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Georg-August-Universität Göttingen

Georg-August-Universität Göttingen

Astrophysiker an der Entwicklung von neuem Spektrografen beteiligt

Kuppel des 3,5-Meter-Teleskops, Calar Alto
Kuppel des 3,5-Meter-Teleskops, Calar Alto, Südspanien. Das größte Teleskop im kontinentalen Westeuropa liegt in 2.100 Metern Höhe in der Sierra de los Filabres bei Alméria.
 
 
Informationen über erdähnliche Planeten – das erhoffen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom neuen hochauflösenden Spektrografen Carmenes. Nach fünfjährigen Vorarbeiten wurde das astronomische Messinstrument nun erstmals am Calar-Alto-Observatorium in Südspanien getestet. Es besteht aus zwei Spektrometern, die das sichtbare und infrarote Licht von astronomischen Objekten analysieren können und die beide für die Entdeckung von Planeten naher Sterne optimiert wurden. Carmenes wurde gemeinsam von elf deutschen und spanischen Projektpartnern geplant und gebaut, darunter das Institut für Astrophysik der Universität Göttingen.
 
Carmenes ist spezialisiert auf Planeten, die um so genannte M-Sterne kreisen. Dabei handelt es sich um kleinere und leuchtschwächere Sterne, die Planeten mit sternnahen Bahnen angenehme Temperaturen bieten. M-Sterne senden ihr Licht hauptsächlich im nah-infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums aus. Carmenes ist in diesem Bereich so empfindlich wie derzeit kein anderes astronomisches Instrument. Gleichzeitig ist Carmenes in der Lage, aufgrund seiner ausgeklügelten Technologie und extrem hohen Stabilität die kleinsten Bewegungen von Sternen zu messen. Dadurch können die Forscherinnen und Forscher Rückschlüsse auf die Existenz des Planeten ziehen.
 
„Durch die Kombination der Daten beider Spektrografen erhalten wir erheblich mehr Informationen als mit ähnlichen Vorgängerinstrumenten“, erläutert Prof. Dr. Ansgar Reiners vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen. „Das hilft uns, zwischen Flecken auf der Sternenoberfläche und Bahnbewegungen der Sterne aufgrund der Anwesenheit von Planeten zu unterscheiden. Wir hoffen deshalb, dass wir in den kommenden Jahren dutzende von Planeten entdecken, die möglicherweise in der Lage sind, Leben zu beherbergen.“
 
 

Neue Kalibrierungsmethoden im Einsatz 

Die Göttinger Astrophysiker hoffen, bereits am 1. Januar 2016 die ersten wissenschaftlichen Daten aufnehmen zu können. Bei der Projektentwicklung waren sie unter anderem verantwortlich für die Anpassung der Spektrografen an die wissenschaftliche Fragestellung sowie für die zwei Kleinbus-großen Vakuumtanks, in denen die Spektrografen von äußeren Einflüssen abgeschirmt werden. Darüber hinaus wurde die Software zur Verarbeitung der Daten in Göttingen erstellt. Bei dem Projekt kommen neuartige Kalibrierungsmethoden zum Einsatz, die am Institut für Astrophysik der Universität Göttingen entwickelt wurden. Weitere Informationen sind im Internet unter der Adresse https://carmenes.caha.es zu finden.

Spektrum von Luytens Stern

Das Spektrum von Luytens Stern auf dem Detektor von Carmenes. Carmenes deckt den roten Bereich des für das Auge sichtbaren Lichts sowie den nahen infraroten Bereich ab. Luytens Stern (GJ 273) ist ein kühler roter Zwerg-Stern, der etwa zwölf Lichtjahre von der Sonne entfernt ist. Die Lichtemission ist überwiegend in dem Wellenlängenbereich, der von Carmenes abgedeckt wird.

Bild ganz oben:

Ein Ausschnitt aus dem extrahierten Carmenes-Spektrum von Luytens Stern (blau) im roten Spektralbereich sowie vom Fabry-Pérot-Etalon des Instituts für Astrophysik der Universität Göttingen (rot). Die Spektren von Sternen sind wie deren Fingerabdrücke und erlauben den Astronomen, deren Eigenschaften und Zusammensetzung zu bestimmen. Eine Verschiebung des Sternspektrums (blau) gegen das des Fabry-Pérot-Etalons (rot) würde auf eine Radialgeschwindigkeitsverschiebung, hervorgerufen durch einen planetaren Begleiter, hinweisen.





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