Bild des Monats

Vor wenigen Wochen hat das KIS das Flight Model der Bildstabilisierungseinheit für den Photospheric and Helioseismic Imager (PHI) der Solar Orbiter Mission abgeliefert. Dies war ein wichtiger Meilenstein in diesem Projekt und zugleich das erste weltraumtaugliche Gerät, das am KIS entwickelt, gebaut und getestet wurde. Inzwischen wurde das PHI Instrument nach umfangreichen Tests und Kalibrationen inklusive der Bildstabilisierungseinheit an die ESA zur Integration auf den Satelliten ausgeliefert.

 

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Die Adaptive Optik (AO) ist eine Technologie, mit deren Hilfe Bildunschärfen ausgeglichen werden können. Moderne bodengebundene Sonnenteleskope sind mit dieser Technologie ausgestattet, um die durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre entstehenden Unschärfen auszugleichen. Die AO besteht aus einem deformierbaren Spiegel, der durch schnelle Verformung Bildunschärfen in Echtzeit korrigiert.

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The solar atmosphere shows a wide variety of wave phenomena. Among them are the bouyancy-driven internal gravity waves (IGWs) - a phenomenon common in the terrestrial atmosphere and oceans. We use realistic numerical simulations to study how these waves emanate from the solar surface and propagate through an unmagnetized or a magnetized atmosphere.

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Die Energie aus dem Sonneninneren wird zur Oberfläche hin durch Konvektion transportiert. Betrachtet man die unterste Schicht der Sonnenatmosphäre mit einem hochauflösenden Sonnenteleskop erkennt man die granulare Struktur der heiß aufströmenden Gasblasen. Mit Hilfe spektroskopischer Beobachtungen mit dem Vakuum Turm Teleskop (VTT) auf Teneriffa konnten WissenschaftlerInnen am Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik erstmalig die großskalige Bewegung dieser konvektiven Strömung anhand von hochpräzisen Geschwindigkeitsmessungen in der Photosphäre systematisch erfassen. Ermöglicht wurden die Messungen durch das wissenschaftliche Instrument LARS (Laser Absolute Reference Spectrograph), das einen hochmodernen Laserfrequenzkamm als Kalibrationsquelle für das Sonnenspektrum verwendet.

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Der 11-Jahres-Zyklus der Sonne beeinflusst sehr viele beobachtbare Größen der Sonne. Auch die Frequenzen in welchen die Sonne schwingt, sowie die Amplituden dieser Schwingungen, ändern sich geringfügig, aber messbar, im Laufe eines Sonnenzyklus. Die Schwingungen der Sonne kann man sich als stehende Schallwellen im Inneren der Sonne vorstellen. Auch für sie, wie für Schallwellen hier auf der Erde, ist der Druck im Medium, in welchem die Schallwelle sich ausbreitet, die entscheidende Größe. Deshalb werden diese Schwingungen auch p Moden (p für pressure - Druck) genannt. Die Änderungen der Eigenschaften der p Moden über den Sonnenzyklus sind bedingt durch eine zeitlich variierende Stärke des Magnetfeldes in unterschiedlichen Tiefen im Sonneninnern.

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Mit dem Sonnenteleskop GREGOR lassen sich Magnetfelder und Strömungen auf der Sonne mit bisher unerreichter Genauigkeit messen. Erste Ergebnisse liegen jetzt vor.

Die Sonne bietet zu Zeiten starker magnetischer Aktivität ein imposantes Schauspiel aus heftigen Eruptionen, veränderlichen Sonnenflecken und starken Magnetfeldern. Es gibt aber auch Zeiten, da erscheint die Sonnenoberfläche geradezu langweilig, mit einem fast regelmäßigen Muster von sogenannten Granulen überzogen. In diesen 'ruhigen' Gebieten findet sich ebenfalls Magnetfeld, allerdings sehr schwach ausgeprägt und daher schwierig zu messen. Forscher des Kiepenheuer-Instituts für Sonnenphysik nutzten das im Jahr 2012 eingeweihte Sonnenteleskop GREGOR, um Sonnenflecken und deren fein ziselierte Strukturierung mit bisher unerreichter Genauigkeit zu untersuchen.

Diesen und weiteren ersten GREGOR-Ergebnissen widmet die Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics heute eine Sonderausgabe mit insgesamt neun Artikeln.

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0,000 000 000 5 Meter (= 0,5 Nanometer = 0,5 nm), so genau passen die beiden Platten aus Quarzglas zusammen. Über eine kreisrunde Fläche von 25 cm Durchmesser beträgt der Abstandsfehler der beiden Platten nur soviel wie der Abstand zweier benachbarter Atome im Silizium-Kristall. Die beiden Glasplatte werden in einem Abstand von 0,5 mm montiert und werden für das Fabry-Perot-Interferometer des VTF verwendet.

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Das VTF (Visbile Tuneable Filter) ist ein hochauflösendes 2D-Spektropolarimeter, welches am Kiepenheuer Institut entwickelt wird. Am zukünftigen 4m-Teleskop DKIST auf Hawaii wird es somit eines der wichtigsten wissenschaftlichen Instrumente darstellen. Das VTF setzt sich aus mehreren Fabry-Pérot-Interferometern (FPI), einem wellenlängenabhängigen schmalbandigen Vorfilter und einem Polarisationsmodulator zusammen. Auf Grund der geforderten physikalischen Messgenauigkeit mussten im Vorfeld instrumentelle Einflüsse auf die physikalische Datenerfassung studiert werden, um daraus Bedingungen an den Herstellungsprozess abzuleiten und Strategien zur Datenkalibration zu entwickeln.

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LARS, der Laser Absolute Reference Spectrograph des Kiepenheuer-Instituts ist ein wissenschaftliches Instrument zur hochmodernen Sonnenbeobachtung am Vakuum Turm Teleskop (VTT) am Observatorio del Teide auf Teneriffa. LARS bietet die Möglichkeit das Spektrum der Sonne eines ausgewählten Bildfeldbereichs mit dem hochauflösenden Echelle-Spektrographen des VTT zu vermessen. Dabei wird zusätzlich das Emissionsspektrum eines neu installierten Laserfrequenzkamms überlagert. Da jeder Emissionsspitze des Kammspektrums eine genaue Frequenz zugeordnet wird, kann das Sonnenspektrum hinsichtlich seiner Wellenlänge absolut kalibriert werden. Die Spektrallinien werden dabei wie mit einem Lineal vermessen. Die Genauigkeit liegt im Bereich von m/s und ist somit ein Vielfaches besser als es bisherige Mittel erlaubten. Ein erfolgreiches Upgrade des Laserfrequenzkamms im Mai 2016 ermöglicht nun den stabilen Dauerbetrieb für diese weltweit einzigartige spektroskopische Beobachtung der Sonne.

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In einer kürzlich erschienenen Studie präsentieren Wissenschaftler vom KIS zusammen mit Kollegen vom MPS Göttingen eine neue sphärisch-geometrische Methode, die den Effekt von Strömungen auf Wellenlaufzeiten im Sonneninneren modelliert. Diese Entwicklung ist notwendig, um unser Verständnis großskaliger Strömungen im Sonneninneren zu verbessern und dadurch neue Einsichten über den Ursprung solarer Aktivität zu gewinnen.

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