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EBHIS
Der Nordhimmel im Licht des Wasserstoffs
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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15. Dezember 2015

Seit 2008 haben Bonner Radioastronomen mit dem 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg den kompletten Nordhimmel im Licht der 21-Zentimeter-Spektrallinie des neutralen Wasserstoffs (HI) vermessen. Jetzt wurde der erste Datensatz dieses Effelsberg-Bonn HI Survey (EBHIS) veröffentlicht. Für die Astronomen ein wichtiger wissenschaftlicher Meilenstein.

Nordhimmel

Karte des gesamten Nordhimmels im Licht des neutralen Wasserstoffs (HI), aufgenommen im Rahmen des "Effelsberg-Bonn HI Surveys" (EBHIS). Bild: EBHIS Project: AIfA/Jürgen Kerp & MPIfR / Benjamin Winkel [Großansicht]

Wasserstoff ist das bedeutendste chemische Element im Universum. Er setzt sich aus nur einem Proton und einem Elektron zusammen und ist damit das einfachste und auch das mit Abstand häufigste Element im Weltraum. Man könnte sich unser Universum beinahe als reines Wasserstoffuniversum vorstellen, mit einer nur geringfügigen "Verschmutzung" durch schwerere Elemente, darunter auch Kohlenstoff als wesentlichem Baustein allen Lebens auf unserer Erde.

Die 21-Zentimeter-Linie ist eine sehr schwache aber trotzdem charakteristische Emissionslinie des neutralen atomaren Wasserstoffs (oder HI). Damit können nicht nur schwächste Signale von weit entfernten Galaxien mit dem 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg aufgespürt werden, sondern auch die Bewegung dieser Galaxien relativ zur Erde genau bestimmt werden.

Um das Projekt "Effelsberg-Bonn HI Survey" (EBHIS) am 100-Meter-Radioteleskop umzusetzen, wurde ein spezieller neuer Empfänger benötigt. Mit sieben Empfangselementen, die jeweils unabhängig voneinander den Himmel vermessen, war es möglich, die erforderliche Beobachtungszeit um beinahe eine Größenordnung zu reduzieren, von mehreren Jahrzehnten hinunter auf nur noch fünf Jahre.

Im Rahmen von EBHIS wurden spezielle Spektrometer entwickelt, mit denen Datenverarbeitung in Echtzeit sowie die Speicherung von rund 100 Millionen individuellen HI-Spektren in der benötigten hohen Qualität möglich wurde. Diese HI-Spektren wurden mit Hilfe von Hochleistungsrechnern zusammengesetzt zu einer einzigartigen Karte des gesamten Nordhimmels mit unübertroffenem Detailreichtum bei der Darstellung des Gases der Milchstraße.

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Für eine Reihe von Astronomiestudenten an der Universität Bonn wurde ein einzigartiger Zugang zu den EBHIS-Daten noch vor deren kompletter Veröffentlichung möglich. Im Jahr 2013 wurde eine Vereinbarung zwischen den Bonner HI-Astronomen und der Europäischen Raumfahrtagentur ESA unterzeichnet. Dadurch erhielt die ESA exklusiven Zugang auf die HI-Daten für ihre Satellitenmission Planck und umgekehrt erhielten Bonner Studenten Zugang zu den Planck-Daten im Rahmen ihrer Promotionsprojekte. Seit 2008 wurden zwölf Bachelor-, neun Master- und fünf Promotionsprojekte im Rahmen der Forschung mit EBHIS erfolgreich abgeschlossen.

Das Square Kilometer Array (SKA), das weltweit größte Radioastronomieprojekt der Zukunft, mit Beobachtungsstationen sowohl in Australien wie auch im südlichen Afrika, wird direkt von den EBHIS-Daten profitieren. Bedingt durch die Konstruktion des SKA als aus einzelnen Elementen zusammengesetztes Radiointerferometer, ist es grundsätzlich unempfindlich für die schwache und ausgedehnte HI-Strahlung von der Milchstraße und benachbarten Galaxien.

Da gerade diese Komponente der HI-Strahlung durch EBHIS sehr gut dargestellt wird, sind beide komplementär zueinander und nur die Kombination der Daten von EBHIS und dem SKA wird es ermöglichen, ein umfassendes Bild des interstellaren Wasserstoffgases zu liefern. Der Effelsberg-Bonn HI Survey dürfte somit eine reichhaltige Quelle für astronomische Forschung in naher und ferner Zukunft darstellen.

Unabhängig von EBHIS sind aktuell keine weiteren Projekte zur Kartierung des gesamten Nordhimmels mit Radioteleskopen der 100-Meter-Klasse angesetzt. Damit setzen diese Daten einen Qualitätsstandard für die Erforschung des neutralen Wasserstoffgases in der Milchstraße für die nächsten Jahrzehnte.

Das EBHIS-Projekt basiert auf Beobachtungen mit dem 100-Meter-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) bei Bad Münstereifel-Effelsberg. Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über einen Zeitraum von sechs Jahren gefördert. Die Beobachtungsdaten stehen Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zur freien Verfügung. Zusätzlich zu den jetzt in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Daten für die Milchstraße beinhaltet das EBHIS-Projekt auch einzigartige Informationen über den Wasserstoff in anderen Galaxien bis zu einer Entfernung von etwa 750 Millionen Lichtjahren.

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Der Nordhimmel im Licht des Wasserstoffs. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Effelsberg: Radioblick auf den nördlichen Himmel - 14. Oktober 2011
Radioastronomie: Blick auf den Wasserstoff der Milchstraße - 26. Oktober 2010
Links im WWW
Artikel in Astronomy & Astrophysics
Max-Planck-Instituts für Radioastronomie   
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