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EFFELSBERG
Radioblick auf den nördlichen Himmel
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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14. Oktober 2011

Seit 2009 führen Astronomen mit dem 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg eine Durchmusterung des gesamten nördlichen Himmels durch. Sie untersuchen dabei die 21-cm-Linienstrahlung des neutralen atomaren Wasserstoffs der Milchstraße und ihrer Umgebung bis in eine Entfernung von 750 Millionen Lichtjahren. Jetzt präsentierten sie erste Ergebnisse.

EBHIS

Karte eines ausgedehnten Bereichs um das galaktische Antizentrum im Licht des atomaren Wasserstoffs HI. Bild: B. Winkel, EBHIS Team [Gesamtansicht]

Seit Beginn des Jahres 2009 führt das 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg unter Federführung des Argelander-Instituts für Astronomie eine Durchmusterung des gesamten nördlichen Himmels durch. Wissenschaftler des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn und des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) untersuchen in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsvorhaben die 21-cm-Linienstrahlung des neutralen atomaren Wasserstoffs der Milchstraße und ihrer Umgebung bis in eine Entfernung von 750 Millionen Lichtjahren. In der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics wurde nun eines der ersten wissenschaftlichen Ergebnisse dieses "Effelsberg-Bonn HI Surveys" (EBHIS) als "Highlight" veröffentlicht.

Mit dem 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg wird der gesamte nördliche Himmel im Licht des häufigsten Elements des Universums, des atomaren Wasserstoffs (HI), kartiert. Noch nie zuvor wurde ein solches Projekt mit einem der größten Radioteleskope der Welt für den Nordhimmel unternommen. Unter der Leitung von Jürgen Kerp führt ein Team von Wissenschaftlern des Argelander-Instituts und des MPIfR dieses einzigartige Projekt durch. Neben der lokalen Umgebung unserer Sonne werden die gesamte Milchstraße sowie alle Galaxien bis zu einer Entfernung von 750 Millionen Lichtjahren simultan erfasst.

Die riesige Sammelfläche des 100-Meter-Radioteleskops und ein spezieller 7-Horn-Empfänger bei 21 cm Wellenlänge machen dieses ambitionierte Projekt überhaupt erst möglich. Der neue Effelsberg-Bonn HI-Survey (EBHIS) reiht sich in eine lange Tradition von Himmelsdurchmusterungen der Bonner Radioastronomen ein. Peter Kalberla vom Argelander-Institut war 2005 federführend an der Realisierung der Leiden/Argentine/Bonn (LAB) Durchmusterung beteiligt. Sie stellt heute eine der meistzitierten Veröffentlichungen innerhalb der Radioastronomie dar. Gemeinsam mit dem Bonner Team unterstützte er auch die australischen Kollegen bei ihrer HI-Kartierung des gesamten südlichen Himmels mit dem 64-Meter-Parkes-Teleskop.

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Der wissenschaftliche Nutzen solcher Himmelsdurchmusterungen liegt darin begründet, dass hochenergetische Strahlung (wie etwa Röntgenlicht) von sehr weit entfernten Galaxien das Gas der Milchstraße durchdringen muss, bevor es von irdischen Teleskopen detektiert werden kann. Leider wird diese Strahlung dabei stark abgeschwächt. Die Radiobeobachtungen erlauben nun, diese Abschwächung exakt zu bestimmen und damit die gemessenen Werte der hochenergetischen Strahlung zu korrigieren.

Benjamin Winkel vom MPIfR ist seit Beginn an dem Projekt beteiligt. Er kombinierte mit dem Bonner Team und Philipp Richter von der Universität Potsdam die neuen EBHIS-Daten mit denjenigen der Parkes-Himmelsdurchmusterung (Galactic All-Sky Survey, GASS). Dabei untersuchte er im Detail einen "Galactic Center Negative" (GCN) genannten Hochgeschwindigkeitswolken-Komplex . "Die statistische Untersuchung der Wolken gibt Aufschluss über den Ursprung und die physikalischen Eigenschaften von Komplex GCN", erläutert er. "Unsere jetzt veröffentlichte Arbeit gibt Hinweise darauf, dass das Gas auf die Scheibe der Milchstraße stürzt."

Die vielen kleinen Wolken lösen sich durch Wechselwirkungsprozesse langsam auf; sie werden ionisiert. Das Wasserstoffatom trennt sich dabei in ein Proton und ein Elektron auf und die Wolken sind mit dem Radioteleskop nicht mehr direkt messbar. Es wird vermutet, dass bislang nur die Spitze des Eisbergs von Komplex GCN beobachtet wird. Die "Einverleibung" oder Akkretion von frischem Gas in die Milchstraße spielt für die Astronomen eine zentrale Rolle, um die beobachtete konstante Sternentstehungsrate in der Milchstraße erklären zu können.

"Die Untersuchung von Hochgeschwindigkeitswolken hat eine lange Tradition an unserem Institut", erklärt Nadya Ben Bekhti vom Argelander-Institut. "Es handelt sich dabei um riesige Strukturen aus kaltem Gas, die sich im Halo unserer Milchstraße befinden." Die erheblich verbesserte Empfindlichkeit und Auflösung der neuen Kartierungen (EBHIS und GASS) gegenüber der älteren LAB-Kartierung zeigt nun erstmalig, dass zumindest der Komplex GCN nicht, wie lange geglaubt, von wenigen großen diffusen Objekten dominiert wird. Er besteht vielmehr aus Hunderten von winzigen Wölkchen.

Für mehr als ein Jahrzehnt werden EBHIS und GASS als eine der wesentlichen Ressourcen für die radioastronomische Forschung dienen. Danach wird das Square Kilometer Array (SKA), das Radioteleskop der Zukunft, ein völlig neues Kapitel der Radioastronomie aufschlagen. Die heutigen Kartierungen werden aber auch dann noch unentbehrlich sein, um die mit dem SKA gewonnenen Daten absolut zu eichen.

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siehe auch
Radioastronomie: Blick auf den Wasserstoff der Milchstraße - 26. Oktober 2010
Milchstraße: Eingebettet in 1,4 Millionen Grad heißes Plasma - 5. September 2005
Links im WWW
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Argelander-Institut für Astronomie
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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