Rekord-Radiokarte der Milchstraße:
Blick ins All wird deutlich schärfer
Unsere Galaxie leuchtet - auch dort, wo kein Licht ist. Wer mit Radiowellen schaut, sieht gewaltige Schleier aus Gas, Magnetfeldern und die Asche explodierter Sterne. Mit dem Projekt GLEAM-X haben Astronomen in Australien jetzt das bislang detailreichste Radiobild des Milchstraßenbandes erstellt.
In seiner dritten Datenausgabe zeigt GLEAM-X nun einen Bereich von über 3 800 Quadratgrad entlang der galaktischen Ebene. Das entspricht etwa zehn Prozent des gesamten Himmels - oder fast 18 000 Vollmonden, dicht an dicht gelegt.
Um so weite Himmelsfelder scharf abzubilden, kombinierten die Forscher zwei Generationen ihres Instruments: eine mit kurzen Antennenabständen für großflächige Strukturen wie Gasnebel und eine mit längeren Abständen für feine Details. Dadurch lassen sich sowohl ausgedehnte Formen als auch Strukturen von bis zu zwei Bogenminuten Größe erkennen - etwa so groß wie eine Euro-Münze aus zwei Kilometern Entfernung.
Radiokarte der Milchstraße: Helle Punkte zeigen Radioquellen, farbige Bänder, Gasnebel und Supernova-Überreste
Das Rauschen dieser Karten - also das zufällige Hintergrundsignal pro Messpunkt - liegt bei nur 3 bis 6 Milli-Jansky pro Auflösungselement (mJy/beam). Zum Vergleich: Ein Milli-Jansky ist ein Billionstel der Strahlungsleistung, die ein gewöhnliches UKW-Radio empfängt. Diese Empfindlichkeit erlaubt es, Radiowellen zu erfassen, die rund eine Million Mal schwächer sind als das, was ein typischer Radiosender auf der Erde abstrahlt.
Fakten aus der Studie
Insgesamt listet der neue Katalog 98.207 Quellen auf: von jungen Sternen und Supernova-Überresten bis zu fernen Galaxien, die durch den Staub der Milchstraße hindurch sichtbar werden. Die Aufnahmen sind zu über 99 Prozent zuverlässig und erfassen alle Objekte ab einer Helligkeit von etwa 30 Milli-Jansky - schwächer als viele bisher bekannte Radioquellen.
Diese Karte eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten: Sie hilft, verborgene Supernova-Überreste aufzuspüren, Pulsare besser einzugrenzen oder die feinen Magnetfelder der Galaxis zu vermessen. Sie liefert auch neue Hinweise, wo kosmische Strahlung entsteht - und wie sich das unsichtbare Rückgrat der Milchstraße ausdehnt, verbiegt und pulsiert.
Siehe auch:
Ein neues Radiobild der Milchstraße
Das Team um Silvia Mantovanini und Natasha Hurley-Walker nutzte dafür den Murchison Widefield Array, ein aus hunderten Antennen bestehendes Radioteleskop in der westaustralischen Wüste. Es arbeitet mit Radiowellen von 1,3 bis 4 Metern Wellenlänge - also millionenfach länger als sichtbares Licht und damit weit außerhalb des für Menschen sichtbaren Spektrums.In seiner dritten Datenausgabe zeigt GLEAM-X nun einen Bereich von über 3 800 Quadratgrad entlang der galaktischen Ebene. Das entspricht etwa zehn Prozent des gesamten Himmels - oder fast 18 000 Vollmonden, dicht an dicht gelegt.
Um so weite Himmelsfelder scharf abzubilden, kombinierten die Forscher zwei Generationen ihres Instruments: eine mit kurzen Antennenabständen für großflächige Strukturen wie Gasnebel und eine mit längeren Abständen für feine Details. Dadurch lassen sich sowohl ausgedehnte Formen als auch Strukturen von bis zu zwei Bogenminuten Größe erkennen - etwa so groß wie eine Euro-Münze aus zwei Kilometern Entfernung.
Rekord-Radiokarte der Milchstraße
Die Daten wurden zu einem einzigen Himmelsmosaik verrechnet - ein Prozess, bei dem Hochleistungsrechner tagelang arbeiten. Heraus kamen Radiokarten mit einer Positionsgenauigkeit von rund einer Bogensekunde, das entspricht etwa der Größe eines Stecknadelkopfs aus zwei Kilometern Entfernung.Radiokarte der Milchstraße: Helle Punkte zeigen Radioquellen, farbige Bänder, Gasnebel und Supernova-Überreste
Das Rauschen dieser Karten - also das zufällige Hintergrundsignal pro Messpunkt - liegt bei nur 3 bis 6 Milli-Jansky pro Auflösungselement (mJy/beam). Zum Vergleich: Ein Milli-Jansky ist ein Billionstel der Strahlungsleistung, die ein gewöhnliches UKW-Radio empfängt. Diese Empfindlichkeit erlaubt es, Radiowellen zu erfassen, die rund eine Million Mal schwächer sind als das, was ein typischer Radiosender auf der Erde abstrahlt.
Fakten aus der Studie
- Frequenzbereich: 72-231 MHz → Radiowellen von 1,3 - 4 m Länge
- Auflösung: bis zu 2 Bogenminuten ≈ Euro-Münze aus 2 km Entfernung
- Positionsgenauigkeit: ≈ 1 Bogensekunde ≈ Stecknadelkopf aus 2 km
- Rauschen: 3-6 mJy/beam → Empfindlichkeit für Signale, millionenfach leiser als irdische Radiosender
- Himmelsabdeckung: ≈ 10 % des sichtbaren Himmels
- Katalog: 98 207 Radioquellen, Zuverlässigkeit > 99 %
Insgesamt listet der neue Katalog 98.207 Quellen auf: von jungen Sternen und Supernova-Überresten bis zu fernen Galaxien, die durch den Staub der Milchstraße hindurch sichtbar werden. Die Aufnahmen sind zu über 99 Prozent zuverlässig und erfassen alle Objekte ab einer Helligkeit von etwa 30 Milli-Jansky - schwächer als viele bisher bekannte Radioquellen.
Diese Karte eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten: Sie hilft, verborgene Supernova-Überreste aufzuspüren, Pulsare besser einzugrenzen oder die feinen Magnetfelder der Galaxis zu vermessen. Sie liefert auch neue Hinweise, wo kosmische Strahlung entsteht - und wie sich das unsichtbare Rückgrat der Milchstraße ausdehnt, verbiegt und pulsiert.
Was ist ein Radioteleskop?
Ein Radioteleskop ist ein astronomisches Instrument zum Empfang elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich (etwa 10 MHz bis 100 GHz). Es macht Objekte im Weltall sichtbar, die kein oder nur wenig sichtbares Licht aussenden.
Radioteleskope bestehen typischerweise aus großen Parabolantennen, die Radiowellen sammeln und auf einen Empfänger fokussieren. Die größten Einzelteleskope haben Durchmesser von über 100 Metern.
Sie ermöglichen die Beobachtung von Pulsaren, Quasaren, Schwarzen Löchern, interstellaren Gaswolken und der kosmischen Hintergrundstrahlung - Objekte und Phänomene, die mit optischen Teleskopen oft nicht oder kaum erkennbar sind.
Radioteleskope bestehen typischerweise aus großen Parabolantennen, die Radiowellen sammeln und auf einen Empfänger fokussieren. Die größten Einzelteleskope haben Durchmesser von über 100 Metern.
Sie ermöglichen die Beobachtung von Pulsaren, Quasaren, Schwarzen Löchern, interstellaren Gaswolken und der kosmischen Hintergrundstrahlung - Objekte und Phänomene, die mit optischen Teleskopen oft nicht oder kaum erkennbar sind.
Wie funktioniert ein Radioteleskop?
Die Parabolantenne sammelt schwache Radiowellen aus dem Weltall und reflektiert sie zu einem Brennpunkt. Dort befindet sich ein Empfänger (Feed), der die Signale auffängt und verstärkt.
Die empfangenen Signale werden elektronisch verarbeitet, digitalisiert und mit Computern analysiert. Oft werden die Daten über Stunden oder Tage integriert, um extrem schwache Signale aus dem Rauschen herauszufiltern.
Anders als bei optischen Teleskopen ist die Atmosphäre für Radiowellen weitgehend durchlässig (außer bei sehr kurzen Wellenlängen). Radioteleskope können daher auch tagsüber und bei bewölktem Himmel arbeiten.
Die empfangenen Signale werden elektronisch verarbeitet, digitalisiert und mit Computern analysiert. Oft werden die Daten über Stunden oder Tage integriert, um extrem schwache Signale aus dem Rauschen herauszufiltern.
Anders als bei optischen Teleskopen ist die Atmosphäre für Radiowellen weitgehend durchlässig (außer bei sehr kurzen Wellenlängen). Radioteleskope können daher auch tagsüber und bei bewölktem Himmel arbeiten.
Warum sind Radioteleskope so groß?
Das Auflösungsvermögen eines Teleskops hängt vom Verhältnis Durchmesser zu Wellenlänge ab. Radiowellen sind millionenmal länger als sichtbares Licht (Zentimeter bis Meter statt Nanometer).
Um ähnliche Auflösungen wie optische Teleskope zu erreichen, müssen Radioteleskope entsprechend größer sein. Ein 100-Meter-Radioteleskop bei 21 cm Wellenlänge hat etwa die Auflösung eines 1-cm-Fernglases im sichtbaren Licht.
Große Antennen sammeln auch mehr Signalenergie, was bei den extrem schwachen Radioemissionen aus dem Weltall entscheidend ist. Die Signalstärke kann billionenmal schwächer sein als ein Mobiltelefonsignal.
Um ähnliche Auflösungen wie optische Teleskope zu erreichen, müssen Radioteleskope entsprechend größer sein. Ein 100-Meter-Radioteleskop bei 21 cm Wellenlänge hat etwa die Auflösung eines 1-cm-Fernglases im sichtbaren Licht.
Große Antennen sammeln auch mehr Signalenergie, was bei den extrem schwachen Radioemissionen aus dem Weltall entscheidend ist. Die Signalstärke kann billionenmal schwächer sein als ein Mobiltelefonsignal.
Was ist Interferometrie?
Bei der Interferometrie werden mehrere Radioteleskope zusammengeschaltet und wirken wie ein einziges riesiges Teleskop. Die Auflösung entspricht dem Abstand zwischen den am weitesten entfernten Antennen.
Das Very Large Array (VLA) in New Mexico verbindet 27 Antennen über 36 km Durchmesser. Das Event Horizon Telescope (EHT) verknüpft Teleskope weltweit und erreichte 2019 die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs.
VLBI (Very Long Baseline Interferometry) nutzt Teleskope auf verschiedenen Kontinenten und erreicht Auflösungen, die tausendmal besser sind als die besten optischen Teleskope - fein genug, um eine Zeitung auf dem Mond zu lesen.
Das Very Large Array (VLA) in New Mexico verbindet 27 Antennen über 36 km Durchmesser. Das Event Horizon Telescope (EHT) verknüpft Teleskope weltweit und erreichte 2019 die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs.
VLBI (Very Long Baseline Interferometry) nutzt Teleskope auf verschiedenen Kontinenten und erreicht Auflösungen, die tausendmal besser sind als die besten optischen Teleskope - fein genug, um eine Zeitung auf dem Mond zu lesen.
Was sind berühmte Radioteleskope und ihre Entdeckungen?
Das Arecibo-Observatorium in Puerto Rico (305 m, 1963-2020) war lange das größte Einzelteleskop. Es entdeckte den ersten Pulsar in einem Doppelsternsystem und sendete 1974 die berühmte Arecibo-Botschaft ins All.
FAST in China (500 m, seit 2016) ist heute das größte bewegliche Radioteleskop. Das VLA in New Mexico lieferte ikonische Bilder von Galaxien und wurde in Filmen wie "Contact" berühmt.
Wichtige Entdeckungen: Kosmische Hintergrundstrahlung (1964, Nobelpreis), Pulsare (1967, Nobelpreis), erste extrasolare Planeten um einen Pulsar (1992), Wassermoleküle im Weltall, Struktur von Galaxien und das erste Bild eines Schwarzen Lochs (2019).
FAST in China (500 m, seit 2016) ist heute das größte bewegliche Radioteleskop. Das VLA in New Mexico lieferte ikonische Bilder von Galaxien und wurde in Filmen wie "Contact" berühmt.
Wichtige Entdeckungen: Kosmische Hintergrundstrahlung (1964, Nobelpreis), Pulsare (1967, Nobelpreis), erste extrasolare Planeten um einen Pulsar (1992), Wassermoleküle im Weltall, Struktur von Galaxien und das erste Bild eines Schwarzen Lochs (2019).
Zusammenfassung
- Detailreichstes Radiobild der Milchstraße durch GLEAM-X-Projekt erstellt
- Murchison Widefield Array in Australien erfasst Radiowellen außerhalb des
- Kombination verschiedener Antennenabstände ermöglicht präzise Bildgebung
- Neuer Katalog umfasst 98.207 Radioquellen mit hoher Zuverlässigkeit
- Radiokarten zeigen verborgene Strukturen wie Supernova-Überreste
- Daten ermöglichen Erforschung kosmischer Strahlung und galaktischer Felder
Siehe auch:
- ESA enthüllt: Unsere Milchstraße reitet auf gigantischer Welle durchs All
- Mysteriöses Objekt in Milchstraße sendet alle 44 Min. Röntgenstrahlen
- Teleios: Fast perfekte, riesige Kugel in der Milchstraße entdeckt
- Kosmische Störung lässt düstere Prognosen für die Milchstraße zu
- Ganz neuer Blick auf mysteriöses Phänomen im Zentrum der Milchstraße
Thema:
