende Entdeckungen:
  • Jahrzehntelange Verfolgung von Sternenbahnen um Sagittarius A*, die Andrea Ghez den Nobelpreis für Physik 2020 einbrachte.
  • Erstes direktes optisches Spektrum und atmosphärische Analyse des Multi-Planeten-Systems HR 8799.
  • Kosmologische Messung der beschleunigten Expansion des Universums, die zum Nobelpreis 2011 führte.
Leitung: Caltech, University of California, NASAÖffentliche Archive anzeigen
Very Large Telescope (VLT) & VLTI
Optisch/IR von der Erde aus
Cerro Paranal, Atacama-Wüste, Chile

Very Large Telescope (VLT) & VLTI

Das VLT wird von der Europäischen Südsternwarte (ESO) betrieben und besteht aus vier einzelnen 8,2-Meter-Teleskopen (Antu, Kueyen, Melipal und Yepun), die unabhängig voneinander arbeiten oder ihr Licht als VLT-Interferometer (VLTI) kohärent kombinieren können, um Abbildungen im Millibogensekundenbereich zu erreichen.

Einzelne Hauptspiegel8,2-Meter-Zerodur-Aktivmonolithe
VLTI-Maximalbasislinie130 Meter (Kombination von 4 Strahlen)
Wichtigste InstrumenteGRAVITY, ESPRESSO, MUSE, SPHERE, X-shooter
Radialgeschwindigkeitspräzision10 cm/s (ESPRESSO)
Bahnbrechende Entdeckungen:
  • Direkte Abbildung des Exoplaneten Beta Pictoris b und Messung seiner 8-stündigen Tagesslänge.
  • Beobachtung der gravitativen Rotverschiebung und der Schwarzschild-Präzession beim Stern S2, der Sagittarius A* umkreist, wodurch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie bestätigt wird.
  • Entdeckung von sieben erdgroßen Welten im TRAPPIST-1-System.
Leitung: Europäische Südsternwarte (ESO - 16 Mitgliedstaaten)Öffentliche Archive anzeigen
Vera C. Rubin Observatory (Legacy Survey of Space and Time)
Optisch/IR von der Erde aus
Cerro Pachón, Elqui-Tal, Chile

Vera C. Rubin Observatory (Legacy Survey of Space and Time)

Das Vera C. Rubin Observatory wird den 10-jährigen Legacy Survey of Space and Time (LSST) durchführen. Dabei wird es den gesamten sichtbaren Südhimmel alle 3 Nächte mit der größten jemals gebauten Digitalkamera (3,2 Gigapixel) fotografieren und dabei 20 Terabyte Rohdaten pro Nacht erzeugen.

Digitalkamera-Auflösung3.200 Megapixel (3,2 Gigapixel)
Sichtfeld9,6 Quadratgrad (40 Vollmonde)
Nächtliche Datenaufnahme20 Terabyte Rohdatenstrom
Dauer der Himmelsdurchmusterung10 Jahre kontinuierlich
Bahnbrechende Entdeckungen:
  • Die Himmelsdurchmusterung wird 20 Milliarden Galaxien und 17 Milliarden Sterne katalogisieren – mehr astronomische Objekte als lebende Menschen.
  • Erwartete Entdeckung von Millionen von Asteroiden, Kometen und gefährlichen erdnahen Objekten (NEOs) im Sonnensystem.
  • Echtzeit-Benachrichtigungen (innerhalb von 60 Sekunden) für Millionen von transienten kosmischen Explosionen, Supernovae und veränderlichen Sternen.
Leitung: NSF (USA), DOE Office of Science, SLAC National Accelerator Lab, AURAÖffentliche Archive anzeigen
Chandra X-Ray Observatory
Hochenergie-Weltraumobservatorium
Eliptische Hochenergie-Erdumlaufbahn

Chandra X-Ray Observatory

NASAs wichtigstes Röntgenobservatorium ist seit über 25 Jahren in Betrieb und liefert sub-bogensekündliche Röntgenaufnahmen zur Beobachtung von millionengradheißem Gas in kollidierenden Galaxienhaufen, supermassereichen Schwarzen-Loch-Akkretionsausbrüchen und Supernova-Schockwellen.

Winkelauflösung0,5 Bogensekunden (Röntgenrekord)
Brennweite10,0 Meter
SchlüsselinstrumenteACIS, HRC, HETGS, LETGS
Betriebsdauer25+ Jahre im Orbit
Bahnbrechende Entdeckungen:
  • Direkter empirischer Beweis für Dunkle Materie im kollidierenden Bullet-Haufen (1E 0657-558) durch Röntgengastrennung.
  • Auflösung des diffusen kosmischen Röntgenhintergrunds in Millionen einzelner supermassereicher schwarzer Löcher.
  • Erste Beobachtung von akustischen Schallwellen, die durch Blasen supermassereicher Schwarzer Löcher im Perseus-Galaxienhaufen erzeugt wurden.
Leitung: NASA Marshall Space Flight Center, Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO)Öffentliche Archive anzeigen