20 Jahre Hubble Weltraumteleskop. Max Camenzind Senioren Universität Würzburg

Transkript

1 20 Jahre Hubble Weltraumteleskop Max Camenzind Senioren Universität Würzburg

2 Aktuell: Die Sonne in H_alpha Alan Friedman

3 Die Sonne in H_alpha Alan Friedman

4 .. mit diesem Teleskop

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6 Übersicht Anfänge der Weltraum-Astronomie Erste Ballonflüge von : Raketen bis zu 100 km Höhe : IR Astronomie mit IRAS und ISO Spitzer (NASA), Herschel (NASA/ESA) : Das Weltraumteleskop Hubble (HST): Aufbau, Wartung, Resultate. > 2015: Das James Webb Weltraumteleskop (JWST): Aufbau und Zielsetzung : Röntgenastronomie mit Chandra

7 Von Infrarot bis Gamma

8 Weltraum-Astronomie

9 Beginn der Ballon- Astronomie Heißluft- Ballons + Handspektroskop

10 Höhe (km)

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13 UHURU 1970 Der erste Astro-Satellit

14 Wellenlängen: 12, 25, 60, 100 µm Quellen Scan der Milchstraße

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18 PAH = Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

19 PAH: Einfache Organische Moleküle

20 Spitzer Satellit NASA 85 cm Spiegel

21 Spitzer Aufnahmen M 81, psterne, Komet, Dark Glob

22 Der Tarantel-Nebel LMC

23 3,5 m Spiegel µm L2 ESA

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25 Andromeda Herschel + XMM-Newton

26 Messier 51 mit dem Herschel Teleskop

27 Herschel Galaktisches Zentrum

28 Mission Hubble Astronomers in the mid-to-late 1970s were very effective in using the growing pluralistic political interest group, single-issue oriented politics, to advance the development of the Space Telescope.

29 Lyman Spitzer Lyman Spitzer war ein USamerikanischer Astrophysiker und bedeutender Wegbereiter für den Einsatz von Weltraum-Teleskopen. Er wurde am 26. Juni 1914 in Toledo, Ohio in den Vereinigten Staaten geboren und verstarb am 31. März 1997 mit 82 Jahren in Princeton, New Jersey.

30 Edwin Hubble ( ) am Hooker- Teleskop auf Mount Wilson Andromeda ist extragalaktisch Distanzen zu Galaxien Hubble Gesetz

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32 Das Hubble-Weltraum-Teleskop Länge: 13 m Durchmesser: 4 m Masse: 11 Tonnen Energiebedarf: 2,8 kw Hauptspiegel: 2,4 m Sekundärspiegel: 0,3 m Auflösung: 1/20 Grenzhelligkeiten: 30 m Drei Kameras Diverse Spektrometer Frequenzbereich: Ultraviolett - Infrarot l = nm

33 Das Hubble Space Telescope im Überblick An orbiting telescope that collects light from celestial objects in visible, ultraviolet, and near-infrared wavelengths Start: 24. April 1990 an Bord von Space Shuttle Discovery Dimensionen: Zylindrisch: kg; Länge: 13,1 m und 4,3 m breit Bahnperiode: 96 Minuten Primarily powered by the sunlight collected by its two solar arrays Primärspiegel ist 2,4 m im Durchmesser Gebaut: NASA mit substantiellen und stetiger Participation durch ESA Operated durch Space Telescope Science Institute (STSI) in Baltimore, MD Benannt nach Edwin Powell Hubble "The Hubble Space Telescope is the most productive telescope since Galileo's" - Robert Kirshner, President of the American Astronomical Society

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35 Hubble Technology Communications Hubble data path to the Goddard Space Flight Center.

36 Die SM1 Repair Mission Before After

37 Eine neue Camera

38 Wide Field Camera 3 WFC3

39 Die SM4 Repair Mission 2009

40 SM4 was Successful!

41 The Science of Hubble Man kann bei weitem nicht alle Ergebnisse würdigen, die mit dem Hubble-Teleskop erzielt worden sind. Tausende von Publikationen und Hunderte von Büchern sind erschienen. HST erzeugt jeden Tag 20 GB Daten.

42 Hubble s Top 10 Wissenschaftliche Entdeckungen 1. Hubble s Untersuchungen an Supernovae bestärkten die Existenz Dunkler Energie. 2. Hubble bestimmt das Alter des Universums. 3. Snapshots des tiefen Universums im Hubble Deep und Ultra-Deep Field Surveys (s. Hintergrundbild) 4. Erste Detektion eines extrasolaren Planeten und seiner Atmosphäre. 5. Hubble weist die Existenz von Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien nach. 6. Hubble entdeckt die Quellen der Gamma Ray Bursts der Kollaps massereicher Sterne in fernen Galaxien. 7. Hubble beweist, dass Quasare die Zentren entfernter Galaxien sind. 8. Hubble beweist, dass protoplanetare Scheiben existieren. 9. Hubble untersucht den 1994 Impakt des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter. 10.Studien an Planetarischen Nebeln erbringen Information zum Ableben der Sterne und wunderschöne Aufnahmen.

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45 Gravitationslinseneffekt

46 Das Einstein-Kreuz Im Zentrum des Kreuzes befindet sich eine Galaxie, die als Gravitationslinse wirkt und den dahinterliegenden Quasar QSO viermal abbildet.

47 Gravitationslinsen Dunkle Materie

48 Gravitationslinsen

49 Planetarische Nebel Der Spirographen Nebel Planetarischer Nebel IC 418 0,1 LJ im Durchmesser Weißer Zwerg T eff = K Bild: HST WFC2

50 Der Schmetterlingsnebel Planetarischer Nebel NGC 6302 Weißer Zwerg T eff = K Von Staub umgeben Bild: HST 2009 WFC3

51 Planetarische Nebel

52 Planetarische Nebel Weißer Zwerg T eff = K Bild: HST WFC2

53 NASA/STScI NASA/ ESO NASA Cosmicopia 2 Typen von Supernovae

54 Supernova 1987A

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57 Krebsnebel M1 SN Typ II Überrest 1054 n. Chr. Credit: HST, NASA 33 ms Radiopulsar Synchrotron Strahlung Gas Filamente

58 33 ms Radiopulsar

59 Cassiopeia A: Supernova II Überrest in der Milchstraße ~ 300 Jahre alt Credit: HST, NASA

60 Supernova Ia Überrest in der Milchstraße Credit: HST, Chandra

61 Supernovae Ia werden so hell wie Galaxienzentren Standardkerzen 21. Jh. SN 1994d in NGC 4526 Virgo Credit: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA

62 Typ Ia SNe gute Standardkerzen Satelliten HST EUCLID, 2011 Conley et al. 2011

63 MegaCam Primärfokus x 2048 x 4612 Pixel CCDs Die Jagd nach Supernovae SNLS

64 SNCP Blanco Saul Perlmutter / SNCP

65 2. Revolution 1998 (SCP & Hz): Entfernte Supernovae sind weiter entfernt als in einem frei expandierenden, ungebremsten Universum. Dies kann nur durch eine abstossende Kompente erzeugt werden Dunkle Energie

66 Abweichungen von Einstein-de-Sitter LambdaCDM Modell z = 2 Keine DE EdS < 1998 z = 1 Nur DE de Sitter µ = m - M = 5 log(d/10 pc) Distanz D in 1000 Mpc

67 Kosmol. Konstante m 8 G 2 3H 0 M 27 % DM + Baryonen

68 Hubble untersucht Planeten des Sonnensystems

69 WFC3 Image Jupiter

70 HST Bild des Exoplaneten Formalhaut b

71 HST Bilder von Galaxien M 51 / HST

72 M 104 / HST

73 M 101 / HST

74 M 74 / HST

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77 Galaxien in Tiefe des Universums Video: HUDF 2009

78 Galaxien sind die Bausteine im Universum 100 Mrd. Helle Galaxien Statisches Universum würde kollabieren Hubble Ultra-Deep Field HUDF Mrd. Ljahre 100 Mrd. helle Galaxien

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80 r = 0 Modernes Universum Kosmische Sphären je tiefer desto jünger Photosphäre Universum CMB 1965 Strahlungs-Sphäre? a 0 Alter des Universums in Mrd. Jahren

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83 Wechselwirkende Galaxien

84 Seltsame Galaxien im HUDF

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86 James Webb Space Telescope Video: Planck / ESA

87 James Webb Space Telescope ESA JWST Video

88 James Webb Space Telescope

89 James Webb Space Telescope

90 James Webb Space Telescope

91 James Webb Space Telescope

92 James Webb Space Telescope

93 James Webb Space Telescope

94 Chandra Röntgenteleskop Space Time Telescopes Cosmic Fireworks: X-Rays from Space The Chandra X-Ray Observatory observes some of the most energetic objects in our universe, from high above our Earth s protective atmosphere.

95 Chandra Röntgenteleskop Space Time Telescopes Just Skimming the Surface High energy x-rays must skip off the shiny mirror surface at shallow angles to be observed, much different than how optical light telescopes work. Collecting x-rays is like skipping stones on a pond!

96 Chandra Röntgenteleskop Space Time Telescopes Der Krebs-Nebel: Das Nachglühen einer Supernova The Crab Nebula is all that remains of a once-bright star. The white box on the left shows the area covered by the image on the right.

97 XMM-Newton 1999 / ESA

98 Planck/ESA im Lagrangepunkt L2 Auflösung = 5 arcmin entspricht ~ Galaxienhaufen

99 Video: Planck / ESA

100 CMB Staub Milchstraße CMB

101 CMB Planck 1 Jahr 9 Bänder

102 Zusammenfassung Anfänge der Weltraum-Astronomie Erste Ballonflüge und Raketen 1970: UHURU Satellit im Röntgenbereich : IR Astronomie mit IRAS und ISO Spitzer (NASA), Herschel (NASA/ESA) : Das Weltraumteleskop Hubble (HST) > 2016: Das James Webb Weltraumteleskop (JWST) finanzierbar? : Röntgenastronomie mit Chandra und XMM-Newton