KIS Prospekt (Jahr 2012) - Kiepenheuer

Das Sonnenteleskop GREGOR
Weitere Projekte
Forschungsschwerpunkte des KIS
Sonnenteleskop GREGOR
- Inbetriebnahme: 2012
- Turmhöhe: 22m
- Kuppel: zusammenfaltbar
- Teleskop: offenes Design zur Luftkühlung
- Hauptspiegel: 1.5m Durchmesser
- Kühlung des Hauptspiegels: Kaltluft auf der Rückseite
- Optik: Gregory-Anordnung
- effektive Brennweite: 50m
- Gesichtsfeld: 150 Bogensekunden
- adaptive Optik mit 200 Aktuatoren zur Bildstabilisierung und zur Kompensation von
atmosphärischen Störungen
SUNRISE ist ein ballongetragenes Sonnenteleskop mit einer Öffnung von 1m. Beim ersten Einsatz im Juni 2009
schwebte es in 36km Höhe auf einer zirkumpolaren Bahn
in der Arktis und beobachtete fünf Tage lang ununterbrochen die Sonne. SUNRISE misst die Sonnenstrahlung im UV
und sichtbaren Licht, von 210nm bis 860nm. Ein zweiter
Flug ist vorgesehen.
Feinstruktur der Photosphäre und Chromosphäre
- Granulation
- magnetische Strukturbildung
- Magnetokonvektion in Sonnenflecken
- Struktur, Dynamik und Energetik der
äußeren Sonnenatmosphäre
ATST (Advanced Technology Solar Telescope) wird mit einer Öffnung von 4m das größte Sonnenteleskop der Welt
sein. Es wird ab 2012 auf der Hawaii-Insel Maui errichtet.
Das KIS entwickelt ein leistungsfähiges Spektropolarimeter für ATST.
Globale magnetische Aktivität
- Ursprung, Entwicklung und Energetik von
Magnetfeldern in der Sonne und anderen Sternen
- Kopplung des Sonne-Erde-Systems
EST (European Solar Telescope) ist das europäische Gegenstück zu ATST. Es befindet sich noch in einer frühen
Phase der Planung, die von der European Association for
Solar Telescopes (EAST) unter Mitwirkung des KIS koordiniert wird.
Hochauflösende Spektropolarimetrie
- Entwicklung hochsensitiver Techniken
zur Abbildung, Spektroskopie und Polarimetrie
solarer Oberflächenstrukturen
Fokalinstrumente:
BBI: Der Broad Band Imager liefert breitbandige Bilder
von verschiedenen Schichten der Sonnenatmosphäre
mit sehr hoher räumlicher Auflösung. Kleine Details bis
70 km auf der Sonne werden sichtbar.
GRIS: Mit dem Infrarot-Spektrographen werden Plasmaströmungen und Magnetfelder mit sehr hoher Präzision
gemessen.
GFPI: Das Filter-Spektropolarimeter misst Geschwindigkeiten und Magnetfelder in verschiedenen Schichten der
Sonnenatmosphäre mit hoher räumlicher Auflösung.
Teil des GREGOR-Teleskops
SOLAR ORBITER ist eine ESA-Mission, die sich der Sonne
auf bis zu 0.28 astronomische Einheiten nähern wird. Sie
soll 2017 gestartet werden. Das KIS liefert ein Bild-Stabilisierungs-System für den Photospheric and Helioseismic
Imager auf dem Satelliten.
Mehrere Institutsmitglieder leiten Forschungsgruppen
bei Projekten, die vom Europäischen Forschungsrat und
von der Leibniz-Gemeinschaft finanziert werden.
© 2012: KIS
Start von SUNRISE am 8. Juni 2009
KIS – Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
Schöneckstraße 6
79104 Freiburg | Germany
Telefon +49 (0)761/3198-0
Telefax +49 (0)761/3198-111
[email protected]
www.kis.uni-freiburg.de
- Stiftung des öffentlichen Rechts des Landes Baden-Württemberg
- Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft
Erforschung
physikalischer Vorgänge
auf und in
unserer Sonne
Erforschung der Sonne
Die Sonne in Zahlen
Zur Geschichte des KIS
Deutsche Teleskope auf Teneriffa
Die Erforschung der Sonne ist der Schlüssel zum Verständnis der Sterne und der Bewohnbarkeit von Planeten.
Masse: 1.989 x 1030 kg
Radius: 696000 km
Leuchtkraft: 3.845 x 1026 W
Solarkonstante: 1367 W/m2
Temperatur an der Oberfläche: 5800 K
Temperatur in Sonnenflecken: 4000 K
Temperatur im Zentrum: 15.7 Mio K
Alter: 4.6 Mrd Jahre
Die Sonnenforschung in Freiburg begann 1943, als Karl
Otto Kiepenheuer (1910-1975) das „Fraunhofer-Institut“
gründete, mit einem Observatorium nahe dem Gipfel des
1284m hohen Schauinsland und weiteren Stationen auf
der Zugspitze, Wendelstein, Kanzelhöhe und in Syrakus
(Sizilien). Damit sollte eine möglichst lückenlose Beobachtung der Sonne erreicht werden.
Die deutschen Sonnenteleskope im spanischen Observatorio del Teide auf Teneriffa werden federführend vom
KIS betrieben, gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für
Astrophysik Potsdam und dem Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau. Neben
den deutschen und spanischen Nutzern stehen sie auch
internationalen Kooperationen zur Verfügung.
Das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS) betreibt astrophysikalische Grundlagenforschung mit dem
Schwerpunkt Sonne. Von besonderem Interesse ist der
solare Magnetismus.
Die Haupt-Forschungsgebiete sind
- die Feinstruktur und der Energiehaushalt der
Photosphäre und Chromosphäre
- die globale magnetische Aktivität der Sonne
und anderer Sterne
- die Entwicklung hochsensitiver Techniken zur
Untersuchung kleinskaliger Strukturen auf der
Oberfläche der Sonne.
Im Kern (1) der Sonne wird bei einer Temperatur von fast
16 Millionen Grad Energie durch Kernfusion freigesetzt
und zunächst durch Strahlung (2), dann durch Konvektion (3) nach außen transportiert. In der Photosphäre (4),
der sichtbaren Oberfläche, beobachten wir Sonnenflecken (5) und das wabenartige Muster der Granulation (6).
Mit speziellen Filtern sind die darüber liegende Chromosphäre (7) und Protuberanzen (8) zu sehen. Der äußere
Teil der Sonnenatmosphäre, die heiße Korona (9), wird
bei totalen Sonnenfinsternissen sichtbar oder von Satelliten im Röntgengebiet beobachtet.
Schema des Sonnenaufbaus
Chemische Zusammensetzung (Massenanteile):
äußere Schichten:
Sonnenzentrum:
73% Wasserstoff
35% Wasserstoff
25% Helium
63% Helium
2% übrige Elemente
2% übrige Elemente
Rotationsdauer (siderisch):
- am Sonnenäquator 25.6 Tage
- in Polnähe 36 Tage
Magnetfeldstärke in Sonnenflecken: 0.3 Tesla
Abstand Erde-Sonne: ca. 150 Mio km
Das Institut wurde 1955 vom Schauinsland nach Freiburg
in die Schöneckstr. 6 verlegt. 1978 wurde es zu Ehren seines inzwischen verstorbenen Gründers in „KiepenheuerInstitut für Sonnenphysik“ umbenannt. Derzeitiger Direktor ist Prof. Oskar von der Lühe (seit 1997).
Das Schauinsland-Observatorium wird heute für die Ausbildung, zu Tests von Geräten und zu Führungen für die
Öffentlichkeit benutzt.
Die erste Außenstation wurde 1953 auf der Insel Capri
errichtet. Ein kuppelloser Coudé-Refraktor mit einer Öffnung von 35 cm wurde in Zusammenarbeit mit der Firma
Zeiss entwickelt und 1966 in Betrieb genommen. Nach
der Fertigstellung der Sonnenteleskope auf Teneriffa
wurde die Station auf Capri 1988 geschlossen.
Vakuum-Turm-Teleskop (VTT)
- Turmhöhe: 38m
- Coelostatenspiegel: 80cm Durchmesser
- Hauptspiegel: 70cm Durchmesser, sphärisch,
Brennweite: 46m
- nutzbarer Bilddurchmesser: ca. 200 Bogensekunden = 1/10 des Sonnen-Durchmessers
- adaptive Optik zur Bildstabilisierung und zur
Kompensation von atmosphärischen Störungen
- mehrere Postfokusgeräte zur ein- und
zweidimensionalen Spektroskopie
Kleinste beobachtbare Details: ca. 70 km
Belegschaft: Gegenwärtig arbeiten etwa 70 Mitarbeiter
und Mitarbeiterinnen am KIS, zu gleichen Teilen im wissenschaftlichen Bereich und in den technischen und administrativen Bereichen.
CHROTEL
ist ein kleines Teleskop auf der unteren Terrasse des VTTGebäudes. Es liefert Gesamtbilder der Sonne in verschiedenen Schichten der Sonnenatmosphäre und misst Plasmaströmungen in der oberen Chromosphäre.
Ausschnitt aus der Sonnenoberfläche, beobachtet mit GREGOR bei 589nm:
Granulation, Sonnenfleck, penumbrale Filamente
Institutsgebäude in der Schöneckstraße
Deutsche Sonnenteleskope am Observatorio del Teide (2 400 m):
links GREGOR, rechts VTT
Winkeldurchmesser der Sonne
von der Erde aus gesehen: 0.5 Grad