Astronomie an der TU Dresden. Michael H Soffel & Sergei A Klioner

Transkript

1 Astronomie an der TU Dresden Michael H Soffel & Sergei A Klioner Dresden,

2 Inhalt Geschichte Instrumentarium Forschung Lehre Öffentlichkeitsarbeit Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 2 von 40

3 GESCHICHTE Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 3 von 40

4 Wilhelm Gotthelf Lohrmann ( ) in Dresden geboren Studium der Architektur ab 1827 Oberinspektor des MathematischPhysikalischen Salons Mitbegründer der Technischen Bildungsanstalt zu Dresden wissenschaftliche Tätigkeit als AmateurAstronom (Mondkarten) Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 4 von 40

5 INSTRUMENTARIUM Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 5 von 40

6 Instrumentarium Museum astronomisch-geodätischer Instrumente (Beyerbau, TU Dresden) Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 6 von 40

7 Instrumentarium 30 cm Refraktor in der Kuppel des Beyer-Baus Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 7 von 40

8 Instrumentarium 20 cm und 25 cm Schmidt-Cassegrain Systeme von Meade, Sonnenfernrohr, astronomische CCD-Kamera, kleinere astronomische Instrumente Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 8 von 40

9 Instrumentarium Observatorium Triebenberg Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 9 von 40

10 Instrumentarium Observatorium Triebenberg 60 cm Newton-Spiegelteleskop, 16 Megapixel Kamera, voll computergesteuert, gebaut 2007 Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 10 von 40

11 FORSCHUNG Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 11 von 40

12 Forschungsschwerpunkte Hochgenaue Raumastrometrie Angewandte Relativitätstheorie Erdrotation Klassische Himmelsmechanik Astrometrie von Kleinplaneten Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 12 von 40

13 HOCHGENAUE RAUMASTROMETRIE Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 13 von 40

14 Gaia: Eine Flaggschiff-Mission der ESA Der Satellit Gaia Die Mitglieder des Gaia-Science- Teams. Hinten links sieht man Prof. Klioner Mitarbeiter der Professur für Astronomie der TU Dresden Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 14 von 40

15 Fakten über Gaia Gestartet am Die bisher größte Digitalkamera im Weltall: 1000 Megapixel Genauigkeit der Winkelmessungen bis zu 1 Mikrobogensekunde ca. eine Milliarde Himmelsobjekte werden vermessen Der Start von Gaia am die größte rechentechnische Herausforderung in der Geschichte der Astronomie Endergebnisse ca Sehr großes Interesse sowohl bei den professionellen Astronomen als auch in der Öffentlichkeit Mare Nostrum, Barcelona: einer der Superrechner, die für Gaia benutzt werden Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 15 von 40

16 Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 16 von 40

17 Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 17 von 40

18 Die Ziele von Gaia genaueste 3D-Karte der Milchstraße Positionen/Geschwindigkeiten, Spektren Test der Relativitätstheorie Test kosmologischer Parameter Evolution unserer Galaxie Eigenschaften dunkler Materie/Energie Erwartete Neuentdeckungen Asteroiden und Kometen (bis zu 1 Mio.) Exoplaneten (30 000) Braune/Weiße Zwerge (bis zu ) Supernovae Quasare Einige Testbilder von Gaia credits: ESA/Airbus DS Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 18 von 40

19 Verantwortungsbereiche der TU Dresden bei der Gaia-Mission 1. Mitgliedschaft im ESA Gaia Science Team 2. Überwachung der Gaia-Instrumente im Rahmen der Gruppe Payload Experts 3. Relativistische Modellierung der Beobachtungen 4. Hochgenaue Zeitsynchronisation der Atomuhren von Gaia 5. Verbesserung und Sicherung der Qualität des astrometrischen Kataloges mittels spezieller Kalibrierungen des Gaia-Instrumentes 6. Formulierung und Durchführung einer Reihe von Tests zur fundamentalen Physik mit Gaia-Daten Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 19 von 40

20 ANGEWANDTE RELATIVITÄTSTHEORIE Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 20 von 40

21 Angewandte Relativitätstheorie Seit 1995 ist eine international anerkannte Schule zu dieser Thematik hier an der TU Dresden entstanden Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 21 von 40

22 Angewandte Relativitätstheorie Weltweit wichtigste Referenz zum Thema astronomische Algorithmen Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 22 von 40

23 Relativistische Referenzsysteme und Modelle LLR relativistische Zeitskalen relativistische Koordinatensysteme relativistische Bewegungsgleichungen Einfluss äußerer Massen und der Expansion des Alls auf die lokale Physik im Sonnensystem Anwendung dieser Theorie für die hochgenaue Modellierung von Beobachtungen SLR VLBI GPS Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 23 von 40

24 Mitautoren vielfältiger astronomischer Standards: Referenzsysteme, Zeitskalen, Konstanten Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 24 von 40

25 ERDROTATION Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 25 von 40

26 Numerische Theorie der Erdrotation Verbesserung bestehender Theorien der Präzession und Nutation Entwicklung der momentan weltbesten Theorie der (quasi-)starren Erde weltweit erste, konsistente relativistische Theorie für die Rotation der Erde Erweiterung um Effekte der Elastizität, Hinzunahme verschiedener Subsysteme der Erde Anwendung dieser Theorie auf andere Körper des Sonnensystems Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 26 von 40

27 Arbeiten zu den Subsystemen der Erde In enger Kollaboration mit dem GeoForschungsZentrum Potsdam Untersuchung ozeanischer Einflüsse mit dem Ozeanmodell OMCT Einflüsse der kontinentalen Hydrologie Einflüsse der Atmosphäre Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 27 von 40

28 Descartes Preis 2003 Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 28 von 40

29 KLASSISCHE HIMMELSMECHANIK Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 29 von 40

30 Anzahl der Astzeroiden Asteroidendynamik Verteilung der Asteroiden im Hauptgürtel: Kirkwood-Lücken Große Halbachse (AE) Untersuchung zur Langzeitstabilität der Orbits analytische/numerische Studien säkulare/mean-motion-resonanzen Asteroid Kleopatra (216) Chaosindikatoren Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 30 von 40

31 Dynamik extrasolarer Planeten extrahierte Signale der einzelnen Planeten Ergebnis der dynamischen Analyse (Lohrmann-Observatorium) Gemessenes Sternspektrum Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 31 von 40

32 Stabilität von Exoplanetensystemen internationale Kollaboration Beteiligung an der Entdeckung neuer Exoplanetensysteme, z.b. System mit den meisten Planeten in der habitablen Zone (GJ667C, 2013) ältester Stern mit einem Planetensystem (Kapteyn Star, 2014) ESO-Top-News im Juni 2013 Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 32 von 40

33 ASTROMETRIE VON KLEINPLANETEN Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 33 von 40

34 Astrometrie von Kleinplaneten Kontinuierliche Beobachtung der Kleinplaneten des Sonnensystems, welche potentiell für die Erde gefährlich werden können Entwicklung eines universellen, automatischen Programmes zur hochpräzisen Positionsbestimmung kleiner Planeten auf CCD-Aufnahmen Verteilung der momentan bekannten Kleinplaneten im inneren Teil unseres Sonnensystem Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 34 von 40

35 Observatorium Triebenberg Highlights Regelmäßige Übermittlung der Beobachtungsdaten an das Minor Planet Center (z.b. rund 2500 Beobachtungen im Jahr 2012) Mit-Organisation weltweiter Beobachtungskampagnen diverse studentische Arbeiten (Diplom, Bachelor, etc.) verschiedener Fachbereiche (speziell der Physik) vielfältige Integration in der Lehre Öffentlichkeitsarbeit / Führungen Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 35 von 40

36 Leitung der wissenschaftlichen Gremien International Astronomical Union (IAU) M. Soffel (Präsident IAU Arbeitsgruppe Relativity in Celestial Mechanics and Astrometry, ) S.Klioner (Präsident IAU Commission 52, ) S.Klioner (Präsident IAU Division A Fundamental Astronomy, ) M.Soffel (Präsident IAU Commission 52, ) M.Soffel (Vorstand der DFG Forschergruppe Erdrotation FOR584, ) S.Klioner (Leiter Gaia-Gruppe GREM, seit 2006) Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 36 von 40

37 Organisation internationaler Tagungen Journées Systèmes de Référence Spatio-Temporels in Dresden in den Jahren 1999 und Gaia-Tagungen in Dresden seit 2003 ein Dutzend internationer Tagungen weltweit. Z.B. IAU Symposium 261 Relativity in Fundamental Astronomy (2009, Virginia Beach, USA; SOC chair) Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 37 von 40

38 LEHRE UND ÖFFENTLICHKEITSARBEIT Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 38 von 40

39 Lehre Physik für Geowissenschaftler I & II Astronomische Referenzsysteme Globale Geodynamik Mathematische Methoden der Geodäsie & Astronomie Einführung in die Astronomie I & II Astronomie für Physiklehrer Betreuung von Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten für Studenten der Geodäsie der Physik der Informatik Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 39 von 40

40 Öffentlichkeitsarbeit Wissenschaftskommunikation in Presse, Funk und Fernsehen Planetariumsvorträge Veranstaltungen bei besonderen astronomischen Ereignissen (z.b. Venusdurchgang) Kinder-Unis Führungen Tag der offenen Tür Öffentliche Vorträge Astronomie an der TU Dresden Folie Nr. 40 von 40