CALIFA: das extragalaktische lokale Universum sichtbar gemacht

teaser small Die Studie CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field Area) kündigt heute die erste Veröffentlichung von Daten an, die eine noch nie dagewesene detaillierte Ansicht von hundert Galaxien des lokalen Universums bietet und somit unzählige Möglichkeiten für wissenschaftliche Studien eröffnet. Zusammen mit diesen Daten werden der Öffentlichkeit zwei technische, von Mitgliedern von CALIFA verfasste Publikationen zur Verfügung gestellt. Darin werden die Daten beschrieben und einige ihrer wissenschaftlichen Anwendungen vorgestellt.

 

„Ich bin sehr glücklich darüber, dass ein Traum zur Wirklichkeit wurde“, sagt Sebastián Sánchez, Hauptforscher von CALIFA. „Als wir vor fünf Jahren zum ersten Mal an CALIFA dachten, schien die Veröffentlichung derart wunderbarer Daten in weiter Ferne zu sein. Es passiert jedoch gerade jetzt! Wir hoffen und erwarten, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft von dieser Möglichkeit Gebrauch machen wird.“

 

Galaxien sind Endprodukte der kosmischen Evolution im Laufe kosmologischer Zeitintervalle. Ihre geheime Geschichte verbirgt sich in den Eigenschaften ihrer verschiedenen Komponenten. Das Projekt CALIFA wird in der Calar Alto Sternwarte durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Charakterisierung der Galaxien des lokalen Universums mit noch nie dagewesener Genauigkeit, um die Entdeckung dieser archäologischen Schätze zu ermöglichen.

 

CM 151 smallCALIFA bedient sich der Technik der integralen Feldspektroskopie (IFS), um Daten von 600 Galaxien im lokalen Universum zu erhalten. Die traditionellen Beobachtungsstudien der extragalaktischen Astronomie wendeten jeweils eine der zwei klassischen Techniken an: entweder Bildaufnahmen, die detaillierte Informationen zur räumlichen Ausdehnung von Galaxien liefern, oder die Spektroskopie, die Aufschluss über viele Eigenschaften von Galaxien gibt, jedoch nur wenig oder keine Information über deren räumliche Verteilung liefert. Die moderne IFS-Technik ermöglicht dank einer ausgeklügelten Kombination von optischen Fasern und klassischen Techniken die gleichzeitige Aufnahme einer Vielzahl von Spektren an vielen Punkten jeder Galaxie. CALIFA ist die erste IFS-Studie, die ausdrücklich als legacy Projekt geplant ist und nach Beendigung die größte jemals durchgeführte Untersuchung dieser Art sein wird.

 

Der für die CALIFA-Studie im Calar-Alto-Observatorium verwendete integrale PMAS-Feldspektrograph nutzt (in einer speziellen Konfiguration, die PPAK genannt wird) mehr als 350 optische Fasern, um ein Gesichtsfeld von einer Bogenminute abzudecken (das entspricht ungefähr der Größe eines 80 Meter vom Betrachter entfernten Ein-Euro-Stücks). Auf diese Weise lässt sich ein ausgedehntes Objekt, zum Beispiel eine Galaxie, vollständig und detailliert kartographieren.

 

Die veröffentlichten Daten erlauben die Erstellung von Karten verschiedener Eigenschaften von Galaxien wie zum Beispiel Geschwindigkeit, Sternenalter oder chemische Zusammensetzung, um nur einige zu erwähnen. Diese Information erlaubt tiefergehende Einblicke bezüglich einiger Kernfragen hinsichtlich Struktur und Geschichte der Galaxien des Universums. Man erhofft sich Ergebnisse, die Aufschluss darüber geben, welche Prozesse die Evolution der Galaxien im Laufe der Zeit vorantrieben, wie die lebensnotwendigen chemischen Elemente in den Galaxien (oder in verschiedenen Regionen innerhalb einer individuellen Galaxie) entstehen, welche Phänomene an Kollisionen zwischen Galaxien beteiligt sind … Diese umfangreiche Information ermöglicht die Enthüllung der Geschichte nicht nur einer gesamten Galaxie, sondern auch ihrer Komponenten.

 

NGC5406 small„Die Fülle an wissenschaftlichen Möglichkeiten ist unglaublich“, so die Worte von Jakob Walcher (AIP), verantwortlicher Wissenschaftler des CALIFA-Projekts. „Wir können die lokalen Prozesse untersuchen, die die Evolution der Galaxien vorantreiben und die an verschiedenen Stellen innerhalb einer Galaxie stattfinden. Außerdem können wir die Sternbildung, dynamische Effekte etc. erforschen. Auch lassen sich die Eigenschaften der Galaxien des Universums auf eine bislang noch nie dagewesene Art und Weise umfassend charakterisieren. Wir kartografieren zum Beispiel die zweidimensionale Verteilung der stellaren Masse und der chemischen Elemente der Galaxien. Und schließlich erlaubt uns die große Bandbreite unserer Informationen Vergleiche zwischen verschiedenen Galaxie-Typen zu ziehen.“

 

Die Calar Alto Sternwarte wird gemeinsam vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA-MPG, Heidelberg, Deutschland) und dem Andalusischen Institut für Astrophysik (IAA-CSIC, Granada, Spanien) geleitet. Für das CALIFA-Projekt garantiert die Sternwarte 250 Beobachtungsnächte (auf drei Jahre verteilt) mit dem 3,5 m Zeiss Reflektor. Außerdem bietet das Observatorium Unterstützung bei der Gewinnung, Reduzierung und Speicherung der Daten. Die Deckung des enormen Aufwands erfordert die Zusammenarbeit einer großen Gruppe an Astronomen. Die Zusammensetzung der Gruppe spiegelt das deutsch-spanische Vermächtnis der Sternwarte wider. Die Gruppe umfasst jedoch auch Teilnehmer aus der ganzen Welt. Insgesamt sind es 80 Personen aus 13 Ländern und 25 Forschungszentren mit Sitz in weit entfernten Ländern wie Australien, Kanada oder den Vereinigten Staaten.

 

Das ist die erste einer Reihe von Veröffentlichung, die für die CALIFA-Studie vorgesehen sind. Es werden zum Abschluss der Studie noch weitere Beobachtungen durchgeführt. Die außergewöhnliche Qualität des Himmels in Almería sowie die Hochleistungen der Teleskope, Instrumente und Mitarbeiter von Calar Alto versprechen aufregende Ergebnisse für dieses internationale Wissenschaftsprojekt.

 

Bilder:

 

Farben-Helligkeits-Diagramm von 151 von CALIFA beobachteten Galaxien. Für jede Galaxie wird ein farbechtes Bild gezeigt. Die Bilder in B-Band (blau), V-Band (grün) und R-Band (rot) wurden anhand der Datenwürfel von CALIFA rekonstruiert. Die Galaxien in diesem Diagramm erscheinen links blasser und rechts leuchtender; gleichzeitig sind sie im oberen Bereich kälter (rötlich) und im unteren Bereich wärmer (blau).

 

Ein Beispiel für Ergebnisse, die aus den Daten von CALIFA gewonnen werden: ein Stapel von Karten einer Galaxie (NGC 5406), auf denen die räumliche Verteilung verschiedener Eigenschaften zu sehen ist; von oben nach unten: Emission von ionisiertem Wasserstoff, Geschwindigkeit des Gases innerhalb der Galaxie, geschätztes Alter der Sternpopulation, Helligkeit im visuellen Band.

 

Der 3,5 m Zeiss Reflektor in der Calar Alto Sternwarte.

 

Der 3,5 m Zeiss Reflektor von Calar Alto und der darauf montierte PMAS- Spektrograph.

 

 

© Calar Alto Sternwarte, Oktober 2012                                          Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann.