Leibnizův institut pro astrofyziku v Postupimi - Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam

Leibnizův institut pro astrofyziku v Postupimi (AIP) je německý výzkumný ústav. Je nástupcem Berlínská observatoř založena v roce 1700 a Astrofyzikální observatoř Postupim (AOP) založená v roce 1874. Ta byla první observatoří na světě, která výslovně zdůraznila oblast výzkumu astrofyzika. AIP byla založena v roce 1992 v restrukturalizaci po Znovusjednocení Německa.

AIP je financována ze soukromých zdrojů a je členem Sdružení Leibniz. Je umístěn v Babelsberg ve státě Brandenburg, západně od Berlín, ačkoli Einsteinova věž sluneční observatoř a velký refraktorový dalekohled^[1] na Telegrafenberg v Postupim patří do AIP.

Klíčová témata AIP jsou kosmická magnetické pole (magnetohydrodynamika ) v různých měřítcích a extragalaktická astrofyzika. Astronomická a astrofyzikální pole studovaná v rozsahu AIP od sluneční a hvězdná fyzika na hvězdný a galaktický vývoj na kosmologie.

Ústav také vyvíjí výzkumnou technologii v oblastech spektroskopie a robotické dalekohledy. Je partnerem společnosti Velký binokulární dalekohled v Arizoně postavil robotické dalekohledy Tenerife a Antarktida, vyvíjí astronomické vybavení pro velké dalekohledy, jako je VLT z ESO. Dále pracujte na několika e-věda projekty^[2] jsou prováděny na AIP.

Dějiny

Původ

Historie astronomie v Postupim skutečně začalo v Berlíně v roce 1700. Zahájeno Gottfried W. Leibniz, 11. července 1700 "Brandenburgische Societät" (později nazývaná Pruská akademie věd ) byl založen voličem Friedrich III v Berlíně. O dva měsíce dříve národní monopol kalendáře poskytl financování observatoři. Do 18. května první ředitel, Gottfried Kirch, byl jmenován. Stalo se to ve spěchu, protože zisky z národního základního kalendáře, vypočítané a prodané observatoří, měly být pro akademii finančním zdrojem. Tento druh financování existoval až do začátku 19. století, ale základní kalendář byl počítán až velmi nedávno (po roce 2006 se zastavil) Wende v roce 1991).

Alte Nový Berliner Sternwarte na Linden Street

V roce 1711 byla postavena první observatoř v Dorotheen Street v Berlíně a v roce 1835 nová budova observatoře, kterou navrhl slavný architekt Karl Friedrich Schinkel, byla dokončena v Linden Street (poblíž Hallesches Tor). Alexander von Humboldt poté propagoval astronomii svými slavnými přednáškami „Kosmos“ v letech 1827–28. Hrál důležitou roli při poskytování finančních prostředků jak pro observatoř, tak pro nástroje.

The Berlínská observatoř se stal celosvětově známým, když Johann Gottfried Galle objevil planetu Neptune v roce 1846. Objevy paprsky kanálu podle Eugen Goldstein v roce 1886 ve fyzické laboratoři observatoře a kolísání nadmořské výšky zemského pólu o Karl Friedrich Küstner v roce 1888 byly rovněž důležité.

Poslední dvě vědecké události se konaly, když Wilhelm Julius Foerster byl ředitelem observatoře, která byla mezitím připojena k univerzitě v Berlíně. Připravil základ pro astronomické observatoře v Postupimi: v roce 1874 založení AOP na Telegrafenbergu a v roce 1913 přemístění berlínské observatoře do Babelsbergu.

Založení Astrophysical Observatory Potsdam (AOP)

The Astrofyzikální observatoř Postupim už se nepoužívá jako observatoř. V současné době hostí Postupimský institut pro výzkum dopadů na klima jako součást Vědecký park Alberta Einsteina

Průřez Astrofyzikální observatoř Postupim

"Große Refraktor" z roku 1899, dvojitý dalekohled s 80cm (31,5 ") a 50 cm (19,5") objektivy

V polovině 19. století spektrální analýza byl vyvinut společností Gustav Kirchhoff a Robert Bunsen. Umožnilo to získat informace o fyzikálních parametrech a chemickém množství hvězd spektrální analýzou jejich světla. Foerster tyto možnosti poznal a zahájil v roce 1871 vybudování sluneční observatoře jako památník korunního prince, ve kterém zdůraznil význam a přínos solárního výzkumu. Tato myšlenka se brzy rozšířila na celou astrofyziku.

Místo observatoře bylo vybráno na kopci jižně od Postupim Telegrafenberg, na kterém byla od roku 1832 do roku 1848 předávací stanice vojenského telegrafu z Berlína do Koblenzu. 1. července 1874 byl založen AOP. Ještě předtím, než byla na podzim roku 1876 zahájena stavba observatoře, prováděla sluneční pozorování z věže bývalého vojenského sirotčince v Linden Street v Postupimi Gustav Spörer. Stavební práce začaly v roce 1876; hlavní budova hvězdárny a její vybavení byly dokončeny na podzim roku 1879.

AOP byl řízen představenstvem zahrnujícím Wilhelm Julius Foerster, Gustav Kirchhoff a Arthur Auwers. V roce 1882 Carl Hermann Vogel byl jmenován jediným ředitelem observatoře. Hlavní pozornost jeho práce byla nyní zaměřena na hvězdnou astrofyziku. Jako první úspěšně fotograficky určil radiální rychlosti hvězd a jako výsledek objevil spektroskopické binární soubory.

V roce 1899 jeden z největších refraktor ve světě, Skvělý refraktor Postupimi,^[1] s čočkami 80 a 50 cm, byla vyrobena firmami Steinheil a Znovu prodáno a namontován do 24 m kupole. Bylo slavnostně slavnostně otevřeno německým císařem, Wilhelm II. Ačkoli si neuvědomil všechny naděje, které do něj astronomové vkládali, je třeba zmínit dva důležité objevy: mezihvězdné linie vápníku ve spektru spektroskopické dvojhvězdy Delta Orionis podle Johannes Hartmann v roce 1904^[3] a přítomnost hvězdných emisních linií vápníku - náznak hvězdné povrchové aktivity - Gustav Eberhard a Hans Ludendorff asi 1900.

O deset let později jeden z nejslavnějších astrofyziků tohoto století, Karl Schwarzschild, se stal ředitelem observatoře. Za pouhých několik let práce (do roku 1916 zemřel na chronické onemocnění) zásadně přispěl v astrofyzice a Obecná teorie relativity. Jen několik týdnů po zveřejnění teorie Einsteinem našel Schwarzschild první řešení Einsteinovy ​​rovnice, který je nyní po něm pojmenován jako „Schwarzschildovo řešení „a který má zásadní význam pro teorii černých děr.

Mezi AOP a Einsteinovou teorií relativity existují další úzké vazby. V roce 1881 Albert A. Michelson nejprve provedl své interferometr experimenty^[4] ve sklepě hlavní budovy AOP, které měly vyvrátit pohyb Země hypotetickým éter. Jeho negativní výsledky byly zásadně smířeny pouze prostřednictvím Einsteinových Speciální relativita teorie roku 1905.

Einsteinova věž dnes v Telegrafenbergu. Podle Erich Mendelsohn

Dokázat gravitační rudý posuv spektrálních čar Slunce - účinek navrhovaný Einsteinovou teorií obecné relativity - byl cílem a sluneční věž dalekohled, který byl postaven v letech 1921 až 1924 na popud Erwin Finlay-Freundlich. I když v té době ještě nebylo technicky možné měřit gravitační rudý posuv, zde byl zahájen důležitý vývoj ve fyzice slunce a plazmy a architekt, Erich Mendelsohn, vytvořený s touto zvláštně expresionistickou věží jedinečnou vědeckou budovu.

Kromě práce Schwarzschilda byly v následujících desetiletích důležité pozorovací programy jako např Potsdamer Photometrische Durchmusterung a vynikající vyšetřování Walter Grotrian na sluneční korona našel uznání po celém světě.

Přemístění berlínské observatoře do Babelsbergu

Budovy ústavu v Babelsberg

Na konci 19. století Berlínská observatoř, původně postavený za hranicí města, byl uzavřen paneláky, takže vědecká pozorování byla téměř nemožná. Foerster proto navrhl odstranění observatoře na místo mimo Berlín s lepšími pozorovacími podmínkami. V roce 1904 byl jmenován Karl Hermann Struve, bývalý ředitel observatoře v Königsbergu, jako svého nástupce při realizaci tohoto projektu.

Po zkušebních pozorováních Paul Guthnick v létě 1906 bylo nalezeno nové místo na kopci ve východní části Královského parku v Babelsberg. Země byla dána observatoři k dispozici koruně zdarma. Náklady na nové budovy a nové nástroje činily 1,5 milionu Goldmark a mohly být pokryty prodejem pozemkového majetku berlínské observatoře. Stará hvězdárna postavená Schinkelem byla později stržena. V červnu 1911 byla v Babelsbergu zahájena výstavba nové hvězdárny a dne 2. srpna 1913 bylo dokončeno odsun z Berlína do Babelsbergu.

První nové nástroje byly dodány na jaře roku 1914. 65 cm refraktor^[5] - první velký astronomický přístroj vyrobený slavným podnikem Carl Zeiss Jena - byl namontován v roce 1915, zatímco dokončení reflektorového dalekohledu 122 cm^[6] byla odložena až do roku 1924 první světovou válkou. Struve zemřel v roce 1920 na nehodu a jeho nástupcem byl Paul Guthnick, který v roce 1913 zavedl do astronomie fotoelektrickou fotometrii jako první objektivní metodu měření jasu hvězd. Když byl dokončen 122 cm dalekohled (v tomto okamžiku druhý největší na světě), byla Babelsbergova observatoř nejlépe vybavenou observatoří v Evropě.

Díky vývoji fotoelektrické metody pro výzkum slabě proměnných hvězd a spektroskopickému výzkumu pomocí 122 cm dalekohledu byla Babelsbergova observatoř známá i mimo Evropu.

Na začátku roku 1931 Sonnebergova observatoř založeno Cuno Hoffmeister byl připojen k observatoři Babelsberg. Po více než 60 let byl prováděn fotografický průzkum oblohy, který představuje druhý největší archiv astronomických fotografických desek. Tento archiv a objev a vyšetřování proměnné hvězdy popularizoval jméno Sonneberg po celém astronomickém světě.

Se začátkem fašistického režimu začalo bohatství astronomie v Postupimi i v Babelsbergu klesat. Vyhoštění židovských spolupracovníků hrálo v tomto procesu zásadní roli. Začátek druhé světové války prakticky znamenal zastavení astronomického výzkumu.

Vývoj po druhé světové válce

122 cm dalekohled Babelsberg CrAO.

Nový začátek po válce byl velmi obtížný. V Postupimi Einsteinova věž utrpěl těžké poškození bombami v Babelsberg cenné nástroje, mezi nimi i 122 cm dalekohled (v jehož bývalé budově je nyní knihovna AIP), byly demontovány a převezeny do Sovětského svazu jako válečné reparace. Nyní 122cm dalekohled pracuje v Krymská astrofyzikální observatoř.

V lednu 1947 převzala Německá akademie věd pod správu AOP a Babelsbergovu observatoř, ale teprve na počátku padesátých let začal astronomický výzkum znovu.

Režisér AOP Hans Kienle převzal redakční povinnosti odborného časopisu Astronomické poznámky (Němec: Astronomische Nachrichten ), který je dodnes vydáván v AIP a navíc nejstarším odborným časopisem pro astronomii.

V červnu 1954 Observatoř pro solární radioastronomii^[7] (OSRA) v Tremsdorfu (17 km jihovýchodně od Postupimi) zahájila svoji činnost jako součást AOP. Jeho historie začala v roce 1896: po objevu rádiových vln Heinrich Hertz v roce 1888, Johannes Wilsing a Julius Scheiner, kolegové z AOP, se pokusili detekovat rádiové emise ze Slunce. Nepodařilo se jim to kvůli nízké citlivosti jejich vybavení. Po druhé světové válce se Herbert Daene znovu pokusil o rádiové pozorování Slunce v Babelsbergu, které pokračovalo v Tremsdorfu.

V říjnu 1960 byl v USA slavnostně otevřen 2 m dalekohled postavený Carl Zeiss Jena Tautenburg Les poblíž Jeny a nový Hvězdárna Karl Schwarzschild byl založen. Schmidtova varianta tohoto dalekohledu je dodnes největší astronomickou širokoúhlou kamerou na světě a byla hlavním pozorovacím nástrojem astronomů NDR.

V roce 1969 čtyři východoněmecké astronomické instituty, Astrophysical Observatory Potsdam, Babelsberg Observatory, Thuringian Sonnebergova observatoř, a Hvězdárna Karl Schwarzschild Tautenburg, byli v průběhu akademické reformy připojeni k Ústřednímu ústavu astrofyziky Akademie věd NDR. Sluneční observatoř Einsteinova věž a Observatoř pro solární radioastronomii byla přidružena později.

Jedna část vědecké činnosti se týkala kosmických magnetických polí a kosmických dynam, jevů turbulence, magnetické a erupční procesy na Slunci, procesy rozptylu výbušné energie v plazmě, proměnné hvězdy a hvězdná aktivita. Další část byla zaměřena na rané fáze kosmická evoluce a původ struktury ve vesmíru, rozsáhlé struktury až po struktury nadkupy a do aktivní galaxie. V této souvislosti byly vyvinuty speciální metody zpracování obrazu. Kromě toho vyšetřování v astrometrie byly také provedeny.

Vědecká práce Ústředního ústavu pro astrofyziku silně trpěla izolací NDR od západního světa. Bylo velmi obtížné přijít do kontaktu se západními kolegy. Po podzimu 1989 pád berlínské zdi, najednou vznikly nové možnosti.

Sjednocení a založení AIP

Na základě předpisů sjednocující smlouvy pro Akademie věd z NDR, dne 31. prosince 1991 byl rozpuštěn Ústřední ústav astrofyziky. Na doporučení Vědecké rady dne 1. ledna 1992 byl založen Astrofyzikální ústav Postupim se značně omezeným počtem zaměstnanců. Zaujímá místo bývalé observatoře Babelsberg v Potsdam-Babelsberg.

The Sonnebergova observatoř a Hvězdárna Karl Schwarzschild již nejsou přidruženi k AIP, ale AIP stále provozuje observatoř pro astronomii solárního radaru^[7] (OSRA) v Tremsdorfu a udržuje Velký refraktor^[1] a Einsteinova věž v Telegrafenbergu.

Od té doby AIP rozšířila své výzkumné oblasti, zahájila několik nových technických projektů a podílí se na několika velkých mezinárodních výzkumných projektech (viz níže).

Dne 15. dubna 2011 byl název AIP změněn na „Leibnizův institut pro astrofyziku v Postupimi“, aby byla zdůrazněna příslušnost institutu k Leibnizově asociaci. Ústav zachovává zkratku „AIP“ i internetovou doménu „aip.de“.

Hlavní oblasti výzkumu

• Magnetohydrodynamika (MHD): Magnetická pole a turbulence ve hvězdách, akrečních discích a galaxiích; počítačové simulace atd. dynama, magnetické nestability a magnetická konvekce
• Sluneční fyzika: Pozorování slunečních skvrn a slunečního magnetického pole pomocí spektro-polarimetrie; Helioseismologie a hydrodynamické numerické modely; Studium procesů koronální plazmy pomocí radioastronomie; Provoz observatoře pro solární radioastronomii^[7] (OSRA) v Tremsdorfu se čtyřmi rádiovými anténami v různých frekvenčních pásmech od 40 MHz do 800 MHz
• Hvězdná fyzika: Numerické simulace konvekce ve hvězdných atmosférách, stanovení parametrů hvězdného povrchu a chemických abundancí, větry a prachové skořápky červených obrů; Dopplerova tomografie hvězdných povrchových struktur, vývoj robotických dalekohledů a simulace trubek magnetického toku
• Vznik hvězd a mezihvězdné médium: Hnědí trpaslíci a hvězdy s nízkou hmotností, cirkumstelární disky, původ dvojitých a vícehvězdných systémů
• Galaxie a kvasary: Mateřské galaxie a okolí kvasarů, vývoj kvasarů a aktivních galaktických jader, struktura a příběh o vzniku Mléčné dráhy, numerické počítačové simulace vzniku a vývoje galaxií
• Kosmologie: Numerická simulace formování rozsáhlých struktur. Semi-analytické modely formování a vývoje galaxií. Předpovědi budoucích velkých pozorovacích průzkumů.

Účast na velkých mezinárodních výzkumných projektech

Velký binokulární dalekohled

Velký binokulární dalekohled v Arizona

The Velký binokulární dalekohled (LBT) je nový dalekohled na hoře Mt. Grahams v Arizoně. LBT se skládá ze 2 obrovských 8,4 m dalekohledů na společné hoře. Se svou plochou 110 metrů čtverečních je LBT největším dalekohledem na světě na jediném držáku, který překonaly pouze kombinované VLT a Kecks.

VZTEKAT SE

The Experiment s radiální rychlostí^[8] měří do roku 2010 radiální rychlosti a množství elementů milionu hvězd, převážně na jižní nebeské polokouli. Multi-objekt 6dF spektrograf na 1,2m britském Schmidtově dalekohledu Anglo-australská observatoř budou použity za tímto účelem.

Průzkum digitálního nebe Sloan

The Průzkum digitálního nebe Sloan (SDSS) podrobně prozkoumá čtvrtinu celé oblohy a určí polohu a absolutní jas více než 100 milionů objektů oblohy. Kromě toho budou odhadnuty vzdálenosti více než milionu galaxií a kvasarů. S pomocí této studie budou astronomové schopni posoudit distribuci rozsáhlých struktur ve vesmíru. To může poskytnout náznaky o příběhu vývoje vesmíru.

LOFAR (nízkofrekvenční pole)

LOFAR je evropský rádiový interferometr, který měří rádiové vlny s mnoha jednotlivými anténami na různých místech, které kombinuje do jediného signálu. Jeden z těchto mezinárodních LOFAR Stanice budou v současnosti postaveny AIP v Bornimu v Postupimi.

Technické projekty

Virtuální observatoř

Německá astrofyzikální virtuální observatoř^[9] (GAVO) je e-věda projekt,^[2] která vytváří virtuální pozorovací platformu na podporu moderního astrofyzikálního výzkumu v Německu. Jedná se o německý příspěvek k mezinárodnímu úsilí o zřízení generála Virtuální observatoř. GAVO umožňuje standardizovaný přístup k německým a mezinárodním datovým archivům.

GREGOR

Sluneční dalekohled GREGOR

GREGOR^[10] je 1,5 m dalekohled pro solární výzkum Teide Observatory na Tenerife. Jedná se o nový typ solárního dalekohledu, který nahrazuje předchozí 45cm dalekohled Gregory-Coudé. GREGOR je vybaven adaptivní optika a dosáhne rozlišení 70 km povrchu Slunce. Výzkum těchto malých struktur je důležitý pro pochopení základních procesů interakce magnetických polí s turbulencí plazmy na Slunci. Vývoj dalekohledu Gregor povede Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS)^[11] za účasti několika ústavů. Dalekohled je pojmenován po James Gregory, vynálezce Gregoriánský dalekohled.

AGW velkého binokulárního dalekohledu

AIP je partnerem v LBT Consortium (LBTC) a finančně i materiálně se podílí na výstavbě Velký binokulární dalekohled. To s sebou nese jak vývoj, tak výrobu optiky a mechanických a elektronických součástek, jakož i vývoj softwaru pro snímací, vodicí a snímací jednotky vlnoplochy.^[12] (AGW). Jednotky AGW jsou základními součástmi dalekohledu a jsou nepostradatelné pro adaptivní optika.

Spektroskopický průzkumník s více jednotkami

Spektroskopický průzkumník s více jednotkami^[13] (MUSE) je nástrojem druhé generace pro VLT z ESO. MUSE je optimalizován pro pozorování normálních galaxií na velmi vysoký červený posun. Dále bude poskytovat podrobné studie blízkých normálních, interagujících a hvězdokupných galaxií.

Potsdam Echelle Polarimetric & Spectroscopic Instrument (PEPSI)

PEPSI^[14] je ve vysokém rozlišení spektrograf pro LBT. Umožní současné pozorování kruhového a lineárně polarizovaného světla s vysokým spektrálním a časovým rozlišením. Spektrograf je umístěn v místnosti stabilizované teplotou a tlakem ve sloupci dalekohledu. Světlo bude vedeno vláknovou optikou z dalekohledu do spektrografu.

STELLA

Robotická observatoř STELLA zapnuta Tenerife

STELLA^[15] je robotická observatoř, která se skládá ze dvou 1,2 m dalekohledů. Jedná se o dlouhodobý projekt sledování indikátorů hvězdné aktivity hvězd podobných Slunci. Operace probíhá bez dozoru - o vhodné strategii pozorování rozhodují dalekohledy automaticky.

Observatoř pro solární radioastronomii (OSRA)

Rádiová anténa OSRA v Tremsdorf

Robotická radiová observatoř OSRA^[7] bude zaznamenávat rádiové emise sluneční koróny pomocí čtyř různých čtyř antén ve frekvenčních pásmech 40–100 MHz, 100–170 MHz, 200–400 MHz a 400–800 MHz. Antény automaticky sledují Slunce.

Dalekohledy a spolupráce

• Einsteinova věž sluneční dalekohled
• Skvělý refraktor v Telegrafenbergu^[1]
• GREGOR^[10] sluneční dalekohled, spolupráce s KIS^[11]
• Velký binokulární dalekohled
• Meridian Circle^[16]
• OSRA^[7] Solární radiová observatoř v Tremsdorfu
• RoboTel^[17] robotický dalekohled
• STELLA^[15] robotický dalekohled
• Vakuový věžový dalekohled VTT, spolupráce s KIS^[11]
• 70 cm reflektorový dalekohled Zeiss^[18]
• 50 cm reflektorový dalekohled Zeiss^[19]
• Zeissův refraktorový dalekohled^[5]

Poznámky

Reference

• Wolfgang R. Dick, Klaus Fritze (Hrsg.): 300 Jahre Astronomie in Berlin und Potsdam: eine Sammlung von Aufsätzen aus Anlaß des Gründungsjubiläums der Berliner Sternwarte. Verlag Harri Deutsch, Thun, Frankfurt nad Mohanem 2000, ISBN  3-8171-1622-5

externí odkazy

• Leibnizův institut pro astrofyziku v Postupimi
• Historie na webové stránce AIP
• Velká binokulární dalekohledová observatoř
• Grid německé astronomické komunity Astrofyzikální e-věda v Německu

Souřadnice: 52 ° 24'18 ″ severní šířky 13 ° 06'15 ″ východní délky / 52,40500 ° N 13,10417 ° E / 52.40500; 13.10417