Bild des Monats

Der Nachweis von Leben auf anderen Planeten ist eines der großen Ziele der modernen Astrophysik. Prof. Dr. Svetlana Berdyugina und ihr Team haben für diese Suche eine neue Methode entwickelt. Sie haben im Labor Proben von Pflanzen mit unterschiedlichen biologischen Pigmenten (Biopigmente) untersucht, und herausgefunden, dass das von diesen Biopigmenten reflektierte Licht stark linear polarisiert ist. Das heißt, dass die reflektierte elektromagnetische Welle bevorzugt in einer bestimmten Ebene schwingt. Die Präsenz solcher Biopigmente auf einem Planeten würde in dessen reflektiertem Licht eine klare Signatur in der Polarisation hinterlassen.

Das Team hat auch nicht-biologische Proben untersucht, Sand und Steine mit unterschiedlichen mineralischen Pigmenten. Die Messdaten wurden dazu verwendet Spektren von erdähnlichen Planeten zu modellieren. Im Gegensatz zu den Biopigmenten zeigen die mineralischen Pigmente keinen auffällig hohen Polarisationsgrad im reflektierten Licht und lassen sich somit einfach von den Biopigmenten unterscheiden. Das ist eine gute Nachricht für ...

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Doppelsternsysteme, deren Sterne sonnenähnliche Eigenschaften besitzen und die sich in vergleichweise geringem Abstand voneinander befinden, gehören zu den aktivsten bekannten stellaren Objekten. Die Kombination aus heftigen Konvektionsbewegungen und schneller Rotation begünstigt die Entstehung eines sehr effizienten Dynamos und von Phänomenen mit deutlich höherer magnetischer Aktivität als auf der Sonne. Beispiele sind ausgedehnte dunkle Flecken in der Photosphäre, erhöhte chromosphärische Emission und hochenergetische Flares in der Korona. Das Magnetfeld übt entscheidenen Einfluß auf die strukturellen, dynamischen und thermischen Eigenschaften der Atmosphären dieser Sterne aus. Allerdings ist bereits die direkte Beobachtung koronaler Magnetfelder auf der Sonne schwierig, weswegen oft Extrapolationstechniken benutzt werden, um vom gemessenen Magnetfeld in der Photosphäre auf jenes in der Korona zu schließen.
Wir haben die Methode der PFSS-Extrapolation (potential field source surface),...

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Das neue 1.5 m GREGOR-Teleskop am Observatorio del Teide auf Teneriffa ist seit kurzem voll einsatzbereit. Die ersten wissenschaftlich verwertbaren Daten wurden im Mai dieses Jahres mit bis dato unerreichter Präzision aufgenommen.

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Das KIS ist Gastgeber für das 12. Solar Orbiter PHI Team Meeting. Es findet im Hotel Brugger in Titisee statt, vom 1. bis 3. Juli 2014.

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An GREGOR, dem größten Sonnenteleskop Europas, wurde ein weiteres wichtiges Zusatzinstrument in Betrieb genommen: Der Spaltscanner. Zwar liefert GREGORs Spektrograph GRIS (GRegor Infrared Spectrograph) sehr hoch aufgelöste Spektren der Sonne, aber der Eingangsspalt des Spektrographen schneidet nur einen schmalen Streifen von ca. 200 km Breite und ca. 50.000 km Länge aus der Sonnenoberfläche aus. Das heißt die Information ist räumlich eindimensional.

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Der 11-jährige Aktivitätszyklus der Sonne ist seit Jahrhunderten bekannt. In dieser Zeit hat sich die Aktivität der Sonne (bestimmt durch die Anzahl von Sonnenflecken) dramatisch erhöht, vom Maunder-Minimum (1650-1700) bis zum modernen Maximum in der Mitte des 20. Jahrhunderts. Das sehr ausgeprägte Minimum des vergangenen Zyklus hat viele Sonnenphysiker zu Überlegungen über Langzeitschwankungen der Sonnenaktivität veranlasst. Manche argumentieren, dass die Sonne Mitte des 20. Jahrhunderts ungewöhnlich aktiv war, während andere der Meinung sind, dass sie derzeit ungewöhnlich inaktiv sei. Das führte zu Spekulationen, ob der solare Aktivitätszyklus mit einem Langzeittrend überlagert sei, der zu einem erneuten Großen Minimum in naher Zukunft führen würde. Es gab Extrapolationen, die ein völliges Verschwinden der Sonnenflecken im kommenden Zyklus vorhersagten. Sonnenaktivität und Weltraumwetter haben einen direkten Einfluss auf unser Leben, es ist daher wichtig, solche Veränderungen zu...

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Die Sonne besitzt nahe ihrer Oberfläche eine meridionale Strömung, welche sich vom Äquator zu den Polen erstreckt. Um die Fortsetzung der meridionalen Strömung im tieferen Sonneninneren zu messen, haben wir in unserer Gruppe ein neues helioseismisches Analyseverfahren entwickelt und angewandt. Das Verfahren nutzt dabei die strömungsabhängige Verformung tief eindringender solarer Schallwellen aus. Wir analysierten mit dem Verfahren 6 Jahre Dopplergeschwindigkeitsdaten, gemessen zwischen 2004-2010 vom Michelson Doppler Imager an Bord des Solar and Heliospheric Observatory (SoHO), eine Raumsonde der ESA/NASA. Bild 1 zeigt einen Querschnitt der gemessenen Strömung unterhalb der Sonnenoberfläche zwischen 0.82-0.97 solaren Radien in der Radius-Breitengrad-Ebene. Die gestrichelte Linie markiert die Sonnenoberfläche; gestrichelt-gepunktete Linien markieren die heliographischen Breiten +/-60 Grad. Positive (negative) Geschwindigkeitswerte entsprechen einem nordwärts (südwärts) gerichteten Fluss. Unsere Messung zeigt unterhalb der Oberfläche ein komplexes Flussprofil bestehend aus sich überlagernden größeren und kleineren Flusszellen mit horizontalen Geschwindigkeiten von unter 50 m/s.

Die meridionale Strömung erstreckt sich bis tief in die Konvektionszone hinein. Die großzellige Strömungskomponente konnten wir mit der bisherigen Auswertung noch nicht in Tiefen größer als 126 Mm bestimmen, weshalb die Darstellung auf den oberen Teil der Konvektionszone beschränkt ist.

In Bild 2 (unten) ist der Anteil des kleinzelligen Strömungsprofils als Funktion des Breitengrades und der Tiefe unterhalb der Oberfläche dargestellt; positive (negative) Werte entsprechen wieder einer nordwärts (südwärts) gerichteten Strömung. Für diese Strömungskomponente erhalten wir signifikante Geschwindigkeiten bis zu einer Tiefe von etwa 200 Mm. Das Ergebnis beweist damit, dass die meridionale Strömung die gesamte solare Konvektionszone durchdringt. Wir haben unsere Messung mit einer bestehenden oberflächennahen Messung der kleinskaligen Komponente (Bild 2, oben), welche von Komm et. al. (2004) publiziert wurde, verglichen. Diese Messung erstreckt sich von 0.5-14 Mm Tiefe. Dabei zeigt sich eine gute Übereinstimmung beider Ergebnisse nahe der Oberfläche. Die kleinen Flusszellen, die bereits an der Oberfläche beobachtet wurden, setzen sich tief ins Innere fort, und wechseln bei etwa 100 Mm ihre Strömungsrichtung.

Referenzen:

Schad A., Timmer J., Roth M.: "Global helioseismic evidence for a deeply penetrating meridional flow consisting of multiple flow cells", ApJL, 778, L38-L44 (2013)

Komm, R., Howe, R., Hill, F., González Hernández, I., & Toner, C., ApJ, 631, 636 (2005)...

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In Zusammenarbeit mit dem Istituto Ricerche Solari Locarno (IRSOL) wurde zum ersten mal ein weiteres Instrument (ZIMPOL) am GREGOR Teleskop installiert. Es wurden einige erste erfolgreiche Beobachtungen durchgeführt.

Das neue Instrument ist ein Polarimeter für den sichtbaren Wellenlängenbereich (390-700 nm), welches mit dem Spektrographen am GREGOR kombiniert wird. Das Polarimeter  basiert auf einer Technologie, die ursprünglich an der ETH Zürich entwickelt wurde. Seit viele Jahren wird es am IRSOL eingesetzt und in Zusammenarbeit mit SUPSI (Fachhochschule in Lugano-Manno) weiterentwickelt.

Das System besteht aus zwei Hauptkomponenten: einem schnellen Polarisationsmodulator aufgebaut aus zwei ferro-elektrischen Flüssigkristall-Modulatoren, zwei Verzögerungsplatten und einem Polarisator. Dieser wandelt die Polarisationsignale in modulierte Intensitässignale um. Die zweite Komponente ist ein Kamera System mit einem speziellen maskierten CCD-Sensor, der das modulierte Intensitätssignal direkt auf dem Sensor demodulieren kann. Dieses Konzept ermöglicht eine schnelle Polarisationsmodulation von 1 kHz, schnell genug damit die Polarisationsmessung vollständig unempfindlich gegenüber Seeing-Variationen wird. Dadurch erreicht das Polarimeter eine hohe Empfindlichkeit und eignet sich speziell gut zur Messung von sehr kleinen polarimetrischen Signalen.

Ende Oktober 2013 ist dieses System nun zum ersten mal am GREGOR installiert worden mit dem Ziel das Instrument auf die anderen Komponenten (Teleskop, Spektrograph und AO) abzustimmen....

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Das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik bildet nicht nur im wissenschaftlichen Bereich Studierende aus, sondern engagiert sich auch im gewerblich-technischen Bereich als Ausbildungseinrichtung.

Insgesamt 5 Ausbildungsstellen in der Form der dualen Ausbildung sind am Kiepenheuer-Institut etabliert.

Es werden Auszubildende in den Berufsfeldern Feinmechanik (2 Auszubildende), Elektronik, Fachinformatiker / Systemintegration und Fachinformatiker / Anwendungsentwicklung ausgebildet.

Im Rahmen ihrer Ausbildung haben die Auszubildenden am KIS die Möglichkeit in einem technisch wissenschaftlichen Bereich zu lernen und hierbei an technischen Entwicklungen und Produktionen mitzuwirken, die zu den führenden im Bereich der Astrophysik zählen.

Diese Aufgabenstellung motiviert die Auszubildenden und Ausbilder, was sich nun auch im Abschneiden  unseres Fachinformatiker /Systemintegration Auszubildenden  Marco Günter, der mit einer Gesamtpunktzahl 93 von 100 Punkten seine Prüfung abschloss zeigt....

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Die von der ESA entwickelte Raumsonde Solar Orbiter wird sich der Sonne bis auf 0.28 Astronomische Einheiten nähern und wird damit der Sonne näher kommen als jede andere Raumsonde zuvor. Nach derzeitiger Planung soll der Start im Jahr 2017 erfolgen.

Das KIS ist an Solar Orbiter beteiligt und baut  für das Instrument PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) die Bildstabilisierungs­einheit (Image Stabilization System, ISS).

Während der größten Sonnennähe wird PHI das Magnetfeld der Sonne in der Umgebung der Sonnenpole mit hoher Genauigkeit messen. Während dieser Messungen wird das Instrument mit Hilfe des ISS mit hoher Präzision auf die Sonne ausgerichtet.

Das ISS besteht aus einem schnell beweglichen Kippspiegel im Strahlengang des Teleskops und  einer Hochgeschwindigkeitskamera. Mit Hilfe eines Rechenprogramms wird die Bildbewegung analysiert und mit dem Kippspiegel in Echtzeit ausgeglichen.

Die kürzlich abgeschlossenen Labortests des Prototyp-Systems haben gezeigt, dass die...

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