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Weltraumteleskop: Erste wissenschaftliche Daten von Herschel

Aufnahme von M74 mit Herschels SPIRE-PhotometerLaden...
Noch immer hat das am 14. Mai 2009 gestartete Infrarot-Weltraumteleskop Herschel nicht seine endgültige Position erreicht, doch seine wissenschaftlichen Geräte senden nun bereits die ersten lang ersehnten Daten. Bereits einen Monat nach dem Start hatten frühe Testaufnahmen bei Forschern weltweit Begeisterung ausgelöst (wir berichteten).

Aufnahme von M74 mit Herschels SPIRE-PhotometerLaden...
Aufnahme von M74 mit Herschels SPIRE-Photometer | Eines der ersten Ziele des SPIRE-Infrarotphotometers von Herschel war die Spiralgalaxie Messier 74 im Sternbild Fische. Das Bild zeigt sie im fernen Infrarot bei 250 Mikrometer Wellenlänge. In diesem Bereich liegt die Wärmestrahlung von Gas bei einer Temperatur von nur zwölf Grad über dem absoluten Nullpunkt.
Zehn Jahre Entwicklungsarbeit stecken in den drei Instrumenten des 1,1 Milliarden Euro teuren ESA-Projekts. In einer Umlaufbahn im Sonnenschatten der Erde, aber bei 1,5 Millionen Kilometer Entfernung ungestört von ihrer Wärmestrahlung, soll das Teleskop Aufnahmen ungekannter Qualität von extrem kalten Objekten wie interstellarem Gas machen.

Das nebenstehende Bild gelang Herschel mit SPIRE, dem "Spectral and Photometric Imaging Receiver". Die Kamera nimmt Bilder bei sehr großen Wellenlängen im Infraroten auf (194 bis 672 Mikrometer). Hiermit gelingt es, auch sehr kalte Gas- und Staubwolken mit Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt hochaufgelöst abzubilden. Zu den ersten Zielen von SPIRE gehörte Messier 74.

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Herschels HIFI-Spektrometer misst den Sternenwind | In der Riesen-Molekülwolke DR 21 im Sternbild Schwan richten neu entstandene Sterne in ihrer kosmischen Kinderstube massiven Schaden an. Das Falschfarbenbild im Hintergrund stammt vom Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer. Das Teilbild zeigt die mit dem HIFI-Spektrometer beobachtete spezifische Strahlung von ionisiertem Kohlenstoff (rot). Dies deutet auf einen sehr energiereichen stellaren Wind hin, der die umgebende Wolke auseinander reißt.
Das zweite der drei Instrumente an Bord ist HIFI, das "Heterodyne Instrument for the Far Infrared". Das extrem präzise Spektrometer ist darauf spezialisiert, die chemische Zusammensetzung des kalten interstellaren Mediums zu bestimmen. Als Teil der ersten Beobachtungen hat HIFI ein Entstehungsgebiet massereicher Sterne im Milchstraßensystem mit dem Namen DR 21 beobachtet. Der dort gefundene ionisierte Kohlenstoff lässt erstmals auf die genaue Stärke des Sonnenwinds von benachbarten jungen Sternen zurückschließen.

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Herschels PACS-Kamera zeigt Sauerstoff/Stickstoff in Planetarischem Nebel | Diese unscheinbare Aufnahme des Katzenaugennebels (NGC 6543) im Sternbild Drache gibt einen völlig neuen Einblick in seine chemische Zusammensetzung. Die PACS-Spektrometerkamera von Herschel nahm hier gleichzeitig elektrisch neutralen Sauerstoff (grün) und zweifach ionisierten Stickstoff (rot) ins Visier.
Das letzte der drei Herschel-Instrumente heißt PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer). Der Kamera gelang bereits vor einem Monat eine spektakuläre Aufnahme der Whirlpool-Galaxie Messier 51 mit einer im fernen Infraroten zuvor unerreichten räumlichen Auflösung. PACS nimmt Bilder einzelner ausgewählter Wellenlängen auf und kann so Dichte, Temperatur und Bewegung bestimmter chemischer Elemente innerhalb von Materiewolken mit hoher räumlicher Auflösung vermessen. Die erste Spektralaufnahme mit PACS galt dem Planetarischen Nebel NGC 6543, auch bekannt als Katzenaugennebel, im Sternbild Drache. Hier stellte das Teleskop ein unerwartetes Loch in der Verteilung von Sauerstoff fest.

Mitte Juli wird das Teleskop seine endgültige Position am Lagrangepunkt L2 erreichen. Die Feineinstellung der Instrumente wird danach noch bis mindestens November 2009 andauern. Erst dann entfaltet Herschel sein volles Potenzial.

Ralf Strobel

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