Neuer Blick aufs Universum mit Herschel/Planck

Moin,

nachdem der *PACS*-Kamera, (Photodetection Array Camera Spectrometer): abbildendes Photometer/Spektrometer (57–210 µm), bereits in einer Art „Vorpremiere“, d.h. noch vor Beginn der umfangreichen Feineinstellungen, eine spektakuläre Aufnahme der so genannten Whirlpool-Galaxie (M51) gelungen ist, hat nun auch der Spektrograph des *PACS*-Instruments sein erstes Licht gesehen. Die erste Spektralaufnahme galt dem planetarischen Nebel *NGC 6543* („Katzenaugennebel“) im Sternbild Drache, 8,1 mag, ~ 3.200 Lj. Bereits diese ersten Testaufnahmen erfüllen alle Erwartungen des *PACS*-Teams am MPE. Der enorme Aufwand, der für die Entwicklung von PACS betrieben werden musste, zahlt sich nun aus, und die wissenschaftlichen Projekte sind nun tatsächlich durchführbar.


Foto: FirstLight_PACS.001/mpe-garching

„Schnappschuss“ einiger *PACS*-Spektren von ionisiertem Stickstoff in *NGC 6543* (Katzenaugennebel). Die Spektren sind alle gleichzeitig in einer einzigen Beobachtung entstanden. Darunter montiert ist ein Bild des Staub-Kontinuums, aufgenommen mit der *PACS*-Kamera. Eine Nah-Infrarotaufnahme des Spitzer Weltraumobservatoriums veranschaulicht dabei, welchen Teil des Kernbereichs die PACS-Aufnahmen abdecken. Der untere Teil des Bildes zeigt einen Vergleich der unterschiedlichen räumlichen Verteilung zweier verschiedener Spektrallinien. Diese spektralen Helligkeitsverteilungen wurden aus einem Mosaik von 9 solchen, leicht gegeneinander versetzten „Schnappschüssen rekonstruiert. Die unterschiedliche Verteilung ist am deutlichsten im zusammengesetzten Zwei-Farben-Bild unten rechts zu erkennen (neutraler Sauerstoff in grün, ionisierter Stickstoff in rot). An der Stelle, an der der Stickstoff am stärksten ist, befindet sich ein Loch in der Sauerstoffverteilung.

Info aus: mpe-garching (Teilzitat)

Jerry

Planck hatte am 8. August sein First Light und befindet sich nun im normalen Operationsmodus. Das High Frequency Instrument (HFI) und das Low Frequency Instrument (LFI) funktionieren beide super, wobei das LFI sogar besser als erwartete Leistungen.

Als Begründung für die bessere Leistung wird hier ein verfeinerter Tuning-Prozess und günstige Weltraumbedingungen angegeben.

Hat jemand eine Idee, was genau mit den günstigen Bedingungen gemeint ist? Könnte die geringe Sonnenaktivität, also die z.Z. geringe Geschwindigkeit und Dichte des Sonnenwindes gemeint sein?

Moin Timo,

Hat jemand eine Idee, was genau mit den günstigen Bedingungen gemeint ist

Na, dann machen wir uns doch mal auf die Suche.

Und wenn ich schon mal hier bin, dann gibt es noch weitere technische Informationen (englisch) zu *PACS instrument*
>>> .

Jerry

Wie ab hier berichtet, ist das HIFI-Instrument von Herschel derzeit abgeschaltet.

HIFI (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared) wird keine hübschen Bilder liefern, sondern vielmehr sehr detaillreiche Spektren von Atomen und Molekülen in Sternen, Galaxien, Nebeln, dem ISM und IGM, Sternentstehungsgebieten usw. Dafür soll HIFI den gesamten Spektralbereich zwischen 480-1250 GHz und 1410-1910 GHz abbilden.

Die eingehende Infrarotstrahlung wird durch mehrere Mischer für die Analyse auf leichter zu handhabende Mirkowellenfrequenzen heruntergemischt. Hier spielt die derzeit defekte Local Oscillator Unit als Frequenzgeber eine Rolle.

Zum Einsatz für die niedrigen Frequenzbänder kommen so genannte SIS-Mixer (Superconductor-Insulator-Superconductor, also Supraleiter-Isolator-Supraleiter). Für das hohe, sechste Band (bis 1910 GHz) kann diese Technologie nicht angewandt werden. SIS-Mixer arbeiten nur bis zu einer Frequenz von rund 1000 GHz so, dass kein großes Rauschen entsteht. Daher bedient man sich hier eines neu entwickelten HEB-Mischers (Hot Electron Bolometer). HEB-Mischer eignen sich hervorragend für den Terahertzbereich bis hinauf zu 6 THz.

http://de.wikipedia.org/wiki/Bolometer

Kurz zu Herschel: HiFi macht immer noch Probleme. Eine Lösung wurde noch nicht gefunden, man überlegt auf Backupsysteme umzuschalten.

Planck geht es dagegen prächtig: Die am 13.8. begonnene zweiwöchige First-Light-Kampagne wurde erfolgreich absolviert. Die Qualität der Daten sei exzellent, so die ESA. Seither befindet sich Planck nun im regulären Beobachtungsmodus.

http://www.esa.int/esaCP/SEM5CMFWNZF_index_0.html

Hier ist ein zusammengesetztes Bild aus den First-Light-Aufnahmen in den neun verschiedenen Frequenzbändern Plancks:
 
Copyright: ESA, LFI & HFI Consortia (Planck)

Deutlich zu sehen ist ein Teil der Milchstrasse. Jeder Ausschnitt zeigt die Strahlung unterschiedlicher physikalischer Prozesse und liefert so einen Einblick in die Physik der Milchstrasse, der bisher zum Teil so nicht möglich war.

Die erste Durchmusterung des gesamten Himmels wird Planck in etwa 6 Monaten beenden.

Moin,

seit Anfang September arbeitet das Infrarot-Teleskop der ESA im normalen Betrieb. *Herschel* hat das im normalen Licht als dunkel scheinende Gebiet um das *Kreuz des Südens*, bekanntes Sternbild am Südhimmel (zirkumpolar), mit SPIRE und PACS eingehend untersucht und dabei faszinierende Aufnahmen im Infrarotband zwischen 70 und 500 µm gemacht.


Bild: ESA/PACS/SPIRE
Sternentstehungsgebiet im *Kreuz des Südens*

In diesem Gebiet befinden sich viele Staub- und Molekülwolken, die aber für das sichtbare Licht undurchsichtig sind, aber mit den modernen Infrarotgeräten an Bord von *Herschel* ist dies nun gelungen. Dies Gebiet bevorratet eine Menge kaltes Gas und Staub, in dem sich eine sehr hohe Sterngeburtsrate zeigt. Diese Sterne entstehen in der kalten, dichten Umgebung, die auf den Aufnahmen deutlich erkennbar sind. Das interstellare Gas ist hier zu einem Netz aus Filamenten verdichtet, das mit neu entstandenen Sternen gespickt ist und durch diese zum Leuchten angeregt wird.

Jerry

Kurzes Statusupdate zu Herschels HIFI-Instrument: Man wird nun sicher auf das Backup umschalten, wartet aber damit, bis die Bedingungen optimal und das Risiko für weitere Fehlfunktionen minimal ist.

Das Backupsystem sollte bis zum Ende der Primärmission in knapp 3 Jahren funktionstüchtig bleiben können. Wie gut, dass man ein Backup hat! 

ESA stellt die ersten erfolgreichen Ergebnisse vom Herschel-Teleskop und seinem HIFI-Instrument vor. So zum Beispiel von einer Aufnahme vom Kometen Garradd bei welcher klar der Wasser-Nachweis erbracht wird:


Weitere Ergebnisse findet man auf nachfolgender ESA-Seite: http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=45984

Hansjürgen

Siehe dazu auch den Artikel im Portal: http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/28112009122059.shtml

Die ESA und die an den Forschungsarbeiten mit dem Weltraumteleskop Herschel beteiligten Konsortien präsentieren erste wissenschaftliche Ergebnisse spektroskopischer Untersuchungen mit den Instrumenten SPIRE, HIFI und PAC.

Das HIFI-Instrument soll nun übrigens im Januar wieder voll einsatzbereit gemacht werden. Am 25.11. wurde ein Masterplan zur Wiederbelebung erstellt. Es wird bis Januar einige Softwareupdates geben, mehr Informationen wurden noch nicht öffentlich: http://herschel.esac.esa.int/operations_log.shtml

Herschel´ s wunderbarer Blick in das "Herz des Adlers" :



Mehr darüber in den ESA-News: http://www.esa.int/esaCP/SEMT0T9K73G_index_0.html

Hansjürgen

Die ESA hat eine eigene Seite für Herschel-Bilder eingerichtet: http://oshi.esa.int/

Bisher sind's nur drei, aber es werden sicher bald mehr! 

Herschels hochauflösendes Instrument HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) wird nun ab dem 10. Januar endlich wieder für Beobachtungen zur Verfügung stehen. Die Back up-Elektronik scheint zu funktionieren.

http://spaceflightnow.com/news/n0912/31herschel/

Die Bestätigung gibt es nun auch bei Astronews. Es wurden die Reservesysteme von HiFi aktiviert, dies wurde vom Darmstädter Kontrollzentrum bestätigt. Die beiden anderen Instrumente, PACS und SPIRE, funktionierten dagegen ohne Probleme. HiFi wird in den folgenden Monaten nun die Hälfte der gesamten Beobachtungszeit erhalten. Aber lest selbst. 
http://www.astronews.com/news/artikel/2010/01/1001-015.shtml

Herschel findet Hinweise auf Moleküle im Orion-Nebel welche zur Entstehung von Leben benötigt werden wie z.B.  Wasser, Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Methanol, Dimethyl Äther, Wasserstoffcyanid, Schwefeloxid, Schwefeldioxid.
Mehr darüber hier: http://www.spacedaily.com/reports/Herschel_Spots_Life_Enabling_Precursor_Molecules_In_Orion_Nebula_999.html

Wasserstoffcyanid

Das ist richtig interessant, weil dies ein Grundstoff der DNA ist. Bislang hieß es, nur Sterne einer bestimmten Temperaturklasse könnten dies produzieren und nur in deren Systemen könnten bewohnte Planeten entstehen. Wenn man HCN im Nebel gefunden hat, heißt das, dass auf jedem Himmelskörper, der dort entsteht, ein Grundstoff für Leben vorliegt, denn man nicht überall erwartet hätte.
mfg websquid

Hier eine schöne Animation, die den Fortschritt der Himmelsdurchmusterung Plancks über die Zeit vor einem WMAP-Hintergrundbild darstellt: &feature=related

Planck hat relativ genau Staubfilamente abgebildet, die sich durch unsere nähere Umgebung in der Milchstraße ziehen. Das Gas-Staub-Gemisch ist nur wenige Zehntel bis gut 12 Kelvin kalt. Eine Falschfarbenaufnahme der Strukturen, kombiniert mit einem Bild des ISRO-Infrarotteleskops von 1983, sieht so aus:



vergrößern

Wir berichten hier. Quelle ist diese ESA-Meldung.

Die BBC-Leute haben die Planckaufnahme auf die Himmelskugel von Axel Mellinger projeziert.

Moin,

die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse von *Herschel* sollen bei einem Meeting in den Niederlanden vom 4.–7. Mai 2010 vorgestellt werden.

Aber dies mal schon vorweg:

https://images.raumfahrer.net/up036647.jpg
Credits: ESA/PACS & SPIRE Consortium/HOBYS Key Programme Consortia

*Herschel* collects the infrared light from *Rosette cloud* given out by dust and this image is a three-colour composite made of wavelengths at 70 microns (blue), 160 microns (green) and 250 microns (red).

Jerry

Moin,

auf dieser Seite gibt es jetzt mehr Informationen zu Sternentstehungsgebieten von Planck aus den Regionen Perseus und Orion-Nebel >>> Images and Videos.

Beispiel:


Date: 26 Apr 2010
Bild: Satellite Planck / ESA, LFI & HFI Consortia
Composit der Orion-Region aus drei Bildern: 30 GHz, (rot), 353 GHz (grün) und 857 GHz (blau).

Der Orion-Nebel befindet sich in der unteren Bildmitte (heller Fleck). Die beiden roten Kreise zeigen den Barnard's Loop

Jerry

Moin,

noch eine Info zur Bekanntgabe von Herschel-Ergebnissen-ESTEC.

Kurz nach der Live-Übertragung kann die Veranstaltung zusammen mit allen Präsentationen als Video heruntergeladen werden.

Jerry

Die ESA hat hier auch einen Artikel veröffentlicht, in dem einiges über Herschels Ergebnisse steht.

Dazu gehört zum Beispiel die Entdeckung eines sich entwickelnden Sterns, der in einigen 100.000 Jahren zu den größten unserer Galaxis gehören könnte und somit eine einmalige Gelegenheit bietet, die Bildung eines solchen LBV zu beobachten, da solche Sterne sehr selten sind, oder auch die erstmalige Beobachtung von ionisiertem Wasser - einem Zustand, den man von der Erde her nicht kennt. Und natürlich gibt es auch wieder schöne Bilder zu sehen, wie sie nur Herschel macht.

mfg websquid

Es gibt wieder mal neue, unerwartete Erkenntnisse von Herschel. Herschel hat NGC 1999, eine leuchtende Gaswolke, ins Visier genommen. Direkt daneben ist seit langem eine schwarze Zone bekannt. Bislang ging man davon aus, dass hier ein Dunkelnebel, also eine sehr dichte Wolke, sich befindet. Herschel hätte nun aber in diese Wolke hineinschauen können müssen - aber diese Zone blieb schwarz.


NGC 1999. Das unerwartete "schwarze Loch" befindet sich am rechten Rande des Nebels.

Das heißt, das sich hier entgegen aller Theorien und Erwartungen nichts befindet, also irgendwann das vorhandene Gas "weggeblasen" worden sein muss. Im Moment vermutet man, dass das mit Jets zusammenhängt, die bei der Sternbildung in NGC 1999 entstehen und das Gas aus dieser schwarzen Zone "herausgeblasen" haben.

mfg websquid

Nett, ein kosmisches Durchschussloch also.

Ich frage mich ja, wie lange so ein Loch offen bleibt: Gas (zumal thermisch angeregtes) hat ja die Eigenschaften, Lücken schnell auszufüllen (bzw. sich in Richtung geringster Dichte auszudehnen). Sicher müsste man über die Größe des Lochs und den Eigenschaften des umgebenden Gases (Temperatur, Dichte) leicht abschätzen können, wann das Loch entstanden sein dürfte.