SOFIAs erster Wissenschaftsflug
Hochfliegende Astronomie mit deutschem Instrument GREAT.
Hochfliegende Astronomie mit deutschem Instrument GREAT.
Das Flugzeug-Observatorium SOFIA (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie) hat am 6. April 2011 am frühen Morgen seinen ersten Wissenschaftsflug abgeschlossen. Mit dem „German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies“ (GREAT) wurden dabei spektroskopische Beobachtungen in Richtung von M17, einer Molekülwolke mit verstärkter Sternentstehung in unserer Milchstraße in ca. 500 Lichtjahren Entfernung, sowie der nur wenige Millionen Lichtjahre entfernten Sprialgalaxie IC342 im Sternbild Giraffe durchgeführt. In beiden Quellen wurde sowohl die Strahlung des ionisierten Kohlenstoffs bei einer Frequenz von 1,9 Terahertz (einer Wellenlänge von 0,158 mm entsprechend) als auch die Emission der Rotationsübergänge des warmen Kohlenmonoxids beobachtet.
Abb.: Der GREAT-Empfänger, montiert am Teleskop des Flugzeug-Observatoriums SOFIA. (Bild: NASA/Tom Tschida)
GREAT ist ein Spektrometer für Beobachtungen im Ferninfrarot-Bereich bei Frequenzen von 1,25 bis 5 Terahertz. Dieser Spektralbereich ist allerdings aufgrund der Wasserdampfabsorption in der Atmosphäre vom Erdboden aus nicht zugänglich. In Flughöhen des SOFIA von 10 bis 13 km wird die Erdatmosphäre wegen des geringen Gehaltes an Wasserdampf auch für die Fern-Infrarot Strahlung aus dem Weltraum durchlässig und macht astronomisch wichtige Spektrallinien der Beobachtung zugänglich.
GREAT beobachtete auf dem Flug die stärksten Emissionslinien, über die eine Kühlung des interstellaren Materials erfolgt. Das Gleichgewicht zwischen Heizungs- und Kühlungsprozessen reguliert die Temperatur des interstellaren Mediums und damit auch die Ausgangsbedingungen für die Entstehung von neuen Sternen. Die ultraviolette Strahlung eines jungen Sternhaufens ionisiert und heizt das Gas von M17SW und könnte es soweit komprimieren, dass sich aus dem Gas weitere Sterne bilden. Die SOFIA-Beobachtungen erlauben, diesen Kompressionseffekt zu vermessen und mit der Aufheizung des Gases, die zu einer Expansion führt, zu vergleichen. Auf diese Weise können wir den Sternentstehungsprozess untersuchen.
Projektleiter Rolf Güsten freut sich über den gelungenen Jungfern-Flug: „Die große Sammelfläche des Teleskops mit 2,7 m Durchmesser, gepaart mit enormem Fortschritt der Terahertz-Technologien während der letzten Jahre, lässt GREAT 100-fach schneller Daten erfassen als in früheren Experimenten – dies eröffnet den Weg für einzigartige wissenschaftliche Experimente.“ Nach den ersten Charakterisierungsflügen wird SOFIA dann im Sommer 2011 für die Nutzung durch interessierte Astronomen geöffnet.
MPIfR / DLR / Uni Köln / KK / MH
