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Submillimeterastronomie

Submillimeter-Astronomie ist die Filiale von Astronomie bei Submillimeterwellenlängen durchgeführt (Terahertz-Strahlung) des elektromagnetischen Spektrum. Astronomen platzieren den Submillimeterwellenbereich zwischen dem fernen Infrarot- und Mikrowellenbereiche, typischerweise zwischen Wellenlängen von einigen hundert Mikrometer zu einer Millimeter. In der Submillimeter-Astronomie ist es immer noch üblich, Wellenlängen in "Mikrometer" auszudrücken, der alten Bezeichnung für Mikrometer.

Forschung

Astronomen studieren mit Submillimeter-Beobachtungen Molekülwolken und die inneren Teile von Absorptionsnebel mit dem Ziel, die verantwortlichen Prozesse zu entwirren Sternentstehung. Prozesse ab dem ersten Kollaps durch interne Schwere bis zur tatsächlichen Geburt eines Sterns werden hier untersucht.

Bis zum Wärmestrahlung von kosmischer Staub in den Absorptionsnebeln bei unterschiedlichen Frequenzen kann die Temperatur des Staubes und die Staubmenge bestimmt werden.

Das lineare Polarisation der Staubstrahlung gibt Aufschluss über die Magnetfeld in den Wolken.

Submillimeter-Beobachtungen von dunklen Wolken werden auch verwendet, um astronomische Spektroskopie die chemische Zusammensetzung von interstellarem Gas zu studieren.Astrochemie, das Feld, das die chemische Zusammensetzung untersucht und Reaktionen Bei der Erforschung von Vorkommnissen im Universum werden submillimetergenaue Beobachtungen verwendet.

Das Aufheizen und Abkühlen der interstellares Medium wird auch im Submillimeterwellenbereich untersucht.

Submillimeter-Beobachtungen geben auch Aufschluss über die Prozesse hinter der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, beide im lokale Gruppe wie in der Zeit kurz nach dem Urknall.

Submillimeter-Astronomie von der Erde

ALMA
Von links nach rechts: CSO, JCMT und SMA auf dem Mauna Kea

Die bedeutendste Einschränkung von Submillimeterwellen-Beobachtungen mit erdbasierten Observatorien sind atmosphärische Emission, Rauschen und Dämpfung des Signals um Absorption in unserer Atmosphäre. Bei diesen Wellenlängen gibt es große Zahlen Absorptionsbanden von Wasser. Erfolgreiche Beobachtungen sind nur in sogenannten atmosphärischen Fenstern möglich, in denen diese Absorptionsbanden vermieden werden. Der ideale Ort für Submillimeter-Beobachtungen ist trocken, kalt, hat stabile Wetterverhältnisse und ist möglichst weit von städtischen Gebieten entfernt. Maßgebend ist die PWV oder der „niederschlagbare Wasserdampf“: die Wasserdampfmenge über dem Standort Nur wenige Standorte erfüllen diese Anforderungen. Beispiele sind Mauna Kea (Hawaii, USA), das Chajnantor-Plateau im in Atacama-Wüste (Chili), das Südpol und Grönland. Von diesen ist Mauna Kea der am weitesten entwickelte und auch am leichtesten zu erreichende.

Das Chajnantor-Plateau beherbergt das Atacama Pathfinder Experiment (APEX), das größte Submillimeter-Teleskop der südlichen Hemisphäre und das größte astronomische Projekt der Welt, die Atacama Large Millimeter Array (ALMA), a Interferometer für Submillimeter-Beobachtungen bestehend aus 54 12-Meter- und 12 7-Meter-Spiegeln. Es Submillimeter-Array (SMA) ist ein weiteres Interferometer und besteht aus 8 6-Meter-Schalen. Es steht auf dem Mauna Kea, ebenso wie das größte Submillimeter-Teleskop, das James Clerk Maxwell-Teleskop (JCM).

Submillimeterastronomie aus Flugzeugen und Ballonexperimenten

SOFIA

Flugzeuge und Ballons können in großen Höhen über einem erheblichen Teil der Atmosphäre beobachtet werden. Dadurch können viel genauere Beobachtungen gemacht werden. Zwei Beispiele dafür sind SPRENGEN-experimentieren und SOFIA, ein Teleskop in einer modifizierten Boeing 747.

Submillimeter-Astronomie im Weltraum

Herschel Weltraumobservatorium

Submillimeter-Beobachtungen aus dem Weltraum werden von den atmosphärischen Beschränkungen der Erde nicht beeinflusst.Die bekanntesten Missionen, die Submillimeter-Wellenlängen beobachtet haben, sind ISO, SWAS und Herschel Weltraumobservatorium.

Im Jahr 2009 startete die ESA die Europäische Weltraumorganisation, das Herschel Weltraumobservatorium (früher bekannt als das Ferninfrarot- und Sub-Millimeter-Teleskop oder FIRST). Herschel besaß den größten jemals gestarteten Spiegel (3,5 m) und studierte das weit entfernte Universum Infrarot- und Submillimeterwellenbereiche. Herschel umkreiste nicht die Erde, sondern in einem lissajous Umlaufbahn um L2, die zweite Lagrange-Punkt im System Erde-Sonne. L2 liegt etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. In dieser Entfernung wurde Herschel minimal durch Infrarot- und andere Strahlung von Erde und Sonne beeinflusst. Herschels Hauptaufgabe bestand darin, den Ursprung von Galaxien im frühen Universum und die Entstehung von Sternen in der Milchstraße zu untersuchen.

Submillimeter-Astronomie in den Niederlanden

Von 1987 bis 2013 waren die Niederlande zu 20 % am JCMT beteiligt.[1][2] Danach konzentrierte sich die Forschung auf Beobachtungen mit ALMA.

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