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LARGE BINOCULAR TELESCOPE
Erfolgreiche Messung mit Instrument PEPSI
Redaktion / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam
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13. Oktober 2017

Am Large Binocular Telescope, dem Doppel-Teleskop auf dem Mount Graham im US-Bundesstaat Arizona, wurde jetzt ein in Potsdam entwickeltes Instrument erfolgreich in Betrieb genommen. PEPSI kombiniert ein Polarimeter mit einem Spektrografen, wodurch sich ganz neue Erkenntnisse über die Magnetfelder von Sternen und die Atmosphären von extrasolaren Planeten gewinnen lassen.

LBT

Das Large Binocular Telescope auf dem Mount Graham in Arizona.  Foto: Large Binocular Telescope Observatory [Großansicht]

Die Installation des am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) entwickelten Instruments PEPSI (Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument) am Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona wurde nun erfolgreich fertiggestellt und die beiden Polarimeter in den Brennpunkten des LBT montiert.

Zum Test haben Wissenschaftler das Teleskop auf den Stern Gamma Equulei gerichtet und erfolgreich polarisiertes Licht, das in bestimmten Ausbreitungsrichtungen bevorzugt schwingt, gemessen. Mithilfe der so erstellten Spektren lässt sich beispielsweise ableiten, wie die Geometrie und Stärke von magnetischen Feldern auf den Oberflächen von weit entfernten Sternen beschaffen sind, oder das Sternlicht, das von den Atmosphären potenziell bewohnbarer Exoplaneten reflektiert wird, untersuchen.

Ein Polarimeter spaltet das Licht von Sternen gemäß dessen Schwingungsebenen auf. Im Gegensatz dazu zerlegt ein Spektrograf das Licht nach der Schwingungsfrequenz der Wellen. Wenn Astronomen Polarimeter und Spektrograf sowie ein leistungsstarkes Teleskop kombinieren, können sie Spektren von polarisiertem Licht erstellen. Dies erlaubt es ihnen wiederum, die Wellenfront des eintreffenden Sternenlichts vollständig zu charakterisieren und Details, die sonst verborgen blieben, offenzulegen.

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Bei der Analyse des magnetischen Referenzsterns Gamma Equulei erhielten die Wissenschaftler eine Reihe von Spektren in zirkular und linear polarisiertem Licht. Diese Spektren haben eine Auflösung, die so fein ist, dass sich zwei Wellenlängen noch separieren lassen, die nur fünf Hundertstel vom Durchmesser eines Wasserstoff-Atoms auseinander liegen. Die gemessenen Spektren umfassen zudem gleichzeitig zwei große Wellenlängen-Regionen im optischen Bereich und erreichten ein Signal-zu-Rauschen Verhältnis von 900 in zwölf Minuten Belichtungszeit.

Da die beiden Polarimeter für die beiden LBT-Teleskope – jedes hat einen Spiegel mit einem Durchmesser von 8,4 Metern – im Design identisch und modular aufgebaut sind, konnte die zirkulare und lineare Polarisation simultan gewonnen werden. Die Testmessung mit Gamma Equulei beinhaltete auch ein sogenanntes Null-Spektrum. Ein Null-Spektrum entsteht, wenn die differentielle Beobachtungssequenz in den zwei Fasern ausgetauscht wird. Das Null-Spektrum würde idealerweise alle Polarisation vom Stern auslöschen und wäre unabhängig von der Wellenlänge. Jede verbleibende Polarisation wäre somit auf Effekte des Instruments zurückzuführen.

"Das Null-Spektrum für PEPSI zeigt einen außergewöhnlich niedrigen Grad von instrumenteller Polarisation", freut sich Prof. Dr. Klaus Strassmeier, der verantwortliche Wissenschaftler des Projekts. "Das ist etwa zehnmal besser als bei den derzeit besten existierenden Spektralpolarimetern, die an anderen Teleskopen verfügbar sind."

Verschiedene Ausstattungs- und Design-Merkmale von PEPSI erlauben die optimale Konfiguration des Polarimeters. "PEPSI wird es uns zukünftig ermöglichen, die magnetischen Felder von Sternen mit einer enorm hohen Präzision zu messen", betont Dr. Ilya Ilyin vom AIP. Alle Partner, die am LBT beteiligt sind und zu denen auch die deutsche astronomische Gemeinschaft gehört, können PEPSI bereits am LBT nutzen.

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siehe auch
Large Binocular Telescope: Technologie aus Potsdam für das LBT - 19. November 2013
Large Binocular Telescope: Know-how aus Potsdam für Riesenfernglas - 22. November 2007
LBT: "First Light" für Doppelteleskop - 27. Oktober 2005
Links im WWW
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
Large Binocular Telescope
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