Satellitenmissionen Herschel und Planck: Blick in die Kinderstube der Galaxien

Nach fast 30 Monaten Betrieb stellte am 14. Januar das Hochfrequenzinstrument HFI seinen Dienst ein, da das Kühlmittel komplett aufgebraucht wurde. HFI benötigt zum Betrieb eine Temperatur von 0.1 Kelvin, darüber wird es für seinen Strahlungsbereich blind. Während dieser Zeit gelang es, insgesamt fünf all-sky-scans anzufertigen, drei mehr als erhofft. Das Niederfrequenzinstrument LFI (läuft bei bis zu 20 Kelvin) kann noch 6-9 Monate weiter Messwerte sammeln, danach wird der operative Teil der Planck-Mission beendet sein. Die Auswertung der Daten wird die beteiligten Wissenschaftler aber noch auf Jahre beschäftigen.

ESA PR (engl.): http://www.esa.int/esaCP/SEMXWNMXDXG_index_0.html

Neben der Vermessung der kosmischen Hintergrundstrahlung soll Planck als Teil der Primärmission auch Informationen über diverse Vordergrundquellen liefern. Zu den wichtigsten gehören die sog. H2-Regionen der Milchstraße, ausgedehnte Wolken aus molekularem Wasserstoff. Diese sind von besonderer Bedeutung, da sie zukünftige Sternentstehungsgebiete darstellen. Leider strahlt molekularer Wasserstoff kaum ab und ist so nur sehr schwer zu beobachten, glücklicher weise tritt er aber in Verbindung mit Kohlenstoffmonoxid (CO) auf. Dieses strahlt wesentlich stärker und einige seiner Emissionslinien liegen im Detektionsbereich von Planck. So gelang es, die bislang erste vollständige Karte der CO-Verteilung (und damit auch von H2) in unserer Galaxie anzufertigen. Bisher führte man solche Messungen mit Radioteleskopen durch, was aber sehr Zeitaufwändig ist (alleine schon deshalb, weil viele Kollegen auch was vom Teleskop ab haben wollen...). Deshalb gab es solche Surveys bisher nur für die "Galactic Plane", also die Hauptebene der Milchstraße, da man dort von der Existenz solcher Wolken wusste. Mit Planck gelang es nun nachzuweisen, dass auch weit außerhalb dieser Ebene große Mengen Wasserstoff anzutreffen sind. Viele dieser Wolken befinden sich an Positionen, an denen man sie nicht vermutet hätte.

Wesentlich rätselhafter ist indes die beobachtete Mikrowellen-Synchrotronstrahlung (30-44Ghz) aus dem Zentrum der Milchstraße. Synchrotronstrahlung entsteht, wenn schnelle Elektronen in einem Magnetfeld abgelenkt werden. Solche diffuse Strahlung findet sich praktisch überall in der Galaxie, sie wird mit einiger Sicherheit von Supernovae verursacht. Die Strahlung aus dem galaktischen Zentrum unterscheidet sich jedoch von ihr durch ein deutlich "härteres" Spektrum (d.h. die Intensität nimmt mit zunehmender Frequenz nicht so schnell ab). Interessant: legt man Daten des Gamma-Observatoriums Fermi darüber, so zeigt sich eine deutliche Übereinstimmung im räumlichen Intensitätsverlauf mit hochenergetischer Strahlung (bei 10-100GeV). Eine Übereinstimmung zwischen den beiden "Enden" des Spektralbereiches deutet auf einen gemeinsamen Ursprungsort hin.
Diese Synchrotronstrahlung wurde schon von der Vorgängermission WMAP entdeckt, die neuen Daten dürften einen weiteren Beitrag zur Klärung ihrer Entstehung bieten. Bisherige Erklärungsansätze reichen von galaktischen Winden, lokal erhöhten Supernova-Raten bis hin zur Annihilation von Dunkle Materie-Teilchen.


Link (engl.): http://www.esa.int/esaCP/SEM0FLYXHYG_index_0.html

Bild: Verteilung von CO in der Milchstraße (Credits: ESA/Planck Collaboration)

Zitat von mcnoch

Nun steht das Ende für Herschel endgültig ins Haus. Man kann noch nicht ganz genau sagen, wie lange der Helium-Vorrat noch reichen wird, aber nach einem fast dreistündigen Kommunikationsfenster, bei dem zahllose Betriebsdaten vom Satelliten heruntergeladen werden, kann man eine bessere Abschätzung machen.

Alle Hauptziele wurden erreicht, der Satellit nutzt die Zeit seitdem beobachtet Zusatzziele. Mit ca. 22 000 Beobachtungsstunden liegt Herschel etwa 10% über Soll. Nach Abschluss der wissenschaftlichen Mission wird man noch einige Wochen weitere Tests machen und zusätzliche Betriebsdaten für die Analyse des Satellitenbetriebes für zukünftige Missionen herunterladen und ihn dann Ende Mai in seinen sog. Friedhofsorbit um die Sonne einschießen.

Warum nicht in den Sonne? Nicht das in 200 Jahren der "friedhofsorbit" überfüllt ist.