Spektrometer hebt ab
Ferninfrarot-Spektrometer FIFI-LS absolviert erfolgreichen Erstflug auf fliegender Sternwarte SOFIA.
Bei seinem ersten wissenschaftlichen Einsatz hat das neue Ferninfrarot-Spektrometer FIFI-LS (Field-Imaging Far-Infrared Line Spectrometer) die Geburt neuer Sterne im Orionnebel sowie in neun weiteren Himmelsregionen erforscht. Dabei hat das Instrument an Bord der fliegenden Sternwarte SOFIA, dem Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie, der amerikanischen Weltraumbehörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wichtige Daten zur Sternentstehung gesammelt und gleichzeitig seine Einsatzfähigkeit unter Beweis gestellt. Damit ist neben dem Ferninfrarot-Spektrometer GREAT das zweite deutsche SOFIA-Instrument erfolgreich in die Betriebsphase gestartet.
Abb.: Das Bild zeigt den silbern glänzenden Aluminium-Kryostaten von FIFI-LS, der an die blaue Tragestruktur des Teleskops montiert ist. (Bild: DSI)
Rund 1300 Lichtjahre von der Erde entfernt in unserer Milchstraße liegt der Orionnebel. Diese Himmelsregion ist für die Wissenschaft deshalb interessant, weil es sich dabei um eines der aktivsten Sternentstehungsregionen in unserer Galaxis handelt. Mit FIFI-LS untersuchten die Wissenschaftler speziell das Becklin-Neugebauer-Objekt – eine Molekülwolke, die sowohl junge Sterne als auch dichtes Gas enthält, welches immer noch neue Sterne bildet. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass sich das heiße Gas in dieser Region von anfangs etwa 100 Kelvin auf rund zehn Kelvin abkühlt – denn nur dann sinkt auch der Druck innerhalb der Wolke und sie kann sich ausreichend verdichten, um neue Sterne zu bilden.
Für die Abkühlung sorgen Elemente wie Sauerstoff und Kohlenstoff, welche die Wärme aus dem Inneren der Wolke nach außen abstrahlen. Wie dieser Kühlungsprozess im Detail funktioniert, will Leslie Looney, leitender Wissenschaftler des Projekts von der University of Illinois, herausfinden: „Sauerstoff und Kohlenstoff strahlen einen erheblichen Teil der Wärmeenergie der Wolke bei ganz bestimmten Wellenlängen im Ferninfraroten ab, die wir hervorragend mit FIFI-LS detektieren können.“ SOFIA ist derzeit das einzige Observatorium, mit dem Beobachtungen bei diesen ferninfraroten Wellenlängen möglich sind.
Bei den insgesamt drei Wissenschaftsflügen, die am 21., 23. und 25. April 2014 stattfanden, nahm FIFI-LS außerdem neun weitere Infrarot-Objekte ins Visier, darunter auch das Zentrum unserer Milchstraße. „Mit FIFI-LS kommt auf SOFIA jetzt eines der modernsten Ferninfrarot-Spektrometer zum Einsatz“, betont SOFIA-Projektleiter Alois Himmes vom DLR. „Zusammen mit GREAT und vier weiteren Spektrometern und Kameras der NASA stehen den Wissenschaftlern nun insgesamt sechs Instrumente zur Erforschung des Infrarot-Himmels zur Verfügung.“
Bereits im November 2013 wurde FIFI-LS nach Palmdale, Kalifornien geliefert, wo sich die Heimatbasis der fliegenden Sternwarte SOFIA befindet, und abschließend für seinen ersten Einsatz vorbereitet. Anfang März und Mitte April 2014 fanden jeweils zwei erfolgreiche Testflüge statt, auf denen Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker die Funktions- und Leistungsfähigkeit des Spektrometers ausgiebig überprüfen konnten. Entwickelt und gebaut wurde FIFI-LS zunächst vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) in Garching und ab 2012 vom Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart unter der Leitung von Alfred Krabbe. Das an der Universität Stuttgart angesiedelte Deutsche SOFIA Institut (DSI) koordiniert für die deutsche Seite den Betrieb der fliegenden Sternwarte.
DLR / DE
