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Das internationale Radioteleskop LOFAR erhält ein Upgrade

05.07.2024

Am 31. Mai 2024 endete der letzte reguläre Beobachtungszyklus der ersten Generation des Radioteleskops LOFAR. In den kommenden zwei Jahren erhält das Radioteleskop ein Upgrade. Am 10. Juni 2024 wurde die Gründung des LOFAR European Research Infrastructure Consortiums (LOFAR ERIC) gefeiert.

Wer an der Thüringer Landessternwarte arbeitet, kennt natürlich das LOFAR-Feld. Das Radioteleskop befindet sich hinter der Kuppel des 2-Meter-Alfred-Jensch-Teleskops und besteht aus zwei Antennenfeldern, eines für die Tiefband-Antennen (10 bis 90 MHz) und eines für die Hochband-Antennen (110 bis 250 MHz).

LOFAR Station TLS Die LOFAR-Station der Thüringer Landessternwarte kurz nach ihrer Fertigstellung. Quelle: TLS / Michael PlutoDie Tautenburger Station des europäischen Radioteleskops LOFAR (Low Frequency Array) wurde 2010 in Betrieb genommen. LOFAR begann als nationales Projekt in den Niederlanden und umfasst inzwischen europaweit mehr als 50 Stationen (Stand: 2024). Dieses Gemeinschaftsprojekt entwickelte die niederfrequente Radioastronomie grundlegend weiter und führte zu einer Fülle von wissenschaftlichen Publikationen.

LOFAR ist das weltweit erste Radioteleskop, das erstmals die Erstellung detaillierter Himmelskarten bei sehr niedrigen Radiofrequenzen ermöglichte. Mit diesen Karten können die Wissenschaftler beispielsweise die Auswirkungen von Schwarzen Löchern in fernen Galaxien untersuchen und die Geschichte der Sternentstehung in der Entwicklung des Universums zurückverfolgen.

Forscher an der Thüringer Landessternwarte waren federführend an der Datenverarbeitung der Himmelsdurchmusterung „LOFAR 2 Meter Sky Survey“ beteiligt. Etwa die Hälfte der dafür anfallenden Daten wurde von Dr. Alexander Drabent, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Thüringer Landessternwarte, prozessiert.

Die Station in Tautenburg war die zweite internationale Station außerhalb der Niederlande. Das erste Radio-Himmelsbild mit der Tautenburger LOFAR-Station wurde bereits im April 2009 aufgenommen. Nach 14 Jahren Beobachtungsbetrieb ist es jetzt Zeit für eine Weiterentwicklung.

Künftig noch genauere Beobachtungen

In den kommenden zwei Jahren soll mit LOFAR 2.0 das internationale LOFAR-Teleskop der nächsten Generation entstehen. Die Elektronik wird verbessert, damit künftig noch genauere Beobachtungen mit dem Radioteleskop möglich sind. Dr. Alexander Drabent, der an der TLS mit LOFAR forscht, erläutert das Ziel: „Die Verarbeitungskapazität wird erhöht, so dass das Radioteleskop in der Lage ist, mehr Signale als bisher gleichzeitig zu verarbeiten.“ Dazu wird die Hardware aufgestockt.

Jede LOFAR-Station setzt sich aus zwei Antennenfeldern zusammen. Bisher konnte man entweder mit dem einen oder mit dem anderen Feld beobachten. Künftig soll es möglich sein, mit beiden Feldern gleichzeitig Radiosignale zu empfangen.

Gemeinsame Weiterentwicklung unter neuer Firmierung

Das Radioteleskop erhält nicht nur ein technisches Upgrade, auch die Rechtsform wurde dem internationalen Forschungsprojekt angepasst. Bisher war LOFAR als niederländische Stiftung organisiert. Anfang des Jahres 2024 wurde LOFAR in eine eigenständige Rechtsform überführt: ein Konsortium für eine europäische Forschungsinfrastruktur, auf Englisch: European Research Infrastructure Consortium (ERIC).

Die Europäische Kommission hatte aufgrund der europaweiten Bedeutung des Radioteleskops entschieden, LOFAR als europäisches Forschungsinfrastruktur-Konsortium einzurichten. Der LOFAR-ERIC-Rat gründete LOFAR ERIC offiziell am 22. Januar 2024. Vorausgegangen waren mehrjährige Vorbereitungen, um das seit 2010 bestehende internationale LOFAR-Teleskop mit der neuen europäischen Rechtsform zukunftsfähig zu machen.

„Die neue Organisationsstruktur als European Research Infrastructure Consortium spiegelt die Beteiligung vieler europäischer Staaten wider und ermöglicht es diesen, LOFAR gemeinsam weiterzuentwickeln“, erklärt Professor Dr. Matthias Hoeft, stellvertretender Direktor der Thüringer Landessternwarte. Er koordiniert das deutsche LOFAR-Konsortium. Das bedeutet, die Thüringer Landessternwarte vertritt die deutschen wissenschaftlichen Interessen im LOFAR ERIC Council als sogenannte Representing Entity.

Am 10. Juni 2024 nahmen Professor Dr. Hoeft und der Direktor der Thüringer Landessternwarte, Professor Dr. Markus Roth, an der Gründungsfeier des LOFAR ERIC in Dwingeloo teil. Der Empfang fand in der Zentrale des internationalen Radioteleskops bei ASTRON in den Niederlanden statt.

Aktive Kooperation mit Astrophysikern aus Uganda

10.06.2024

Die Thüringer Landessternwarte kooperiert bereits seit vielen Jahren mit Universitäten in Uganda. Im Mai waren wieder zwei Astrophysiker aus dem afrikanischen Land zu Besuch. Einer von ihnen kennt die Tautenburger Sternwarte sehr gut, weil er dort seine Doktorarbeit gemacht hat.

Dr. Benard Nsamba und Dr. Cosmos Dumba, beide aus Uganda, waren im Mai 2024 zu Gast an der Thüringer Landessternwarte (TLS). Dr. Nsamba ist Dozent und Branco Weiss Fellow am Department of Physics an der Kyambogo Universität in Ugandas Hauptstadt Kampala. Dr. Dumba is Dozent an der Mbarara University of Science and Technology in der Stadt Mbarara, Uganda.

Cosmos Dumba Besuch an der TLS Cosmos Dumba, Mbarara University, und Johannes Winkler, Leiter der Mechanikwerkstatt an der Thüringer Landessternwarte. (Foto: TLS)
Mit ihm begann die Kooperation, als er 2014 an die Thüringer Landessternwarte kam, um seine Doktorarbeit im Bereich Radioastronomie zu machen. 2019 erhielt er seinen Doktortitel von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Betreut wurde seine Forschungsarbeit von Professor Dr. Matthias Hoeft, stellvertretender Direktor der Thüringer Landessternwarte.

Dr. Nsambas Forschungsschwerpunkt ist Asteroseismologie. Er erhielt seinen Doktortitel von der Universität Porto in Portugal. An der Kyambogo-Universität in Uganda leitet er eine Gruppe, die Partner des Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Garching ist.

Die Kooperation zwischen den Universitäten in Uganda und der Thüringer Landessternwarte ist sehr aktiv. Dr. Eike Günther, Wissenschaftler an der Thüringer Landessternwarte, war dort Gastdozent und einer von mehreren TLS-Wissenschaftlern, die 2022 bei der ersten „Sub-Saharan Africa Advanced Astronomy Summer School“ Vorlesungen gehalten haben. Dr. Günther betreute auch die Doktorarbeit von Priscilla Muheki, die als erste einen Doktortitel in Astronomie von einer Universität in Uganda erhielt.

Ausbau der Zusammenarbeit angestrebt

Beim diesjährigen Besuch haben Dr. Nsamba und Dr. Dumba mit den Forschenden an der TLS besprochen, wie sie die wissenschaftliche Zusammenarbeit vertiefen können. Die Kyambogo und die Mbarara Universitäten sind dabei, ihre bislang kleinen Astronomie-Departments auszubauen. Besprochen wurde, welche gemeinsamen Forschungsprojekte angegangen werden können, und ob ein wissenschaftlicher Austausch zwischen Studierenden und Wissenschaftlern möglich ist.

Dr. Cosmos Dumba hat während seines Besuchs in Tautenburg eine Online-Präsentation für Studierende der Mbarara University of Science & Technology gehalten. Im Rahmen seiner Vorlesung „Observational Techniques in Astronomy“ erklärte er, wie die verschiedenen Betriebsarten des 2-Meter-Universalteleskops der Thüringer Landessternwarte funktionieren. Das Teleskop kann sowohl im Coudé- als auch im Schmidt-Modus arbeiten.

„Es ist sehr motivierend für die Studierenden, wenn ich ihnen vor Ort die verschiedenen Beobachtungstechniken am Beispiel des 2-Meter-Teleskops in Tautenburg zeigen kann“, sagt Dr. Cosmos Dumba. Er plant, solche virtuellen Vorlesungen und Seminar regelmäßig anzubieten – auch mit Hilfe der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der TLS.

ESO unterzeichnet Vereinbarung für ANDES-Instrument für das Extremely Large Telescope

06.06.2024

Die Europäische Südsternwarte (ESO) hat mit einem internationalen Konsortium, zu dem auch die Thüringer Landessternwarte gehört, eine Vereinbarung über die Entwicklung und den Bau des ANDES-Instruments unterzeichnet.

ANDES steht für "ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph". ANDES ist ein leistungsstarker Spektrograph, der am Extremely Large Telescope (ELT) der ESO installiert werden wird. Ein Spektrograph spaltet das Licht in seine einzelnen Wellenlängen auf. So ermöglicht das Instrument, wichtige Eigenschaften von astronomischen Objekten, zum Beispiel die chemische Zusammensetzung, zu bestimmen. Der Spektrograph wird eine rekordverdächtige Wellenlängenpräzision im sichtbaren und nahen infraroten Bereich des Lichts aufweisen. In Kombination mit dem leistungsstarken Spiegelsystem des ELT wird es neue Beobachtungsmöglichkeiten für zahlreiche Forschungsbereiche der Astronomie eröffnen.

Die Forschenden werden mit dem Instrument nach Anzeichen von Leben auf extrasolaren Planeten suchen sowie die allerersten Sterne des Universums identifizieren. Zudem werden sie Variationen der fundamentalen Konstanten der Physik testen und die Beschleunigung der Ausweitung des Universums messen.

Die Vereinbarung für den Bau des ANDES-Instruments wurde von Xavier Barcons, Generaldirektor der ESO, und Roberto Ragazzoni, Präsident des italienischen Nationalen Instituts für Astrophysik (INAF), am ESO-Hauptsitz in Garching unterzeichnet. INAF leitet das ANDES-Konsortium, zu dem auch die Thüringer Landessternwarte gehört.

DasSo soll das ELT aussehen Quelle ESOSo soll das ELT einmal aussehen. Quelle: ESO internationale Konsortium setzt sich aus zahlreichen Forschungsinstituten in 13 Ländern zusammen. Zu den deutschen Konsortiumsmitgliedern zählen neben der Thüringer Landessternwarte das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, das Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universität Göttingen, das Atmospheric Physics of Exoplanets Department am Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg, das Zentrum für Astronomie an der Universität Heidelberg und die Hamburger Sternwarte an der Universität Hamburg.

„ANDES ermöglicht Spitzenforschung in der Astronomie. Ich freue mich sehr, dass die Thüringer Landessternwarte Teil des internationalen Konsortiums ist. Das öffnet uns die Tür, um auch in Zukunft unseren Anteil an wichtigen astronomischen Entdeckungen zu leisten“, sagt Markus Roth, Direktor der Thüringer Landessternwarte Tautenburg.

ANDES wird detaillierte Untersuchungen der Atmosphären erdähnlicher Exoplaneten durchführen und dadurch ermöglichen, nach Anzeichen von Leben zu suchen. Es wird chemische Elemente in weit entfernten Objekten aus dem frühen Universum analysieren und es dürfte das erste Instrument sein, das den Blick auf die frühesten Sterne im Universum richten kann. Darüber hinaus werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit den ANDES-Daten prüfen können, ob sich grundlegende physikalische Konstanten mit der Zeit und dem Raum verändern. Die umfangreichen Messdaten werden auch die Beschleunigung und Expansion des Universums erfassen, eines der größten Rätsel unseres Kosmos.

Das Extremely Large Telescope der ESO wird derzeit in der Atacama-Wüste im Norden Chiles gebaut. Sein Hauptspiegel wird einen Durchmesser von 39 Metern haben, der aus 798 sechseckigen Segmenten besteht. Das ELT soll bis 2030 in Betrieb genommen werden. Es wird das größte optische Teleskop der Welt sein und eine neue Ära der bodengebundenen Astronomie einläuten.

Das ANDES-Projekt wird von einem internationalen Konsortium entwickelt, das sich aus Forschungsinstituten in 13 Ländern zusammensetzt. Diese sind:

  • Brasilien: Board of Stellar Observational Astronomy, Universidade Federal do Rio Grande do Norte
  • Kanada: Observatoire du Mont-Mégantic and the Trottier Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal
  • Dänemark: Instrument Centre for Danish Astrophysics on behalf of Niels Bohr Institute, Aarhus University, Danmarks Tekniske Universitet.
  • Frankreich: Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) on behalf of Observatoire de la Côte d’Azur, Université Côte d’Azur (LAGRANGE), Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille Université, Centre National d’Etudes Spatiales (LAM), Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie, Université Toulouse III-Paul Sabatier (IRAP), Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Université Grenoble-Alpes (IPAG), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier (LUPM), Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université (IAP), Laboratoire de Météorologie Dynamique, Ecole Normale Supérieure, Ecole Polytechnique, Sorbonne Université (LMD)
  • Deutschland: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universität Göttingen (IAG), Atmospheric Physics of Exoplanets Department, Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg (MPIA), Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg (ZAH), Thüringer Landessternwarte Tautenburg (TLS), Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg (UHH)
  • Italien: INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica (Lead Technical Institute)
  • Polen: Nicolaus Copernicus University in Torun
  • Portugal: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) at Centro de Investigaço em Astronomia/Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP), Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço atFaculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Associação para a Investigação e Desenvolvimento de Ciências (FCiências.ID)
  • Spanien: Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC); Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, Spain) on behalf of Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), Centro de Astrobiología de Madrid (CSIC-INTA)
  • Sweden: Department of Physics, Lund University; Department of Astronomy, Stockholm University; Department of Physics and Astronomy, Uppsala University
  • Schweiz: Département d’Astronomie, Université de Genève; Weltraumforschung und Planetologie, Physikalisches Institut, Universität Bern
  • United Kingdom: Science and Technology Facilities Council, United Kingdom Research and Innovation on behalf of Cavendish Laboratory & Institute of Astronomy, University of Cambridge UK Astronomy Technology Centre; Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt University
  • USA: Department of Astronomy, University of Michigan.

Amateur- und Profiastronomen erforschen Kleinplaneten gemeinsam

30.05.2024

Am 26. Mai 2024 war die Fachgruppe „Kleine Planeten“ der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) e.V. zu Gast an der Thüringer Landessternwarte Tautenburg. Dort ist die Beobachtung von sogenannten „Near Earth Objects“ ein Forschungsschwerpunkt. Wir erklären, was solche erdnahen Objekte sind und warum sie beobachtet werden.

Von 24. bis 26. Mai 2024 trafen sich 35 Mitglieder der Fachgruppe „Kleine Planeten“ der Vereinigung der Sternfreunde e.V. zu ihrer Jahrestagung in Jena und in Tautenburg. Die VdS wurde 1953 gegründet und ist mit rund 4.000 Mitgliedern eigenen Angaben zufolge der größte überregionale astronomische Verein im deutschsprachigen Raum.

Am Samstag, dem 25. Mai, hörten die Teilnehmenden Vorträge im Senatssaal der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. Diese Präsentationen illustrierten die eindrucksvolle Themenbreite, mit der sich die Sternfreundinnen und -freunde beschäftigen. Sie reicht von Beobachtungstechnik und Beobachtungsmethoden, der Analyse von Sternenbedeckungen durch vorüberziehende Kleinplaneten, Messungen mit robotischen Teleskopen bis zu Fragen wie man mit Amateurmitteln neue Asteroiden findet und was zu tun ist, wenn ein Objekt auf Kollisionskurs in Richtung Erde fliegt.

VdS Gruppe Kleine Planeten vor dem TeleskopFoto: TLS

Am Sonntag, dem 26. Mai, berichtete Dr. Bringfried Stecklum, Astronom an der Thüringer Landessternwarte und Koordinator der Kleinplanetenbeobachtungen, über die Geschichte der Thüringer Landessternwarte und ihre langjährige Erfahrung beim Aufspüren von Asteroiden. Er zeigte der Gruppe das 2-Meter-Alfred-Jensch-Teleskop, weitere Beobachtungseinrichtungen wie das LOFAR-Teleskop, das Sonnenlabor und das Plattenarchiv. Mit seiner weltgrößten Schmidt-Kamera ist das Alfred-Jensch-Teleskop das dienstälteste Teleskop weltweit auf dem Gebiet der Beobachtung von Kleinplaneten. Bereits von 1961 bis 1995 wurden durch den ehemaligen Mitarbeiter Dr. Freimut Börngen Kleinplaneten auf den Bildern des Teleskops gesucht.

Was sind Kleine Planeten?

Unser Sonnensystem wird von einer Unmenge kleinerer Körper bevölkert – den Kleinplaneten oder Asteroiden. Solche Kleinplaneten sind nicht immer nur Felsbrocken. Ihre innere Struktur kann sehr unterschiedlich sein. In der Fachsprache werden locker gebundene Objekte als „rubble piles“ (Schutthaufen) oder sogar als „flying sand banks“ (fliegende Sandbänke) bezeichnet. Meistens sind das ehemalige Kometen, deren Eis bei vielen Vorübergängen an der Sonne verdampft ist.

Sie alle haben eines gemeinsam: Sie bewegen sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne. Es ist wichtig, die Umlaufbahn dieser Kleinplaneten möglichst genau zu kennen, da viele die Umlaufbahn der Erde kreuzen. Und das könnte gefährlich werden.

Gewinnbringende Zusammenarbeit zwischen Amateur- und Profi-Astronomen

Seit einigen Jahren gibt es spezielle Himmelsdurchmusterungen, um möglichst alle erdnahen Objekte (Near Earth Objects), die größer als 100 Meter sind, zu finden. Denn die Bahnen dieser Körper können sich verändern und sie könnten mit der Erde kollidieren. Die Himmelsdurchmusterungen liefern jedoch so viele neue Objekte, dass deren Klassifikation und Bahnüberwachung nur durch Unterstützung von Amateurastronominnen und -astronomen möglich ist.

Das Minor Planet Center (MPC) beziffert die Gesamtzahl der entdeckten Kleinplaneten auf aktuell rund 1,3 Millionen (Stand Mai 2024). Das Minor Planet Center am Smithsonian Astrophysical Observatory ist die offizielle Institution, die Daten über Kleinplaneten und Kometen sammelt, auswertet und veröffentlicht. Es ist unter der Schirmherrschaft der International Astronomical Union (IAU) tätig.

Wenn Profi- oder Amateurastronomen Kleinplaneten beobachten, senden sie die Ergebnisse ihrer Beobachtungen, also die Koordinaten und die Helligkeit des Objektes zum jeweiligen Zeitpunkt, an das Minor Planet Center. In der Regel beobachten Amateurastronomen hellere Objekte, während Teleskope mit größerem Durchmesser, wie das Alfred-Jensch-Teleskop in Tautenburg, lichtschwächere Objekte auswählen.

Seit 2010 beteiligt sich die Thüringer Landessternwarte an der Klassifikation und Überwachung von Near Earth Objects. Ab 2019 geschieht dies in Zusammenarbeit mit der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA. Kontinuierliche Messungen der Himmelsposition neu entdeckter und bekannter erdnaher Asteroiden erhöhen die Genauigkeit ihrer Umlaufbahn. So kann besser eingeschätzt werden, ob ein neues Objekt erdnah ist oder nicht beziehungsweise, ob die Gefährlichkeit eines bekannten Asteroiden ab- oder zugenommen hat. Mit durchschnittlich 6.000 Messungen pro Jahr ist die TLS mittlerweile eines der produktivsten Observatorien in Europa bei dieser Aktivität.

Warum eine totale Sonnenfinsternis etwas Besonderes ist

14.05.2024

Phasen einer Sonnenfinsternis

 

Eine totale Sonnenfinsternis, wie diejenige, die am 8. April 2024 über Nordamerika zu sehen war, ist eines der großartigsten Ereignisse, die wir Menschen von der Erde aus beobachten können. Warum? Weil sie uns für einen kurzen Moment unseren Platz im Universum plastisch vor Augen führt. Wir können zusehen, wie sich der Mond vor die Sonne schiebt, wie sich das Sonnenlicht verdunkelt, wie die Sonne mitten am Tag für eine kurze Zeit „verschwindet“ und wie der Mond dann weiter seine Bahn zieht.

Die Korona der Sonne

Ein beeindruckender Anblick während einer totalen Sonnenfinsternis ist die Korona. Dabei handelt es sich um die heiße, dünne äußere Atmosphäre der Sonne, die nur während einer totalen Sonnenfinsternis für das Auge sichtbar wird. Ihre Temperatur beträgt um die zwei Millionen Grad Celsius.

eclipse Quelle Evans CaglageFoto: Evans Caglage, Dallas, Texas, aufgenommen am 8. April 2024Die Ausdehnung der Korona hängt von dem 11-jährigen Zyklus der magnetischen Aktivität der Sonne ab. Während des so genannten Sonnenmaximums ist die magnetische Aktivität hoch und die Korona groß. Dies war am 8. April 2024 der Fall, da wir uns aktuell mitten in einem ziemlich starken Sonnenmaximum befinden.

Protuberanzen: Wenn die Sonne rosa Pickel hat

Zwischen der sichtbaren Sonnenscheibe und der Korona liegt die Chromosphäre mit einer Temperatur von 10.000 Kelvin. In der Chromosphäre befinden sich sogenannte Protuberanzen. Das sind heiße Gase, die durch Magnetfelder in der Sonnenatmosphäre schweben. Protuberanzen bestehen meist aus Wasserstoffgas, das in einer schönen rosa bis rötlichen Farbe leuchtet. Bei einer totalen Sonnenfinsternis verdeckt der Mond genau die Sonnenscheibe und ermöglicht uns einen seltenen Blick auf die Chromosphäre der Sonne.

Protuberanzen Sonnenfinsternis Photo: NASA / Keegan Barber

Bei der Sonnenfinsternis am 8. April zeigte die Sonne eine riesige Protuberanz im Süden. Auf den ersten Blick sah dies wie ein kleiner rosa Pickel aus. Es ist selten, eine Protuberanz mit bloßem Auge zu sehen. Die meisten kann man nur mit einem Fernglas sehen. Diese Protuberanz war etwa so groß wie der Planet Saturn, weshalb sie mit bloßem Auge sichtbar war.

Der Mondschatten

Wenn man sich während einer Sonnenfinsternis bei klarem Himmel auf einem offenen Feld befindet, kann man den Kernschatten des Mondes sehen, der mit einer Geschwindigkeit von 2.500 km/h heranrast. Dieser rasende Schatten kann ziemlich bedrohlich – und beeindruckend – wirken.

Ein Sonnenuntergang – aber in 360 Grad am Horizont

Nach einem normalen Sonnenuntergang sieht man einen Lichtschein am westlichen Horizont. Während der totalen Sonnenfinsternis sahen wir dieses Leuchten rund um uns herum am Horizont. Ein weiterer Unterschied zu einem täglichen Sonnenuntergang: Nachdem die Sonne untergegangen ist, ist der Himmel noch für einige Zeit relativ hell. Bei einer Sonnenfinsternis ist es in dem Moment, in dem der Mond die Sonne verdeckt, so, als hätte jemand den Lichtschalter der Sonne ausgeknipst.

Vorsicht: Nur mit einer speziellen Brille die Sonne beobachten

Schauen Sie bitte nie ohne speziellen Augenschutz für die Sonnenbeobachtung in die Sonne. Es gibt Brillen für die Beobachtung einer Sonnenfinsternis. Sie haben eine Folie, die Ihre Augen schützt. Nur während der kurzen Phase einer totalen Sonnenfinsternis, wenn der Mond die Sonne vollständig verdeckt, kann man direkt auf die Sonne schauen.

Bitte passen Sie auch auf, wenn Sie eine Kamera, ein Teleskop oder ein Fernglas benutzen: Benutzen Sie immer einen speziellen Sonnenfilter, der über der Vorderseite der Optik oder vor dem Objektiv angebracht ist. Man kann schwere Augenschäden bekommen, wenn man ohne speziellen Filter mit einer Kamera, einem Fernglas oder Teleskop in die Sonne schaut.

Wenn Sie die Gelegenheit haben, eine totale Sonnenfinsternis zu beobachten, packen Sie sie beim Schopf! Schon gewusst? Moderne Sonnenteleskope und Instrumente können eine künstliche Sonnenfinsternis erzeugen, damit die Korona der Sonne studiert werden kann. Aus solchen systematischen Untersuchungen können Forschende viel über die physikalischen Prozesse lernen, die zu Sonnenstürmen führen. Die Erforschung der Sonne ist einer der Forschungsschwerpunkte an der Thüringer Landessternwarte.

Autor: Artie Hatzes

Polarlicht in Thüringen sichtbar!

11.05.2024

Polarlichter – Aurora Borealis – waren letzte Nacht in Europa deutlich sichtbar. Viele Menschen in ganz Deutschland haben Bilder des Polarlichts gepostet, das zwischen Samstag und Sonntag gegen Mitternacht beobachtet werden konnte. An der Thüringer Landessternwarte (TLS) in Tautenburg erschwerte das Polarlicht die Beobachtungen der Astronomen. „Der Himmel wurde so hell, dass die meisten Sterne verschwanden. Selbst ein heller Stern wie Beta Lyrae war kaum sichtbar, während schwächere Sterne in der Blendung verloren gingen“, berichtete Dr. Eike Günther, wissenschaftlicher Mitarbeiter der TLS.
Der Ursprung von Polarlichtern sind Eruptionen auf der Sonne. Bei diesen werden nicht nur Licht, sondern auch geladene Teilchen emittiert. Treffen diese geladenen Teilchen auf das Magnetfeld der Erde und dringen entlang der Feldlinien in die Hochatmosphäre der Erde ein, regen sie diese zum Leuchten an. Bei sehr starken Eruptionen wie im aktuellen Fall werden Polarlichter bis in mittlere Breiten sichtbar.
Unsere Wolkenüberwachungskamera zeichnete die ganze Nacht über den Himmel auf und zeigte, wie sich das Polarlicht um unser Observatorium herum entwickelt (Video).

Polarlicht von Tautenburg (Bild Dr. Eike Günther)

Aurora_Eike_Guenther.jpg

Sternbild Großer Wagen mit Polarlicht (Bild Dr. Patrick Gaulme)

Aurora_may_2024_Credit_Patrick_Gaulme.png

Eine neue Methode, um die Winde auf dem Planeten Jupiter zu beobachten

16.04.2024

Einem internationalen Team von Wissenschaftlern ist es gelungen, die erste Karte der atmosphärischen Zirkulation des Planeten Jupiters mit Hilfe der Doppler-Methode zu erstellen.

Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems, ist berühmt für seine bräunlich weißen Sturmbänder und für seinen großen roten Fleck. Die Windbänder rasen in östlicher und in westlicher Richtung um den Planeten und erreichen hohe Geschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde. Ein internationales Team von Astronomen, darunter Patrick Gaulme, Astronom an der Thüringer Landessternwarte Tautenburg, hat nun erstmals eine Karte dieser Winde mit der Doppler-Methode erstellt.

Welche Windgeschwindigkeiten herrschen auf dem Jupiter? Um diese Frage zu beantworten, nutzen Astronomen bisher Bilder der Wolkenstrukturen des Gasplaneten, die in verschiedenen zeitlichen Abständen aufgenommen wurden. Aus den Veränderungen in den Bildern berechnen sie die Windgeschwindigkeiten. Diese Methode stößt jedoch an Grenzen. „Die Wolken verändern sich oder verschwinden. Das beeinträchtigt die Messungen“, erklärt François-Xavier Schmider, Forschungsdirektor am Observatoire de la Côte d'Azur (OCA) in Frankreich, der das Forschungsprojekt leitete.

Eine weitere Schwierigkeit: Die Bilder erlauben es den Wissenschaftlern, die Geschwindigkeit der Winde in Ost-West- oder West-Ost-Richtung zu berechnen, liefern aber nur dürftige Ergebnisse für die Nord-Süd- oder Süd-Nord-Richtung. Der Grund dafür ist, einfach erklärt: Die Wolkenbänder auf dem Jupiter bewegen sich in unterschiedlichen Höhen. Die Wolkenstrukturen sind von einem Band zum nächsten getrennt. Außerdem kann die Wolkenverfolgung per Bild nicht die vertikale Bewegung in der Atmosphäre des Planeten messen. Deswegen ist nicht klar, wie Wärme und chemische Elemente vom Inneren des Planeten nach außen transportiert werden.

Mit der Doppler-Methode die atmosphärische Zirkulation messen

Statt auf Wolkenbilder von Jupiter zu setzen, verwendet das Forschungsteam um Schmider die Doppler-Methode, um die atmosphärische Zirkulation des Gasplaneten zu beobachten. Mit dem Doppler-Effekt kann gemessen werden, wie sich die Frequenz einer Licht- oder einer Schallwelle ändert, wenn sich ihre Quelle relativ zum Beobachtenden bewegt. Bewegt sich die Quelle auf den Beobachtenden zu, treffen die Wellen in kürzeren Abständen beim Beobachter ein. Entfernt sich die Quelle, werden die Wellenabstände größer.

Patrick Gaulme, Wissenschaftler an der Thüringer Landessternwarte, ist Teil des internationalen Forscherteams, das die atmosphärische Zirkulation auf dem Planeten Jupiter mit der Doppler-Methode beobachtet hat. Er beschreibt, wie die Forscher vorgegangen sind: „An drei Teleskopen in Japan, in Frankreich und in den USA ist jeweils ein Doppler-Imager montiert. Zusammen bilden diese Teleskope das JOVIAL-Netzwerk. Mit dem Doppler-Imager lässt sich ein Bild des Planeten zusammen mit seiner Doppler-Geschwindigkeitskarte erstellen, indem die Verschiebung der Spektrallinien des vom Jupiter reflektierten Sonnenlichts verfolgt wird.“ Aus der Verschiebung der Spektrallinien lässt sich die Geschwindigkeit der atmosphärischen Bewegungen ableiten.

Nachdem das Team rund 80 Stunden lang mit dem Instrument an einem der drei Teleskope, dem Dunn Solar Telescope in Sunspot, New Mexico, USA, beobachtet hatte, konnten die Forscher eine vollständige zonale Geschwindigkeitskarte des Planeten Jupiter erstellen. Dies ist das erste Mal, dass eine solche Karte mit dieser Methode für einen der Riesenplaneten erstellt wurde. „Es ist beeindruckend. Mir gefällt, dass der große rote Fleck so deutlich sichtbar ist. Aus wissenschaftlicher Sicht zeigt die Karte der zonalen Winde eine hervorragende Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Wolkenverfolgung, was die Technik bestätigt und uns erlaubt, weiterzumachen", sagt Patrick Gaulme.

Das Team hat die Ergebnisse seiner Forschung in dem wissenschaftlichen Artikel „Three-dimensional atmospheric dynamics of Jupiter from ground-based Doppler imaging spectroscopy in the visible“ in der Zeitschrift „The Planetary Science Journal“ veröffentlicht.

Der Vorabdruck des Artikels ist unter diesem Link zugänglich: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023arXiv231216888S/abstract

 

Zonal velocity map of jupiter

Eine rekonstruierte Aufnahme von Jupiter

A reconstructed image of Jupiter

Eine zonale Geschwindigkeitskarte von Jupiter. Die rote und blaue Farbe zeigen die östlichen beziehungsweise westlichen Winde an.

Beide Abbildungen wurden aus Daten gewonnen, die mit dem Instrument JOVIAL/JIVE am Dunn Sonnenteleskop in Sunspot, New Mexico, aufgenommen wurden.

 

Dunn Solar Telescope

Dunn Sonnenteleskop in Sunspot, New Mexico, @Patrick Gaulme, nur für redaktionelle Zwecke

 

 

Über die Thüringer Landessternwarte

Die Thüringer Landessternwarte Tautenburg (TLS) ist eine außeruniversitäre Forschungseinrichtung des Freistaats Thüringen. Sie betreibt Grundlagenforschung in Astrophysik. Die Forscherinnen und Forscher der TLS nutzen verschiedene Teleskope in der ganzen Welt für ihre Beobachtungen von Galaxien, Sternen, der Sonne, Gammastrahlenausbrüchen und extrasolaren Planeten.

Die Thüringer Landessternwarte nutzt und betreibt das 2-Meter-Alfred-Jensch-Teleskop für Beobachtungen im optischen Spektralbereich und eine Station des European Low Frequency Array (LOFAR) Radioteleskops. Außerdem baut sie ein Sonnenlabor auf, um einen Prototyp eines automatisierten Teleskops für die kontinuierliche Beobachtung der Sonne zu entwickeln.

Kontakt

Wir beantworten gerne weitere Fragen.

Patrick Gaulme

Markus Roth

Bauhaus – Tautenburg: Wenn Kunst auf Wissenschaft trifft

09.04.2024

Am 22. Februar hatten wir die Gelegenheit, Doktoranden und Doktorandinnen der Kunst- und Designwissenschaften der Bauhaus-Universität Weimar unter der Leitung von Professorin Dr. Alexandra Toland zu begrüßen. Ziel dieses ersten Treffens der beiden Thüringer Institute war es, sich gegenseitig kennenzulernen und künftige Kooperationen zwischen Kunststudenten/-studentinnen und Wissenschaftlern/Wissenschaftlerinnen zu fördern.

Bauhaus1_1Foto: TLS

Der Besuch begann mit einer Besichtigung des 2-Meter-Alfred-Jensch-Teleskops durch Eike Günther und einer Erläuterung des LOFAR-Radioteleskops durch Alexander Drabent. Anschließend versammelten sich rund 15 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen und 10 Kunstforscher/-forscherinnen in von Harriet von Froreich (Bauhaus Universität) und Patrick Gaulme (TLS) organisierten Gesprächesrunden, um sich disziplinübergreifend über Fragen zu Zeit, Distanz, Datentypen sowie den Herausforderungen und Freuden bei der Entwicklung von Methoden in der praktischen Forschung auszutauschen. Im Anschluss an das Treffen gab es ein entspanntes Beisammensein. Der nächste Besuch ist für Juni geplant, in der Hoffnung auf klaren Himmel, um das Teleskop in einer kurzen Nacht kurz vor der Sonnenwende bei der Arbeit im Einsatz zu sehen.

 

 

 

 

 

Was Sonnenphysiker von der Sonnenfinsternis lernen können

07.04.2024

Sonnenfinsternis_Quelle_NASA_Aubrey_Gemignani_Source

 

Eine totale Sonnenfinsternis ist ein spektakuläres Naturereignis. Der Mond schiebt sich zwischen die Sonne und die Erde und verdeckt unseren Stern. Mitten am Tag wird es dunkel, der Nachthimmel wird sichtbar. Millionen von Menschen werden am 8. April 2024 dieses Ereignis in Nordamerika beobachten. Professor Dr. Markus Roth, Direktor der Thüringer Landessternwarte, erklärt, warum die Sonnenfinsternis 2024 so besonders ist.

Eine totale Sonnenfinsternis ist ein beeindruckendes Naturschauspiel. Am 8. April 2024 wird sich die Sonne in einem etwa 180 Kilometer breiten Streifen über Mexiko, den Vereinigten Staaten und Kanada verdunkeln. Warum ist diese Sonnenfinsternis so besonders?

Markus Roth Direktor Thüringer LandessternwarteFoto: FSU / Annegret Guenther
Markus Roth: Nach 2017 ist diese Sonnenfinsternis die zweite, welche nach kurzer Zeit wieder auf dem nordamerikanischen Kontinent stattfindet. Die Sonnenfinsternis vom 8. April ist in einem breiteren Streifen zu sehen als die vor sieben Jahren. Außerdem hat die Sonnenfinsternis eine Dauer von etwas mehr als 3 Minuten bis 4,5 Minuten, je nach Beobachtungsort, was recht lange ist. Im Vergleich dazu hatte die Sonnenfinsternis vom 11. August 1999, die in Deutschland sichtbar war, nur eine Dauer von etwas mehr als zwei Minuten.

Aktuell ist die Sonne im Maximum ihrer Aktivität. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit für Sonnenflecken ist recht hoch. Sonnenflecken sind starke Magnetfeldpole und treten alle elf Jahre besonders häufig auf. Entsprechend könnte die Korona der Sonne, welche während einer Sonnenfinsternis sichtbar wird, sehr strukturiert aussehen.

Interessanterweise ist auch noch der Komet 12P/Pons-Brooks am 8. April am Tageshimmel. Er ist zwar für das bloße Auge während der Finsternis zu leuchtschwach, wäre aber mit einem Teleskop sichtbar. Dabei muss man aber davor warnen, mit dem Teleskop oder Feldstecher dann nicht versehentlich in die Sonne zu blicken.

Millionen von Menschen werden das Himmelsspektakel beobachten und hoffen, dass die Sonne eine spektakuläre Show bieten wird. Sie sind Sonnenphysiker. Welche wissenschaftlichen Erkenntnisse erhalten Forschende von so einem Ereignis?

Roth: Die NASA sendet das Forschungsflugzeug WB-57 entlang des Streifens der Sonnenfinsternis. Ein Forschungsprojekt wird Bilder der Sonnenfinsternis aus einer Höhe von 50.000 Fuß über der Erdoberfläche aufnehmen. Durch die Aufnahme von Bildern oberhalb des größten Teils der Erdatmosphäre wollen die Forschenden neue Details von Strukturen in der mittleren und unteren Korona erkennen. Das WB-57 der NASA wird auch Instrumente an Bord haben, um mehr über die Temperatur und die chemische Zusammensetzung der Korona und der koronalen Massenauswürfe zu erfahren.

Mit modernen Sonnenteleskopen und Instrumenten lässt sich eine Sonnenfinsternis auch künstlich und dauerhaft erzeugen, so dass die Sonnenkorona kontinuierlich untersucht werden kann. Aus solchen systematischen Untersuchungen kann man dann zum Beispiel viel über die physikalischen Prozesse lernen, die zu Massenauswürfen auf der Sonne, oftmals auch Sonnenstürme genannt, führen.

Was haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von früheren Sonnenfinsternissen gelernt?

Roth: In der Vergangenheit war eine wichtige Erkenntnis die Bestätigung der allgemeinen Relativitätstheorie. So konnte man 1919 nachweisen, dass Licht von Sternen durch die Gravitationswirkung der Sonne abgelenkt wird, so wie es von Albert Einstein vorher berechnet wurde.

Darüber hinaus konnte man in der Vergangenheit Sonnenfinsternisse nutzen, um die Temperatur, die Zusammensetzung und das Magnetfeld in der Sonnenkorona zu bestimmen. Die Korona ist die äußerste Schicht der Sonnenatmosphäre, die normalerweise von der Sonne überstrahlt wird, das heißt, Messungen dieser physikalischen Größen waren sonst nicht möglich.

Welchen Einfluss auf die Erde hat eine Sonnenfinsternis?

Roth: Eine Sonnenfinsternis hat keinen merklichen Einfluss auf die Erde. Durch die Verdunklung kann es zu leichten Temperaturänderungen kommen. Auch erwartet man, dass die Tierwelt auf das plötzliche Einbrechen der Nacht verwundert reagieren kann.

Thüringer Landessternwarte erreicht Meilenstein beim Bau des neuen Spektrographen PLATOSpec

04.04.2024

 PLATOSpec FrontEnd TeleskopDie Thüringer Landessternwarte Tautenburg ist Teil eines Konsortiums, das den hochauflösenden Spektrographen PLATOSpec baut. Dieses Instrument wird im Lauf des Jahres 2024 an ein 1,52-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) in La Silla, Chile, montiert. Nun wurde ein wichtiger Meilenstein für das Projekt erreicht: Ein neues Front-End wurde an das Teleskop montiert und die Kalibrierungseinheit wurde installiert.

Die Werkstätten der Thüringer Landessternwarte haben die Kalibrierungseinheit für den Spektrographen PLATOSpec entwickelt, gebaut und getestet. Ende März 2024 wurde sie gemeinsam mit einem neuen Front-End an das 1,52-Meter-Teleskop der ESO in La Silla, Chile, montiert.

Die Kalibrierungseinheit dient als Referenz für die Aufnahmen des Teleskops. Dazu wird das Spektrum einer Thorium-Argon-Lampe verwendet, deren Spektrallinien bereits bekannt sind. Das Sternlicht, das das Teleskop einfängt, wird von dem Spektrographen PLATOSpec in ein Spektrum zerlegt und mit dem Spektrum der Thorium-Argon-Lampe verglichen. So erhalten die Forschenden einen Bezugspunkt des von PLATOSpec aufgenommenen Spektrums. Zusätzlich wird eine Jodzelle für die Kalibrierung verwendet. Mit dem Spektrum, das diese Jodzelle produziert, kann die Radialgeschwindigkeit (die Doppler-Verschiebung) eines Sterns sehr genau gemessen werden.

Das Front-End verbindet den Spektrographen mit dem Teleskop. Es wurde von der tschechischen Firma TopTech, Turnov, gebaut. Die Thüringer Landessternwarte hat als Partner des PLATOSpec-Konsortiums das Front-End beauftragt, den Bau begleitet und finanziert.

Die Kalibrierungseinheit und das Front-End bilden die Voraussetzung, um das Instrument PLATOSpec mit dem 1,52-Meter-Teleskop zu verbinden. Der Spektrograph PLATOSpec befindet sich aktuell noch im Bau. PLATOSpec wird ein hochmoderner Echelle-Spektrograph mit hoher spektraler Auflösung sein. Er deckt den Spektralbereich von 350 bis 700 Nanometer ab. PLATOSpec wird die Satellitenmissionen TESS und PLATO mit bodengestützten Folgebeobachtungen unterstützen. Das Ziel dieser Missionen ist, Planeten um andere Sterne als die Sonne, sogenannte extrasolare Planeten, zu finden.

PLATOSpec_Kalibrationseinheit_komplett_Apr24 PLATOSSpec_Kalibrationseinheit_Optik_Apr24

Das PLATOSpec-Instrument wird von einem Konsortium aus drei Instituten gebaut. Die Hauptpartner des Konsortiums sind das Astronomische Institut ASCR in Ondrejov, Tschechische Republik, die Thüringer Landessternwarte in Tautenburg, Deutschland, und die Pontifica Universidad Católica (PUC) de Chile in Santiago, Chile. Der Anteil der Thüringer Landessternwarte an PLATOSpec wurde mit Mitteln aus der Forschungsförderung des Landes Thüringen durch die Thüringer Aufbaubank gefördert.

Asteroid 2024 BX1 kurz vor seinem Einschlag nahe Berlin an der TLS beobachtet

06.02.2024

Die Zeit um den Vollmond ist eigentlich nicht geeignet für Astrofotografie. Dennoch hielt die Nacht vom 20. auf den 21. Januar 2024 für Dr. Stanislav Melnikov und seine Kollegen eine Überraschung bereit. Er führte Beobachtungen im Rahmen des "Near-Earth-Asteroid"-Programms durch. Der Himmel war bereits so aufgehellt, dass schwache Asteroiden kaum mehr erkennbar waren. Umso erfreuter war der Forscher, als plötzlich ein neues Objekt namens Sar2736 auf der Liste der Targets auftauchte.

Seine Helligkeit und Geschwindigkeit ließen vermuten, dass es nahe der Erde war. Dr. Bringfried Stecklum, der per Internet die Messungen verfolgte und die Bilder auswertete, riet ihm, das Objekt rasch zu beobachten. Der erste Versuch gegen 23:30 Uhr schlug jedoch fehl. Die Ersatz-Kamera, die wegen einer Reparatur von TAUKAM benutzt wurde, hatte den Asteroiden mit ihrem kleineren Gesichtsfeld nicht erfasst. Etwas später gab es genauere Koordinaten und Dr. Melnikov unternahm einen erneuten Versuch. Diesmal gelangen ihm sechs Aufnahmen, die umgehend ausgewertet wurden (Bild 1).

Routinemäßig wird aus den ermittelten Positionen und den bereits bekannten eine Umlaufbahn berechnet, um falsche Identifikationen und andere Probleme zu erkennen. Dr. Stecklum staunte nicht schlecht, als das dazu verwendete Programm FindOrb ausgab, der Asteroid würde in etwa einer Stunde auf der Erde aufschlagen (Bild 2). Zudem legten die Koordinaten des Einschlagsortes nahe, dass dies in der nördlichen Mitte Deutschlands passieren würde. Normalerweise wäre das ein Grund zur Sorge, in diesem Fall gab es aber dafür keinen Anlass. Mit dem typischen Reflexionsvermögen von Asteroiden und der gemessenen Helligkeit berechnete FindOrb einen Durchmesser von etwa einem Meter. Bei einem solch kleinen Objekt würde ein Teil der Masse beim Eintritt in die Atmosphäre verglühen und der Rest zerbersten. Daher bestand keine Gefahr. Ein dritter Versuch, Sar2736 mit dem TLS Teleskop zu fotografieren, gelang nicht - das Objekt war mittlerweile zu schnell unterwegs. Bereits wenig später gab es erste Berichte über die spektakuläre Lichterscheinung eines Boliden oder auch Feuerballs, der westlich von Berlin in der Nähe von Nennhausen (Havelland) niederging.

Insgesamt meldeten 14 Stationen Positionen an das Minor Planet Center (MPC), das dem Objekt den offiziellen Namen 2024 BX1 gab. Die TLS war dabei die dritte in der Reihenfolge. 2024 BX1 ist der achte Asteroid, der innerhalb von 24 Stunden vor seinem Einschlag entdeckt wurden. Sein Entdecker, Krisztián Sárneczky vom Konkoly Observatorium, hatte davor bereits zwei identifizieren können. Mittlerweile gelang es verschiedenen Suchtrupps, Bruchstücke des Asteroiden (Meteorite) zu finden (MAZ). Diese legen nahe, dass 2024 BX1 kein primitiver Asteroid war, sondern von einem Körper stammt, dessen innerer Aufbau dem der Erde ähnelt.  Möglicherweise wurde er von Vesta, dem größten Asteroiden im Sonnensystem, abgespalten. Die raren Fundstücke versprechen wertvolle Aufschlüsse über die Entstehungsgeschichte des Sonnensystems.

Bild 1: Überlagerung der sechs TLS Aufnahmen. Das Teleskop wurde der Bewegung des Asteroiden nachgeführt, daher erscheinen die Bilder der Sterne länglich.

Bild 2: Ergebnisse des FindOrb-Programms, basierend auf den Entdecker-Positionen (K88) und denen der TLS (033). Einschlagszeit und Ort sind rot hervorgehoben. Die Größenabschätzung ist rechts oben angegeben.

 

 Kontakt: Dr. Bringfried Stecklum

Nachruf Professor Dr. Josef Solf

02.02.2024

 

 Nachruf  

Die Thüringer Landessternwarte trauert um ihren früheren Direktor Professor Dr. Josef Solf, der am 31. Dezember 2023, wenige Wochen vor seinem 90. Geburtstag, in Jena verstarb.

Josef Solf wirkte prägend als Wissenschaftler und Institutsdirektor in Heidelberg und Tautenburg. In seiner Heidelberger Zeit am Max-Planck-Institut für Astronomie entwickelte er die spektroskopische Instrumentierung für die Teleskope des damals neu entstehenden Deutsch-Spanischen Astronomischen Zentrums auf dem Calar Alto. Mit ihnen erzielte er anerkannte wissenschaftliche Erfolge auf dem Gebiet der bipolaren Phänomene in der Sternentstehung und - entwicklung. Als Direktor der Thüringer Landessternwarte machte er sich um den Ausbau des Instituts und die Modernisierung des 2-m-Alfred-Jensch-Teleskops und seiner Instrumentierung verdient.

Josef Solf wurde am 05. Februar 1934 in Worbis im Eichsfeld geboren, und wuchs dort mit seinen fünf jüngeren Brüdern in der „Solf`s Mühle“ auf. Sein Vater war eine sehr prägende Figur in seinem Leben. Schon früh weckte er in ihm zahlreiche Interessen – an der Technik der Mühle, der Musik, der Religion, der Fotografie, der Philosophie und der Physik. Zur Schule ging er auf das Internat in Heiligenstadt, das er 1952 mit einem humanistischen Abitur abschloss. Danach begann er zunächst ein Studium der Mathematik an der Universität Jena. Angetrieben von seiner großen Lebensfrage „Bin ich schon fertig?“, wechselte er die Richtung und studierte von 1953 bis 1962 Philosophie, Theologie und Kunstgeschichte an den Hochschulen des Jesuitenordens in Berlin, Frankfurt und München. Da sich seine Frage nicht auflöste und die Neugier, die Welt zu entdecken, einfach in ihm steckte, änderte er 1962 nochmals seine Laufbahn und nahm ein Studium der Mathematik, Physik und Astronomie auf -- zunächst in Karlsruhe, dann in Heidelberg, wo er 1967 mit einem Diplom in Physik abschloss. Eine anschließende Promotion auf dem Gebiet der Kernphysik schloss er dort 1969 ab.

Von 1969 bis 1994 arbeitete Josef Solf als einer der ersten wissenschaftlichen Mitarbeiter am neu gegründeten Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und fand fortan in der Entwicklung von astronomischen Instrumenten und der Erforschung der Entwicklung der Sterne seine Berufung.

Er war maßgeblich beteiligt am Aufbau des neuen Observatoriums des Instituts auf dem Calar Alto in Südspanien. Schon sehr bald lag sein Fokus auf der Entwicklung der spektroskopischen Instrumentierung für die neuen Teleskope. Wissen dazu eignete er sich unter anderem bei mehrmonatigen Forschungsaufenthalten 1971 und 1974 am Lick Observatory in Kalifornien an. Ein erstes Highlight war der Coudé-Spektrograph für das 2.2-m-Teleskop, ein vertikaler Aufbau durch das gesamte Kuppelgebäude, der nur mit einem einzigen Spiegel außerhalb des Teleskops auskam und ohne Zweifel eines der leistungsfähigsten Instrumente dieses Typs darstellt. Da ein ähnliches Gerät am 3.5-m-Teleskop keine größere Effizienz versprach, lag dort das Interesse auf einem großen Cassegrain-Spektrographen. Zusammen mit dem Co-Direktor des Instituts, Guido Münch, entwickelte Josef Solf den TWIN-Spektrographen, der für lange Zeit eines der Arbeitspferde an diesem Teleskop wurde. Einen Standard-Spektrographen der Firma Boller & Chivens baute er nach eigenem Design zu einem einzigartigen „Echelette“-Spektrographen um, der es erlaubte, mit einer einzigen Aufnahme den gesamten Spektralbereich vom UV bis zum nahen Infrarot abzubilden.

Die Inbetriebnahme und erste Nutzung dieser Geräte machten Josef Solf zum beobachtenden Astronomen. Zunächst beobachtete er späte M-Sterne und Mira-Veränderliche. Seine Langspalt-Aufnahmen mit hoher spektraler Auflösung des prototypischen massereichen Sterns S106 zusammen mit Uri Carsenty zeigten dann erstmals die Blau- und Rotverschiebung des Gases in dessen gegenüberliegenden ausgedehnten Schalen und wiesen damit überzeugend die bipolare Struktur dieser Objekte nach. Es folgten Studien der bipolaren Ausströmungen und Jets von entwickelten Sternen wie R Aqr und der Nova HR Delphini, die er 1983 auch zum Thema seiner Habilitationsschrift machte, sowie Arbeiten an bipolaren Planetarischen Nebeln zusammen mit seinem Doktoranden Luis Felipe Miranda. Danach wandte er sich zusammen mit Karl-Heinz Böhm detaillierten spektroskopischen Studien der bipolaren Ausströmungen und Herbig-Haro Jets von jungen Sternen und ihrer Kopfwellen zu. Die von ihm entwickelte Methode der Spektro-Astrometrie zur Untersuchung dieser Jets nahe an der Quelle war und ist so erfolgreich, dass sie von manchen auch „Solf’s method“ genannt wurde. 1990 ernannte die Universität Heidelberg Josef Solf zum Professor.

Als Josef Solf 1994 einen Ruf auf einen Lehrstuhl für Astronomie an die Friedrich-Schiller-Universität Jena erhielt, verbunden mit der Position des Direktors der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg, kehrte er nach Jena zurück, das er 1953 als Student verlassen hatte. Als Mitglied der Fakultät für Physik und Astronomie war er bis zu seiner Emeritierung 1999 in der Lehre und wissenschaftlichen Ausbildung von Studenten tätig. Als Direktor der Thüringer Landessternwarte Tautenburg machte er sich durch den Ausbau des Instituts, der Modernisierung des 2-m Alfred-Jensch-Teleskops und seiner Instrumentierung verdient. Der Neubau eines Forschungsgebäudes schuf den dringend benötigten Platz von Arbeitsräumen für die Wissenschaftler und die Verwaltung. Ebenso entstanden Laborräume für das Elektroniklabor, sowie klimatisierte Räume für die Archivierung der umfangreichen Sammlung von Fotoplatten der Thüringer Landessternwarte und für deren digitale Aufbereitung. Ein besonderes Anliegen war Josef Solf die Modernisierung des 2-m Alfred-Jensch-Teleskops, als größtem optischen Teleskop auf deutschem Boden, an welchem durch die Erneuerung seiner Antriebe eine digitale Ansteuerung möglich wurde. Für den hochauflösenden Coudé-Spektrographen entwarf er den Umbau zu einem Coudé-Echelle-Spektrographen, mit um ein Vielfaches gesteigerter Wellenlängenabdeckung und für den Nasmyth-Fokus des Teleskops konzipierte er einen Spektrographen niedriger Auflösung. Mit der tatkräftigen Unterstützung durch sein früheres Institut, das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, erhielten alle Fokus-Stationen leistungsfähige CCD-Kameras als Detektoren.

Nach seiner Emeritierung war Josef Solf weiterhin im katholischen Kirchenchor in Jena aktiv. Über viele Jahre war er im Hospizverein tätig und begleitete zahlreiche Menschen in ihren schwersten Stunden. Mit seiner geliebten Frau Gisela, die bereits 2017 verstorben ist, hatte er drei Söhne.

Die Thüringer Landessternwarte hat mit Josef Solf nicht nur ihren früheren Direktor und einen hervorragenden Wissenschaftler verloren, sondern auch einen bescheidenen, tatkräftigen und sehr geschätzten Kollegen. Sie wird ihn in ehrendem Gedenken bewahren.

5 Tonnen schweres Container-Labor schwebt auf seinen Bestimmungsort

31.01.2024

Der Container für das zukünftige SonnenlaborTauSol der Thüringer Landessternwarte wurde Ende Januar auf ein spezielles Fundament gestellt.

Am Mittwochmorgen, den 31.01.2024, um 8:30h war es soweit. Nachdem das Fundament für das neue SonnenlaborTauSol noch vor Weihnachten fertig wurde, hatten zu Jahresbeginn zunächst das Wetter und dann der Terminplan an der Sternwarte nicht mitgespielt. Doch in dieser Woche war der lehmige Boden abgetrocknet und das Wetter stabil, so dass der schwere Autokran aus Dorndorf kommen konnte. Da die Distanz zum Fundament zunächst zu groß war, musste der 12 m lange und 5 Tonnen schwere Container einmal zwischengeparkt werden, damit der Autokran dann von einer Position näher am Fundament den Container im 2. Schritt auf das Fundament heben konnte. Begleitet und geführt vom Technik-Team der Sternwarte, setzte der Container schlussendlich fast millimetergenau auf der vorgegebenen Position auf – Punktlandung! Jetzt können der Innenausbau und das Aufstellen der Kuppel über dem Container beginnen. Doch zuerst bekommt der Container noch einen neuen Anstrich – wenn das Wetter dafür dann wieder mitspielt.

     

Aufnahmen: TLS

 

Eigenständige Organisation für das LOFAR-Radioteleskop gegründet

31.01.2024

Thüringer Landessternwarte koordiniert das deutsche Konsortium


Das Low Frequency Array (LOFAR) ist das weltweit größte Radioteleskop für den Empfang von Radiokurzwellen und Ultrakurzwellen. Bisher war LOFAR als niederländische Stiftung organisiert. Diese wird nun in eine internationale Rechtsform überführt: ein Konsortium für eine europäische Forschungsinfrastruktur (European Research Infrastructure Consortium, ERIC). LOFAR ERIC ist am 22.01.2024 mit der ersten Sitzung des LOFAR-ERIC-Rats offiziell gegründet worden. Die Europäische Kommission hatte aufgrund der europaweiten Bedeutung des Radioteleskops entschieden, LOFAR als ERIC einzurichten. Die Thüringer Landessternwarte in Tautenburg betreibt selbst ein Antennenfeld, das Teil des europäischen LOFAR-Netzwerks ist und übernimmt die wissenschaftliche Vertretung der deutschen Teilnehmer im LOFAR ERIC.

Vor zehn Jahren nahm das LOFAR-Radioteleskop seinen Betrieb auf. Heute ist es ein gesamteuropäisches Projekt mit 52 Antennenstationen in acht europäischen Ländern. Das Gemeinschaftsprojekt entwickelte die niederfrequente Radioastronomie grundlegend weiter und führte zu einer Fülle von wissenschaftlichen Publikationen.

 

Die Bundesrepublik Deutschland gehört zu den Gründungsmitgliedern

Sechs EU-Staaten hatten bei der Europäischen Kommission beantragt, ein LOFAR ERIC einzurichten und sind damit dessen Gründungsmitglieder: Bulgarien, Deutschland, Irland, Italien, die Niederlande und Polen. Die neue Forschungsorganisation kooperiert mit Instituten in Frankreich, Lettland, Schweden und dem Vereinigten Königreich. Nach der Errichtung des LOFAR ERIC durch die Europäische Kommission fand am Montag, den 22. Januar 2024, die erste Sitzung des Vorstands der neuen Forschungsorganisation statt. Ihr Sitz ist in Dwingeloo in den Niederlanden. Am dortigen Forschungsinstitut NWO-I/ASTRON (Stichting Nederlandse Wetenschappelijk Onderzoek Instituten / Netherlands Institute for Radio Astronomy) wurde das LOFAR-Radioteleskop ursprünglich konstruiert. In Deutschland sind zehn Universitäten und Forschungsinstitute am Betrieb von LOFAR-Stationen und des LOFAR-Datenarchivs beteiligt. Die Thüringer Landessternwarte koordiniert die deutschen LOFAR-Partner und vertritt deren wissenschaftliche Interessen im Vorstand des LOFAR ERIC.


Die Forschungsorganisation soll die verteilte Infrastruktur des Radioteleskops erheblich weiterentwickeln und der Astronomie hochmoderne Beobachtungs- und Datenverarbeitungssysteme bereitstellen. Schon jetzt bietet das Teleskop ein riesiges Himmelssichtfeld, beispiellose Empfindlichkeit und Bildauflösung sowie die neuartige Möglichkeit, gleichzeitig in mehreren Richtungen zu beobachten.


Die hohe Dichte an LOFAR-Antennenfeldern nahe Exloo in den den Niederlanden bildet den Kern des internationalen Forschungsinstruments. (Bild: ASTRON)

 

Halbes Jahrzehnt Vorarbeit für die europäische Forschungsorganisation

„Die Überführung der Organisation von LOFAR in eine wahrhaft internationale Form, ein ERIC, unterstreicht, dass wir in Europa durch gemeinsame Anstrengung herausragende internationale Forschungsinfrastrukturen aufbauen können. Das weiterentwickelte LOFAR-Teleskop bietet für die Astronomie, und damit auch für die deutsche Wissenschaft, großartige Möglichkeiten für neue Entdeckungen“, sagt Prof. Dr. Matthias Hoeft von der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg. Als Vorsitzender des Deutschen Konsortiums zur Messung langer Radiowellen (German Long Wavelength Consortium, GLOW) und als wissenschaftlicher Vertreter für Deutschland im Vorstand des LOFAR ERIC hat er die deutschen Partner für die Einrichtung der neuen europäischen Forschungsorganisation koordiniert.
Dr. René Vermeulen vom Niederländischen Institut für Radioastronomie ist Gründungsdirektor von LOFAR ERIC. „Die Gründung von LOFAR ERIC festigt Europas weltweite Spitzenposition in einem wichtigen Forschungsbereich“, sagt der Physiker. „Mit seiner konkurrenzlosen verteilten Forschungsinfrastruktur und seiner starken europaweiten Partnerschaft wird LOFAR ERIC dem Europäischen Forschungsraum als ein Leistungszentrum an der Spitze der astronomischen Wissenschaft und Technologie beitreten, das das Potenzial hat, zu umfassenderen komplexen Aufgaben beizutragen.“

 

Einblicke in Frühzeit des Universums wie auch auf das Weltraumwetter

Die neue LOFAR-Trägereinrichtung soll die Wissenschaft befähigen, groß angelegte innovative Untersuchungen zu verfolgen. Dazu gehören die Erforschung der Frühphase des Universums, der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, der Physik von Pulsaren und vorübergehenden Radiophänomenen. Weitere Forschungsthemen sind die Beschaffenheit kosmischer Teilchen mit ultrahoher Energie, die Bedingungen im interstellaren Raum und die Struktur der kosmischen Magnetfelder. Darüber hinaus erlaubt das Radioteleskop einzigartige wissenschaftliche Erkenntnisse zu gesellschaftlichen bedeutsamen Themen, von Blitzen über ionosphärische Störungen bis hin zu Weltraumwetter.
Als auf Dauer angelegte Forschungsorganisation bietet LOFAR ERIC der europäischen und weltweiten Gemeinschaft künftig einen zuverlässigen Zugang zu zahlreichen wissenschaftlichen Forschungsservices. Ihre umfangreichen wissenschaftlichen Daten stellt sie über ein nutzungsfreundlich öffentlich zugängliches Archiv bereit.
Die an LOFAR ERIC beteiligten Universitäten und Forschungsinstitute aus Deutschland sind: die Universitäten Bielefeld, Bochum, Erlangen-Nürnberg, Hamburg und Würzburg sowie das Forschungszentrum Jülich, das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, das Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und die Thüringer Landessternwarte in Tautenburg.

Weitere Informationen:
LOFAR ERIC – offizielle Webseite
LOFAR-Webseite des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)
LOFAR-Webseite des Deutschen Konsortiums zur Messung langer Radiowellen (GLOW)

Lokaler Kontakt
Dr. Matthias Hoeft
Dr. Alexander Drabent

Ein Nebel, der im Rhythmus seines neugeborenen Sterns leuchtet

26.11.2023

Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung von Prof. Roberto K. Saito von der Universidade Federal de Santa Catarina in Florianópolis, Brasilien, berichtet über die Entdeckung eines einzigartigen Objekts in unserer Galaxie. Es befindet sich im Sternbild Skorpion, in der Nähe des Zentrums der Milchstraße und erscheint als eine eigenartige Kombination eines veränderlichen Sterns, umgeben von einem Nebel, der ebenfalls seine Helligkeit verändert. Diese Entdeckung wurde am 14. November 2023 in den „Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht.

Sie erfolgte auf der Grundlage des VVV-Surveys, der systematisch die Ebene der Milchstraße im Infrarot-Licht mit dem VISTA-Teleskop am ESO Paranal-Observatorium in Chile kartiert hat. Die über mehr als 12 Jahre aufgenommenen Bilder ermöglichen die Suche und Überwachung von Sternen, die im Laufe der Zeit ihre Helligkeit verändern. Zehntausende solcher Sterne wurden entdeckt und nach ihren Lichtkurven klassifiziert. Doch ab und zu taucht ein Objekt auf, das nicht leicht erklärt werden kann, da es keiner der bekannten Klassen angehört.

Der VVV-Survey hat ein Dutzend solcher nicht identifizierten Objekte gefunden, die „WIT“ genannt wurden, für „Was ist das? (What is this?)“, und die seltene astrophysikalische Phänomene repräsentieren. Dies ist bei WIT-12 der Fall, einem Nebel, der seine Helligkeit verändert und auf eine interessante Art der Variabilität hindeutet. Die genauere Untersuchung der Region führte zur Entdeckung eines roten Sterns im Zentrum des Nebels, dessen Helligkeit im Zeitraum von etwa 4 Jahren variiert. Spektroskopie mit dem 4-Meter-Teleskop SOAR auf Cerro Pachón in Chile enthüllte, dass es sich um sehr junges stellares Objekt handelt, welches den Nebel periodisch beleuchtet. Rätselhaft ist jedoch, dass sich die Helligkeit von Gebieten des Nebels zum Teil synchron mit dem Stern als auch asynchron ändert (d. h., wenn der Zentralstern heller wird, verblassen diese Teile des Nebels).

Dieses Phänomen verwirrte die Beobachter und führte zu seiner Klassifizierung als WIT-Objekt. Gleichwohl hat das VVV-Team ein paar Erklärungen parat. So könnte der veränderliche Zentralstern ein „Lichtecho“ erzeugen, indem das Licht durch Staubteilchen im Nebel gestreut und zu uns umgelenkt wird. Da der Nebel ausgedehnt ist, erreicht uns das Licht von der uns zugewandten Seite direkt, wodurch diese Region heller wird, wenn der Stern heller wird. Andererseits dauert es eine gewisse Zeit, bis das Licht in die entferntere Region des Nebels und von dort zu uns gelangt, sodass es später ankommt, wenn der Stern an Helligkeit verliert. Lichtechos wurde zuvor bei einigen explosiven Ereignissen wie Novae und Supernovae beobachtet, jedoch nicht bei jungen veränderlichen Sternen wie WIT-12. Eine andere mögliche Erklärung ist das Vorhandensein einer verformten Scheibe aus Gas und Staub, die die Beleuchtung von Teilen des Nebels blockiert, wenn sie den Stern umkreist. Dies wäre eine Art "Gegen-Leuchtturm", der bei seiner Drehung alle Richtungen außer einer bestrahlt. Die endgültige Lösung erfordert weitere Beobachtungen und die Suche nach solchen Objekten mit Teleskopen wie dem zukünftigen Vera C. Rubin Observatory.

Die Abbildung links zeigt den Zentralstern (Mitte) und zwei markierte Gebiete des Nebels. Schematische Lichtkurven mit entsprechenden Farben für Stern und Nebelregionen sind rechts dargestellt. Während eine Region (rötlich umkreist) im Gleichtakt mit dem Stern variiert, ändert sich die andere (cyanfarbig umkreist) im Gegentakt.

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Kontakt: Dr. Bringfried Stecklum

Anlieferung des TauSoL Labor-Containers

15.11.2023

Am 15. November wurde der "40 Fuß Container" (ca. 12m lang) für das neue Tautenburger Sonnenlabor TauSol mit einem speziellen LKW an der Thüringer Landessternwarte angeliefert. Bis zur Fertigstellung des Fundaments, auf welchem der Container samt Stahlgestell für eine Kuppel und den Heliostaten kommen wird, steht der Container nun am Rand des LOFAR Radioteleskops, wo mit dem Innenausbau begonnen wird.

     

 Fotos: TLS

Neues Optiklabor an der TLS

13.11.2023

Heute wurden die ersten optischen Tische im neuen Optiklabor der Thüringer Landessternwarte aufgestellt.

 

Um dem wachsenden Bedarf für die Entwicklung neuer optischer Instrumente an der TLS gerecht zu werden, wird ein neues Optiklabor eingerichtet. Hierzu wurde in den zurückliegenden Monaten ein Kellerraum im Hauptgebäude der Sternwarte renoviert und mit neuen Lüftungs- und Elektroinstallationen ausgestattet. Heute war es dann so weit und der erste 3 m x 1,2 m große Optiktisch wurde aufgestellt. Da der Transport eines so großen und rund 600kg schweren Einzeltisches in den Keller nicht möglich war, wurde dieser nun aus zwei kleinen und "nur" 300kg schweren Teilen zusammen gesetzt. Aber auch dieser Transport setzte Geschick, Umsicht und vor allem Muskelkraft voraus, die von 6 Mitarbeitern eines Jenaer Umzugsunternehmen geleistet wurde. Als erstes werden im neuen Labor nun spezielle Flüssigkristall-Retarder für das neue Sonnenlabor der Sternwarte vermessen.

Aufnahme der partiellen Mondfinsternis

02.11.2023

Am Samstag Abend, den 28. Oktober 2023, fand eine Partielle Mondfinsternis statt, die in Thüringen durch Wolkenlücken beobachtet werden konnte.

Das Foto der TLS zeigt die Finsternis gegen 22h22 MESZ.

Thüringer Astronom:innen bestätigen einen ungewöhnlichen extrasolaren Planeten

26.09.2023

Astronom:innen an der Thüringer Landessternwarte und der Universität Turin ist es gelungen, einem ungewöhnlichen extrasolaren Planeten etwas von seinen Geheimnissen abzuringen.

Der extrasolare Planet GJ 367 b ist außergewöhnlich, weil er offenbar komplett aus Eisen besteht. Er umrundet sein Zentralgestirn in nur 7,7 Stunden. Die Forschenden konnten nicht nur die Dichte des Planeten bestimmen, sondern haben bei ihren Beobachtungen zwei weitere Planeten um den Stern entdeckt. Diese Entdeckung fügt dem Rätsel, wie Planeten entstehen, ein weiteres Puzzleteil hinzu.  

Vollen Bericht hier herunterladen

Tag des offenen Denkmals

04.09.2023

Wir heißen Sie Herzlich Willkommen zum Tag des offenen Denkmals.

Kommen Sie uns am Sonntag, den 10.9.2023 in der Thüringer Landesternwarte in Tautenburg besuchen.

 

Parkmöglichkeiten sind vor der Einfahrt zum Institutsgelände gegeben.