Die fliegende Sternwarte SOFIA
Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy
SOFIA im Überblick
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Dekompressor „YUV420 codec“
benötigt.
Projekt von DLR und NASA
Flugzeugtyp Boeing 747 SP
2.7-m-Spiegelteleskop
Detektoren für nahes, mittleres und fernes Infrarot 0.3 – 1600 mm
Flughöhe 14 km
Maximale Flexibilität (Nord- und Südhimmel, Wetter, Wartung)
Testflug 2005
Wissenschaft ab Frühjahr 2006, 3.5 Stunden pro Flug
160 Flüge pro Jahr
Dauer des Projekts: 20 Jahre
Das elektromagnetische Spektrum
Thermische Infrarotstrahlung
Kosmische IR-Quellen und Teleskope
Was bedeutet “Infrarot”?
Warum fliegende Sternwarten?
Mauna Kea,
Hawaii
Die Technik von SOFIA
Das Teleskop
Teleskopspiegel aus Zerodur
Auflösungsvermögen des Teleskops
Einflüsse:
– “Seeing”: Dichtefluktuationen der Atmosphäre
– Beugungsbegrenzung: U = 1.22 l/D
SOFIA in Aktion
SOFIA Science and Mission Operation Center,
Moffett Field, CA
Beispiel einer Flugroute. Dauer: ca. 7 Stunden
Dunkle Gebiete
der Milchstraße
Dunkelwolke im Optischen
Im nahen Infraroten
Staub im
Milchstraßensystem
Optisch
Nahes Infrarot
Fernes Infrarot
Ein entstehendes Planetensystem
Stern AU Microscopii
– Entfernung:
33 Lichtjahre
– 10-m-Keck-Teleskop,
Mauna Kea, Hawaii
– Winkelauflösung:
0.04 Bogensekunden
– Räumliche Auflösung:
0.4 AE
– Staubscheibe im Bereich
35 – 80 AE
Staubscheibe um den Stern AU Microscopii
im nahen Infraroten
“Rillen” in der Staubscheibe.
Abstände zum Stern: 25 – 31 AE
Themen für den Unterricht
Das elektromagnetische Spektrum:
- Frequenz und Wellenlänge des Lichts
Strahlung Schwarzer Körper:
- Wiensches Gesetz: lmax = const./T [K]
- Stefan-Boltzmann-Gesetz: P = s T**4
- Beispiele: Sonne, Staubscheiben etc.
Optische Systeme in der Astronomie:
- Linsen- und Spiegelsysteme
- Auflösungsvermögen in Abhängigkeit
von
Öffnung und
Wellenlänge:
U = 1.22 l/D
- Spiegelmaterialien und temperaturabhängige Längenausdehnung
- ab 2006: Führungen und Flüge mit
SOFIA. Kontakt: DLR, www.dlr.de
Experiment:
Nachweis von Infrarotstrahlung nach
Herschel (1800)
William Herschel, Entdecker der Infrarotstrahlung
Experimenteller Nachweis von Infrarotstrahlung nach Herschel (1800)
Material:
Karton, Prisma, drei Thermometer, Papier
Methode:
Glasprisma zerlegt Sonnenlicht in
Spektralfarben,
Temperaturmessung
Beobachtung:
Temperatur steigt mit wachsender Wellenlänge
des Lichtes an