Astronomie/Astrophysik
Astrophysik ist Wissenschaft des Universums auf den größten Skalen. Bonn steht für theoretische aber auch experimentelle Astrophysik vom Urknall bis ins Sonnensystem.
Mit Computer und Teleskop
Das Argelander-Institut für Astronomie (AIfA) deckt in Forschung und Lehre die Entwicklung des gesamten beobachtbaren Universums ab. Es ist das Licht, dass uns die Details der kleinsten und auch der größten Strukturen im Universum offenbart. Daher beobachten wir es vom Röntgen- bis in den langwelligen Radiobereich. Gravitationslinsen dienen uns als natürliche Teleskope um die ersten Galaxien im Universum zu entdecken. Mittels numerischer Methoden können wir aus solchen Beobachtungen die Entwicklung einzelner Sterne bis hin zu den größten Strukturen im Universum nachvollziehen. Sterne entstehen nicht isoliert, sondern zu hunderten und tausenden gemeinsam als Mitglieder von Sternhaufen aus Molekülwolken. Mit Teleskopen auf allen Kontinenten der Erde, ebenso wie mit Flug- und Satellitenobservatorien, beobachten wir all dies im größten Detail in der Milchstraße und in nahen Galaxien.
Forschergruppen in Astronomie/Astrophysik
Observatorien
Astronomische Forschung ist heute die Verbindung von astronomischen Beobachtungen und digitaler wissenschaftlicher Datenauswertung. Die Beobachtungen geben uns Auskunft über die physikalischen Bedingungen von Sterne und Galaxien in der Frühzeit des Universums im Vergleich zu heute. Von Riesenradiogalaxien, den größten Objekten im Universum bis hin zur den kleinsten Strukturen, der Entstehung von Planeten um ferne Sterne, ermöglichen Observatorien einzigartige Einblicke in unser Universum.
Wichtige Forschungsstätten
- Das Atacama Large Millimeter Array (ALMA) zeigt kleinste Strukturen von Sternentstehungsgebieten in weit entfernten Galaxien. 64 dieser Teleskope befinden sich an einem der trockensten Orte der Erde, der Atacama Wüste in Chile, in einer Höhe von rund 5500 m. Dort sind die Bedingungen ideal, um sub-mm Radiowellen aus dem Kosmos zu empfangen. Das ALMA Region Science Center am AIfA bildet Wissenschaftler aus ganz Europa hier in Bonn aus um das ALMA Teleskop optimal zu nutzen.
- https://www.eso.org/public/germany/teles-instr/alma/
- Der Astropeiler nahe Bad Münstereifel war das erste Radioteleskop das, nach dem zweiten Weltkrieg, in Deutschland gebaut werden durfte. Mit 25-m Spiegeldurchmesser war es eines der beiden größten Radioteleskope seiner Zeit. Es ist die Keimzelle der Radioastronomie in Deutschland. Die Universität Bonn betrieb das Teleskop bis Mitte der 1990er Jahre. Heute wird es von den engagierten Amateurradioastronomen stetig verbessert wird von Studierenden der Universität Bonn als Beobachtungsinstrument im Masterpraktikum genutzt.
- https://astropeiler.de/
- Das Fred Young Submillimeter Telescope (FYST) wird ein Teleskop mit einem Durchmesser von 6 Metern sein, das für den Betrieb im Submillimeter- und Millimeterbereich ausgelegt ist und sich an einem außergewöhnlichen Standort in 5600 Metern Höhe auf dem Cerro Chajnantor mit Blick auf die ALMA-Anlage befindet. Das neuartige optische Design von FYST wird den Himmel sehr schnell und effizient kartieren. Zusammen mit der Universität zu Köln ist das Argelander-Institut für Astronomie an der Realisierung dieses einzigartigen Observatoriums beteiligt.
- https://www.ccatobservatory.org/
- Das cosmic web formt die größten Strukturen im Universum. Seine Struktur verbirgt Informationen über die Wechselwirkung von Dunkler Materie und Dunkler Energie. Am AIfA erforschen gleich mehrere Gruppen dieses komplexe Wechselspiel über Details: über Supernovae, über den schwachen Gravitationslinseneffekt und Untersuchungen im Röntgenbereich mittels des eRosita Satelliten. Die hier gezeigte netzartige Struktur, deren hellsten Bereiche markieren die Positionen der Galaxienhaufen, wird mittels komplexen numerischen Verfahrens am AIfA in Detail studiert.
- https://www.mpe.mpg.de/450415/eROSITA
- Das Euclid Teleskop wird unsere Erkenntnis bzgl. des Wechselspiels zwischen der Dunklen Energie und Dunklen Materie ab dem Jahr 2022 auf den Prüfstand stellen. Sein Spiegelsystem erlaubt die gleichzeitige Beobachtung im sichtbaren und im nahen infraroten Licht. Vermessen wird die Form der Galaxien. Die Galaxienform verändert sich aufgrund der Menge der Dunklen Materie die sich zwischen dem Beobachter und der Galaxie befindet. Aus Euclids Messungen lässt sich ein 3-D Bild des sichtbaren Universums ableiten. Am AIfA ist ein Euclid Datenzentrum beheimatet, dass die Nutzung der Daten koordiniert.
- https://sci.esa.int/web/euclid
- Das Effelsberg 100-m Teleskop feierte im Jahr 2021 seinen 50ten Geburtstag. Bis heute ist es eines der empfindlichsten und größten vollbeweglichen Radioteleskope der Welt. Es befindet sich in einem Tal nahe Bad Münstereifel, etwa 50 km von Bonn entfernt. Das Max-Planck-Institut für Radioastronomie betreibt das Teleskop. Gegründet wurde das Max-Planck-Institut aus der Professorenschaft der Universität Bonn in den 1970er Jahren. Studierende der Bonner Universität können ihre Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten, unter der Begleitung der AIfA Professoren, auch am Max-Planck-Institut für Radioastronomie anfertigen.
- https://www.mpifr-bonn.mpg.de/effelsberg
- SOFIA ist ein Akronym für stratospheric observatory for infrared astronomy. SOFIA ermöglicht die Beobachtung von solch hohen Frequenzen, in einer Flughöhe von rund 14 Kilometern, die sonst nur mit Satellitenobservatorien erreicht werden. Da diese jedoch zum Teil Jahrzehnte im Voraus geplant werden ist deren Technik, zum Zeitpunkt ihres Starts, bereits veraltet. Ganz anders bei SOFIA. Hier können die Forscher modernste Technik einsetzen und Messungen durchführen, die mit Satelliten erst in 10 bis 20 Jahren möglich sind. Studierende können SOFIAs Daten im Rahmen ihrer Master- und Doktorarbeiten für ihre Forschung nutzen.
- https://www.dlr.de/content/de/artikel/missionen-projekte/sofia/sofia-infrarot-observatorium.html