Forschung koordinieren
Astrophysikzentrum für Multimessenger-Studien in Europa geht an den Start
Das ACME wird sich insbesondere auf die Multi-Messenger Astrophysik konzentrieren. Diese neue Wissenschaft verfolgt den Ansatz, möglichst alle Abstrahlungsformen von ausgewählten astrophysikalischen Quellen gleichzeitig zu erfassen und hierzu die Daten verschiedener Observatorien zu verknüpfen. Ein prominentes Beispiel ist die am 17. August 2017 erstmals beobachtete Verschmelzung zweier Neutronensterne. Die Abbildung zeigt die Illustration einer solchen Neutronensternverschmelzung. // Foto NSF/LIGO Sonoma State University
Ziel der Wuppertaler Arbeiten ist es, die Daten des Observatoriums für gemeinsame Beobachtungen mit anderen Großforschungsgeräten vorzubereiten und den Datenaustausch in nahezu Echtzeit zu ermöglichen. „Das Pierre Auger Observatorium wird dadurch automatisch auf Beobachtungen anderer beteiligter Großgeräte reagieren können und auch umgekehrt Messungen an anderen Großgeräten auslösen, ganz im Sinne der Multi-Messenger Astronomie“, so Rautenberg. „Neben dieser erstmaligen Zusammenschaltung von Großgeräten wird sich die Arbeitsgruppe auch an der Datenauswertung und astrophysikalischen Interpretation der gewonnenen Daten beteiligen und ihre Expertise anderen Wissenschaftler*innen in Europa und darüber hinaus zur Verfügung stellen“, ergänzt Kampert.
Mit 40 Einrichtungen von Weltrang aus 15 Ländern bringt das ACME die Astroteilchen- und Astronomiegemeinschaften in einer gemeinsamen Anstrengung zusammen, um eine Grundlage für eine verstärkte langfristige Zusammenarbeit zwischen diesen Forschungsinfrastrukturen unabhängig von ihrem Standort zu schaffen und die Zugangsmöglichkeiten in ganz Europa und darüber hinaus zu verbessern. Das von der Europäischen Union mit insgesamt 14,5 Millionen Euro geförderte Projekt wird von Prof. Antoine Kouchner (CNRS/Université Paris Cité) und Co-Koordinator Paolo D'Avanzo (INAF, Italien) koordiniert.
Multi-Messenger Astronomie
Die Multi-Messenger Astronomie verfolgt den Ansatz, möglichst alle Abstrahlungsformen von ausgewählten astrophysikalischen Quellen gleichzeitig zu erfassen und hierzu die Daten verschiedener Observatorien zu verknüpfen. Ein prominentes Beispiel ist die am 17. August 2017 erstmals beobachtete Verschmelzung zweier Neutronensterne. Dieses Ereignis wurde sowohl über die abgestrahlten Gravitationswellen (Physik Nobelpreis 2017) als auch über die emittierte Gamma-, optische- und Radiostrahlung nachgewiesen.
Diese Kombination lieferte völlig neue Einblicke in die (astro)physikalischen Prozesse kurz vor, während und nach der Verschmelzung, etwa zu den inneren Eigenschaften von Neutronensternen wie auch zur Entstehung schwerer Elemente. Unter Beteiligung der Wuppertaler Arbeitsgruppe konnten darüber hinaus wichtige Obergrenzen auf die Emission hochenergetischer Neutrinos und Photonen gesetzt und dadurch die Bildung der nachfolgenden astrophysikalischen Jets besser verstanden werden.
Pierre-Auger-Observatorium
Die Erde ist einem dauerhaften Regen hochenergetischer Teilchen aus dem Weltall ausgesetzt. Wo sie genau herkommen, ist jedoch nicht geklärt. Ein internationales Team von Forschenden unter der Leitung von Nobelpreisträger James Cronin und unter Beteiligung der Bergischen Universität Wuppertal machte sich daran, diese – eine der größten und ältesten Fragestellungen der Astrophysik – zu lösen. Aus diesem Anlass entstand vor 25 Jahren das Pierre-Auger-Observatorium zur Beobachtung kosmischer Strahlung in der argentinischen Hochebene Pampa Amarilla.
Das Observatorium erstreckt sich über eine Fläche von 3.000 Quadratkilometern. Es ist damit das weltweit größte Observatorium für hochenergetische Teilchenstrahlen aus dem Universum. Sieben Jahre lang – von 2010 bis 2017 – stand es unter der Leitung der Bergischen Universität. Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert ist Mitbegründer und ehemaliger Sprecher des Observatoriums sowie bis heute Projektleiter für die Bergische Universität.
