Forschung

Auf den Spuren der Sternentstehung

25.03.2021 - Fliegende Sternwarte Sofia findet neue Hinweise im Kölner Luftraum.

Die fliegende Sternwarte Sofia – Strato­sphären-Obser­vatorium für Infrarot-Astronomie – hat eine Reihe von Beobachtungs­flügen vom Flughafen Köln/Bonn aus erfolgreich abgeschlossen. Mit an Bord waren Wissen­schaftler der Universität Köln und des Max-Planck-Instituts für Radio­astronomie in Bonn, die weitere Erkenntnisse zur Entstehung von neuen Sternen gewinnen konnten. Sofia ist eine Boeing 747SP mit einem Teleskop von 2,70 m Durchmesser an Bord, gebaut für astronomische Beobach­tungen vom Infrarot- bis zum Sub­millimeter-Wellen­längenbereich.

Vom 4. Februar bis zum 16. März 2021 war das Flugzeug am Flughafen Köln/Bonn stationiert. Üblicher­weise fliegt es von seinem Standort in Palmdale in ;Kalifornien aus zu den Beobachtungs­flügen. Sofia wurde für einen Zeitraum von drei Monaten bei der Lufthansa-Technik in Hamburg gewartet. Da die Corona-Pandemie derzeit Besuche von deutschen Wissen­schaftlern in den USA unmöglich macht, wurde vor der Rückkehr nach Kalifornien eine Wissenschafts­kampagne am Nachthimmel über Europa vom Flughafen Köln/Bonn aus durchgeführt, die jetzt erfolgreich abgeschlossen wurde.

Die Flughöhe liegt oberhalb von dreizehn Kilometern. Damit fliegt Sofia über dem Großteil des Wasserdampfes der Erd­atmosphäre, der ansonsten das Infrarotlicht auf geringeren Höhen abblockt. So können die Wissenschaftler einen Wellenlängen­bereich beobachten, der von der Erde aus nicht zugänglich ist. Bei diesen Flügen wurde der hoch­auflösende Empfänger für Fern­infrarot-Spektroskopie GREAT – German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies – eingesetzt, der vom Max-Planck-Institut für Radio­astronomie und dem I. Physikalischen Institut der Universität Köln unter Beteiligung des DLR-Instituts für optische Sensor­systeme in Berlin entwickelt wurde. Wissenschaftler nutzen das GREAT-Instrument, ein spektral-höchst­auflösendes Spektrometer, um von ausge­dehnten Himmels­regionen mit hoher räumlicher und spektraler Auflösung eine Art chemischen Finger­abdruck zu erstellen. Das Team führt dabei Messungen nicht nur für eigene Forschungs­projekte durch, sondern misst auch Daten im Auftrag anderer Wissenschaftler.

Zentraler Teil der Kölner Kampagne waren Beobach­tungen im Rahmen des „Sofia Legacy“-Programms „Feedback“ unter der Leitung von Nicola Schneider von der Universität Köln sowie Alexander Tielens von der University of Maryland. An dem Programm sind auch eine Reihe von Wissen­schaftler des Bonner MPIfR beteiligt. Ziel des Programms ist es, systematisch masse­reiche Sternentstehungs­gebiete in unserer Milchstraße zu beobachten. „Erste Ergebnisse von Feedback und anderen kürzlichen Sofia-Projekten haben neue Entdeckungen ergeben. Dazu gehört, dass man Blasen von sich ausdehnendem Gas, die durch Sternwinde hervor­gerufen werden, sehr gut in der CII-Spektrallinie sehen kann. Diese Expansion bewirkt weitere Stern­entstehung“, erläutert Schneider. Zudem kann die Rate, mit der neue Sterne in der Milchstraße entstehen, ebenfalls durch die Beobachtung von ionisiertem Kohlenstoff (CII) bestimmt werden und liefert damit Erkenntnisse über die Entwicklung unserer Galaxie.

MPIfR / JOL

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