Ein Atlas der Milchstraße

23. August 2011

Anhalter durch die Galaxis werden ihn vielleicht nicht nutzen, für Astronomen dagegen ist er überaus wertvoll: der neue Radioatlas der Milchstraße. Nach fast zehnjähriger Arbeit haben Forscher der Max-Planck-Gesellschaft und der chinesischen Akademie der Wissenschaften die Untersuchung der polarisierten Radiostrahlung in der galaktischen Ebene abgeschlossen. Der Atlas beruht auf Beobachtungen mit dem 25-Meter-Radioteleskop der chinesischen Stadt Urumqi und zeigt am Himmel eine Fläche von 2200 Quadratgrad.

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© NAOC/MPIfR

Die Radiokarte umfasst den nördlichen Teil der Milchstraße in einem Bereich zwischen zehn und 230 Grad in galaktischer Länge und zwischen minus fünf und plus fünf Grad in galaktischer Breite. Die umfangreiche Kartierung zeigt die polarisierte Radiostrahlung unseres Sternsystems bei fünf Gigahertz (entsprechend einer Wellenlänge von sechs Zentimetern) und damit bei der höchsten, jemals mit erdgebundenen Instrumenten aufgenommenen Frequenz.

Das interstellare Medium der Milchstraße besteht aus Magnetfeldern, Elektronen, atomarem Gas und anderen Komponenten, welche die Schwingungsebene der Radiostrahlung beeinflussen (Polarisation). Die Partnergruppe des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, die am National Astronomical Observatory (NAO) in Peking eingerichtet wurde, hat die Eigenschaften von Bereichen ausgedehnter diffuser Strahlung erforscht und umfangreiche Objekte in ihrer Struktur erfasst, die größeren Radioteleskopen entgehen. Dazu gehören dichte ionisierte Wolken – die HII-Regionen – sowie die Überreste von explodierten Sternen.

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Ziel des Projekts war die Erfassung des großräumigen Magnetfelds der Milchstraße. Dabei fanden die deutschen und chinesischen Forscher eine Handvoll eigentümlicher Klumpen mit sehr starkem regulärem Magnetfeld (Faraday-Screens) sowie zwei neue Supernova-Überreste mit Ausdehnungen von jeweils etwa einem Grad am Himmel. Es sind die ersten Quellen dieser Art, die mit einem chinesischen Radioteleskop entdeckt wurden; bisher kennen die Astronomen in der Milchstraße 270 derartige Objekte. Außerdem konnten die Wissenschaftler zwei falsch identifizierte Supernova-Überreste als thermische Radioquellen klassifizieren.

Der neue Atlas entstand in mehr als 4500-stündiger Beobachtungszeit und besitzt eine vergleichbare Winkelauflösung wie die am 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg gewonnene Durchmusterung der Milchstraße bei 21 Zentimeter Wellenlänge. Die vergleichende Analyse dieser beiden umfangreichen Himmelskartierungen bei ähnlicher Winkelauflösung führt zu einem besseren Verständnis der Vorgänge im interstellaren Medium.

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Die Gründung der Partnergruppe in China geht zurück auf einen Beschluss der Max-Planck-Gesellschaft vom 9. November 2000. Der Vorschlag umfasste die Zusammenarbeit bei der Erforschung von Magnetfeldern in Galaxien mit spezieller Betonung auf der Untersuchung des Magnetfelds unserer Milchstraße. Der wichtigste Beitrag des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie betrifft den Bau eines Empfängers für Radiostrahlung bei sechs Zentimeter Wellenlänge inklusive Polarisation, der am 25-Meter-Nanshan-Radioteleskop in Urumqi zum Einsatz kommt. Der Vorteil dieses Radioteleskops ist sein Standort in 2000 Meter Höhe, der durch die besseren Wetterbedingungen Vorteile bei der Beobachtung der Radiostrahlung in höheren Frequenzen bringt.

„Durch gegenseitige Besuche in den beteiligten Instituten wurde eine ganze Reihe von persönlichen en geknüpft“, sagt Richard Wielebinski, emeritierter Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie. „Wir haben von deutscher Seite aus eine gute Kooperation mit unseren chinesischen Kollegen aufgebaut. Was mit der Partnergruppe gestartet wurde, wird auch weiterhin auf persönlicher Basis fortgesetzt.“

„Im Zuge unserer Arbeit an diesem Projekt konnten insgesamt fünf Doktorarbeiten in unserer Forschungsgruppe fertiggestellt werden“, sagt Jin-Lin Han, der Leiter der Partnergruppe in Peking. „Unsere Zusammenarbeit hat die Entwicklung der Radioastronomie in China deutlich verstärkt. Damit ist das Ziel der Partnergruppe in exzellenter Weise erreicht worden.“

Die Resultate des Forschungsprojekts umfassen 24 wissenschaftliche Publikationen seit 2002, die meisten davon in der renommierten europäischen Zeitschrift Astronomy & Astrophysics (A&A). Das Projekt hat eine Menge Erfahrung für die Durchführung von Radiokontinuums-Beobachtungen erbracht und bedeutet einen deutlichen Fortschritt beim Bau von Empfangssystemen für die chinesische Astronomie.

HOR/NJ