Fliegende Sternwarte in Neuseeland

Die fliegende Sternwarte SOFIA ist nach 2013 und 2015 zum dritten Mal in Neu­see­land unterwegs. Am 6. Juni landete das Flug­zeug auf dem Flug­hafen von Christ­church, am 9. Juni startet das „Strato­sphären-Obser­va­torium für Infra­rot-Astro­nomie“ zum ersten Wissen­schafts­flug der dies­jährigen Kampagne in der Süd­hemi­sphäre. Bis zum 20. Juli sollen bei insge­samt 25 Beob­achtungs­flügen die in Deutsch­land gebauten Fern­infra­rot­spektro­meter GREAT und FIFI-LS, sowie die US-ameri­ka­nische Infra­rot-Kamera FORCAST zum Einsatz kommen.

Mit diesen Instrumenten lassen sich insbesondere Molekül- und Staub­wolken in Gebieten erforschen, in denen neue Sterne und Planeten­systeme entstehen. Dabei werden die Wissen­schaftler vor allem die Große und die Kleine Magel­lansche Wolke, sowie Materie­bewegungen im Zentrum unserer Milch­straße ins Visier nehmen, um die Stern­entstehungs­gebiete dieser unter­schiedlich struk­tu­rierten Galaxien zu vergleichen.

Mit den neuen Instrumenten lasse sich die Gesamt­dynamik der Stern­ent­stehung im Detail unter­suchen, so Alois Himmes, SOFIA-Projekt­leiter im DLR-Raum­fahrt­manage­ment, „ange­fangen von riesigen, aber weniger dichten Molekül­wolken, über kleinere, aber kompakte Wolken, bis hin zu proto­planetaren Scheiben, in deren Zentrum bereits ein neuer Stern zu leuchten beginnt.“

Mehr als hundert Mitarbeiter, darunter Wissen­schaftler, Piloten, Ingenieure, Wartungs- und Sicher­heits­personal, sind bis Ende Juli in Christ­church. SOFIA nutzt die langen Winter­nächte in Neu­see­land, da während dieser Zeit die Wasser­dampf­konzen­tration in der irdischen Atmo­sphäre sehr viel geringer ist als in unserem Sommer auf der Nord­halb­kugel. Denn schon kleinste Mengen an Wasser­dampf in der Luft können die Infra­rot­strahlung aus dem All verschlucken, sodass diese nicht mehr von den Spektro­metern gemessen werden kann.

Erstmals fliegt in Neuseeland neben GREAT auch die verbesserte Version upGREAT des Instruments, das statt einem gleich 14 Detektoren gleich­zeitig betreibt. Diese sind auf zwei Arrays verteilt und können wesent­lich schneller eine Molekül­wolke abscannen. „Mit upGREAT erhöht sich die Leistungs­fähig­keit und die Beob­achtungs­effizienz unseres Instruments in etwa um das Zehn­fache, und neue, bis­lang uner­forschte Frequenz­bereiche werden erschlossen“, erläutert Rolf Güsten, der Leiter des GREAT- und upGREAT-Instruments vom MPI für Radio­astronomie in Bonn. „Dieses Jahr reichen die Unter­suchungen von der Kartierung des atomaren Sauer­stoffs in den Magel­lanschen Wolken und im galak­tischen Zentrum über Studien der Chemie proto­planetarer Scheiben und plane­ta­rischer Nebel bis hin zur Jagd nach im Weltall bislang nicht nach­ge­wiesener Molekülen.“

Zum ersten Mal erkundet FIFI-LS die Südhemisphäre. Dieses Instrument mit zwei Detektorarrays misst bei deutlich mehr Wellenlängen als GREAT und kann schneller großflächige Kartierungen ausgedehnter Molekülwolken vornehmen. FIFI-LS wird diesmal insbesondere die Elemente Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff in Sternentstehungsgebieten und im inter­stellaren Medium sowohl in unserer Milch­straße aber auch in anderen ent­fern­teren Galaxien beob­achten. „Damit können wir erst­mals eine detail­getreue Inventur der Materie in der Umgebung des galak­tischen Zentrums durch­führen“, erläutert Alfred Krabbe, Leiter des FIFI-LS-Instruments und des Deutschen SOFIA-Instituts an der Uni Stutt­gart. „Außer­dem werden wir das riesige Stern­entstehungs­gebiet in der Großen Magel­lanschen Wolke unter­suchen. Das geht nur von Neu­see­land aus.“

DLR / RK