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Mikrowellenhintergrund: Satellit Planck liefert erste vollständige Himmelskarte

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Satellit Planck vor Mikrowellenhimmel | Der im Mai 2009 gestartete Forschungsatellit Planck der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA nahm im August 2009 seine Arbeit auf. Anfang Juli 2010 konnte die ESA die erste vollständige Himmelskarte des Mikrowellenhimmels vorstellen. Hier ist Planck vor einem keinen Ausschnitt dieser Karte dargestellt.
Der im Mai 2009 gestartete Forschungssatellit Planck beendete Ende Juni 2010 seine erste vollständige Durchmusterung des Himmels im Bereich der Millimeterwellen. Im August 2009 hatte er mit seiner Arbeit begonnen, nachdem er seinen Einsatzort am Lagrange-Punkt L2 erreicht hatte. Dort konnte er mit der Sonne im Rücken und auch ungestört von der Strahlung von Erde und Mond nach und nach den gesamten Himmel abtasten. Planck erfasst den Himmel in neun Bändern im Frequenzbereich von 30 bis 857 Gigahertz, das entspricht Wellenlängen von einem Zentimeter bis herab zu 0,4 Millimeter.

Mit den Messdaten von Planck soll die bislang präziseste Karte der kosmischen Hintergrundstrahlung erstellt werden. Diese Strahlung kam rund 380 000 Jahre nach dem Urknall frei, als das Universum so weit abgekühlt war, dass es für die elektromagnetische Strahlung durchsichtig wurde, weil sich Elektronen, Protonen und Neutronen zu Atomen zusammenschlossen.

Die Karte ist eine Projektion auf die Ebene des Milchstraßensystems, die in der Längsachse des Ovals verläuft. Es fällt auf, dass der Blick auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund nicht frei ist, sondern von den Gas- und Staubwolken des interstellaren Mediums unserer Galaxis wie durch Nebel verdeckt wird.

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Himmelskarte von Planck | Die Ergebnisse der ersten Himmelsdurchmusterung des Satelliten Planck im Frequenzbereich von 30 bis 857 Gigahertz (1 Zentimeter bis 0,4 Millimeter) sind in dieser Karte dargestellt. Sie enthält Messdaten von August 2009 bis Juni 2010. Für die Darstellung wurde der Himmel auf die Ebene unseres Milchstraßensystems projiziert, unsere Galaxis erstreckt sich entlang der Längsachse des Ovals. Ihre Gas- und Staubwolken verstellen den Blick auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund, der in den oberen und unteren Bereichen der Karte als rötliches körniges Muster durchschimmert.
Oben und unten auf der Karte schimmert in rötlichen Tönen das körnige Muster der kosmischen Hintergrundstrahlung durch die Gas- und Staubwolken. Durch weitere Bearbeitung der in dieser Karte enthaltenen Messdaten und dem gezielten Abzug verschiedener Frequenzbereiche aus dem Gesamtbild, lässt sich der gesamte Mikrowellenhintergrund freilegen. Diese Arbeiten sind derzeit im Gange. Im Januar 2011 werden die dieser Karte zugrundeliegenden Daten allen Wissenschaftlern weltweit von der ESA zur Verfügung gestellt.

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Himmelskarte von Planck | Nicht nur Gas- und Staubwolken unseres Milchstraßensystems sind auf der Himmelskarte von Planck sichtbar, sondern auch extragalaktische Objekte wie der Andromedanebel Messier 31 und die Galaxie Centaurus A. Auch die beiden Begleiter unserer Galaxis, die Kleine und die Große Magellansche Wolke sind unterhalb der Milchstraßenebene sichtbar. Hoch im Norden der Karte ist 3C273 zu sehen, der uns am nächsten stehende Quasar.
Sehr schön treten auf der Himmelskarte auch die uns recht nahe stehenden Galaxien Messier 31 (Andromedanebel) und Centaurus A hervor. Auch die beiden Begleiter unserer Galaxis, die Kleine und die Große Magellansche Wolke, sind unterhalb der Milchstraßenebene gut zu erkennen. Hoch im Norden der Karte ist 3C273 als Punktquelle sichtbar, es ist der uns am nächsten stehende Quasar.

Planck soll bis Ende 2012 weiterhin aktiv bleiben, bis der Vorrat an flüssigem Helium zur Kühlung der empfindlichen Messgeräte zur Neige geht. Bis dahin sollte es dem Satelliten gelingen, den Himmel noch drei- bis viermal vollständig abzutasten. Dadurch lässt sich die Qualität dieser Himmelskarte weiter steigern. Durch Überlagerung weiterer Messdaten steigt das Signal-zu-Rauschverhältnis, so dass die Details noch deutlicher hervortreten. Man kann davon ausgehen, dass die Astrophysiker und Kosmologen mit den in dieser Karte enthaltenen Messdaten über Jahre hinaus beschäftigt sein werden. Auf die Ergebnisse zur Entwicklungsgeschichte unseres Universums darf man gespannt sein.

Tilmann Althaus

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