Wissenschaftliche Mitglieder

Professoren
Dr. John Hazlehurst; Dr. Sjur Refsdal; Dr. Dieter Reimers; Dr. Heinrich Wendker; Dr. Christian de Vegt

Dozenten
Dr. Lubos Kohoutek; Dr. Heinz Neckel

Hochschulassistenten/Assistenten/wiss. Mitarbeiter
Dr. Robert Baade; Dr. Dieter Engels; Dr. Detlef Groote; Dr. Hans-Jürgen Hagen; Dr. Rainer Kayser; Dr. Helmuth Kähler; Christoph Lisson (bis März 96); Dr. Lutz Wisotzki

Allgemeiner Überblick

Astrophysikalische Forschung ist Grundlagenforschung. Man kann sie im wesentlichen unter zwei Aspekten sehen. Einmal ist Astronomie die Fortsetzung der normalen physikalischen Forschung, die im "kosmischen Labor" Extremzustände der Materie vorgibt, wie sie im Labor nie erzeugt werden können. Zum anderen zielt die astronomische Forschung im weitesten Sinne auf zwei Grundfragen: Wie ist das Sonnensystem entstanden? Wie das Weltall? Und wie werden beide sich entwickeln?

Astronomische Forschung wandelt sich seit etwa zwei Jahrzehnten äußerst rasch. Zum einen liegt es daran, daß durch die Erschließung des gesamten elektromagnetischen Spektrums von Radio- über Infrarot- und Ultraviolett- bis hin zum Röntgen- und Gamma-Strahlen-Bereich viele Beobachtungen gar nicht mehr erdgebunden durchgeführt werden können. Zum anderen wurden aufgrund der Digitalisierung auch im klassischen optischen Bereich völlig neue Meß- und Auswertemethoden entwickelt. Beides führte sowohl zur Satellitentechnologie als auch zu Großobservatorien an klimatisch günstig gelegenen Orten und ist meistens im finanziellen und personellen Rahmen eines Universitätsinstituts gar nicht zu realisieren.

Deshalb werden für die meisten Forschungsprojekte der Hamburger Sternwarte Beobachtungen an Großgeräten in überregionalen Einrichtungen (ESO, Chile; MPI für Astronomie, Spanien; MPI für Radioastronomie, Bonn; IUE-Satellit der ESA/NASA, Röntgensatellit ROSAT, Hubble Space Telescope ESA/NASA) benutzt. Lokale Beobachtungen dienen vorwiegend dem Vorbereiten, dem Ausprobieren oder der Ausbildung.

Die Ansprüche an grundlegender Theorie und der Einsatz 2-dimensionaler Halbleiterdetektoren wie CCDs erfordern immer schnellere und größere Rechen- und Bildverarbeitungsanlagen.

Forschungsschwerpunkte

In der "Beobachtenden Astrophysik" gibt es folgende Schwerpunkte:

- Schmidt-Spiegel-Durchmusterung nach Quasaren

Die für die Nordhalbkugel konkurrenzlosen technischen Möglichkeiten des Hamburger Schmidt-Spiegels mit Objektivprismen auf dem Calar Alto (Spanien) sollen für eine großräumige Suche nach Quasaren genutzt werden. Daneben wird das Schmidt-Teleskop der ESO/La Silla (Chile) im Rahmen eines ESO Key Programmes für den Südhimmel genutzt. Quasare sind vermutlich äußerst helle und kosmologisch junge Objekte, die über Struktur und Entwicklung des Weltalls Aufschluß geben. Es gibt keine Durchmusterung bei schwachen Helligkeiten, die größere Himmelsareale überdecken. Nicht nur die Beobachtungen sind aufwendig, sondern auch die Bearbeitung der Platten ist nur über automatische Verfahren mit Hilfe eines rechnergesteuerten Mikrophotometers und schneller Auswerterechner möglich. Das Beobachtungsmaterial wird auch dazu benutzt, die Röntgenquellen der ROSAT-Durchmusterung zu identifizieren.
Nachfolgebeobachtungen von hellen, hochrotverschobenen Quasaren mit dem Hubble-Weltraumteleskop liefern Erkenntnisse über die Entwicklung der Materie im frühen Kosmos.

- Hüllen später Sterne

Die Hüllen später Sterne (Chromosphären, Koronae, Winde) gehören weiterhin zu den Schwerpunkten der Forschungstätigkeit. Die Koronae kühler Riesensterne, die mit dem Röntgensatelliten ROSAT studiert werden, sind von Bedeutung für das Verständnis der Sonnenkorona und der Sonnenaktivität und deren Einflüsse auf das Erdklima. Die Winde (Massenverluste) von Riesensternen, wichtig für die Endstadien der Sternentwicklung, werden quantitativ mit hochauflösender Ultraviolettspektroskopie mit dem Hubble Space Teleskop untersucht.

- Astrometrie

Durch Präzisionsmessungen der Positionen von Sternen und punktförmigen extragalaktischen Objekten mit optischen und radioastronomischen Verfahren wird an der Verbesserung eines fundamentalen Koordinatensystems der Astronomie gearbeitet. Insbesondere werden zur Zeit Arbeiten in Zusammenhang mit dem ESA-Astrometrie-Satelliten HIPPARCOS durchgeführt.

- Veränderlichkeit der Sonnenstrahlung

Aufgrund sehr genauer Messungen des Sonnenspektrums wurden Änderungen im Laufe des 11-jährigen Aktivitätszyklus der Sonne gefunden. Dieses ist wichtig für Klimatologie.

In der "Theoretischen Astrophysik" gibt es folgende Schwerpunkte:

- Theorie der Kontaktsysteme

Viele Sterne sind enge Doppelsterne. Häufig berühren die beiden Komponenten einander. Die Theorie solcher Kontaktsysteme muß vor allem die äußerst komplexe Wechselwirkung der beiden Komponenten beschreiben. Das System kann dann näherungsweise beschrieben werden durch zwei gekoppelte rotierende Einzelsterne. Die Entwicklungsvorhaben betreffen

• die Wechselwirkung der Komponenten, insbesondere den Energieaustausch,
• die Stabilität solcher Systeme.

Durch Lichtablenkung im Schwerefeld kann eine große Masse im Universum (z.B. eine Galaxie) als Gravitationslinse wirken. Eine hinter ihr liegende Lichtquelle (z.B. ein Quasar) wird dann mit veränderter scheinbarer Helligkeit oder sogar mehrfach beobachtet. Die theoretischen Untersuchungen zeigten, daß aus solchen Beobachtungen Massen und Entfernungen im Universum bestimmt werden können. Eine aufwendige Suche nach solchen Linsen wird in internationaler Zusammenarbeit und im Rahmen der Hamburger Quasardurchmusterung durchgeführt.

- Theorie des Strahlungstransportes

Die quantitative Interpretation der Linien- und Kontinuumsstrahlung von Sternen und von komplexeren Gebilden wie Akkretionsscheiben, Bipolare Winde etc. hat als Grundvoraussetzung theoretische Methoden, die den Transport von Strahlung in solchen Objekten behandeln können. Es werden theoretische Methoden zum Strahlungstransport in ausgedehnter, mehrdimensionaler Geometrie mit beliebigen Geschwindigkeitsfeldern entwickelt.

Wissenschaftliche Zusammenarbeit

Die Hamburger Sternwarte hält engen Kontakt insbesondere zu Großforschungszentren und überregionalen Einrichtungen:

• Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, München
• Europäische Südsternwarte (ESO), München und La Silla/Chile
• Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
• Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg und Calar Alto/Spanien
• Max-Planck-Institut für Astrophysik, München
• European Space Agency, ESTEC, Noordwijk, Madrid und Darmstadt
• U.S. Naval Observatory, Washington D.C./USA
• Dominion Radio Astrophysical Observatory, Penticton/Kanada
• Joint Institute for Laboratory Astrophysics, Boulder, Colorado/USA

Ausstattungsmängel

Die realen Kürzungen im Forschungsetat des Bundes behindern die Drittmitteleinwerbung insbesondere für Projekte am ROSAT-Satelliten und am ISO-Satelliten. Die Drittmitteleinwerbung bei der DFG wird zunehmend erschwert durch die fortgesetzten Haushaltskürzungen bei Z71 Mitteln.

Die Ausstattung mit leistungsfähigen Workstations ist wegen der größer werdenden Datenformate und -mengen und der ansteigenden Ansprüche bei theoretischen Modellierungen unzureichend.

Drittmittel 1996

Fördereinrichtung	Betrag
DFG	285.000
BMFT	655.000
EU	20.000
Gesamtförderung	960.000

Forschungsprojekte