• vom 30.05.2014, 17:04 Uhr

Technologie


Astronomie

Neue Software für die Südsternwarte




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  • Österreicher entwickelten Programm, das Astronomie-Bilder automatisch korrigiert.

Innsbruck/Wien. Eine von Wissenschaftern aus Innsbruck und Wien neu entwickeltes Computerprogramm ermöglicht es, durch die Erdatmosphäre entstehende Verzerrungen in astronomischen Beobachtungen automatisch zu korrigieren. Die Software wurde im Auftrag der Europäischen Südsternwarte entwickelt und überarbeitet bereits Aufnahmen, die von Teleskopen in der chilenischen Wüste gemacht werden.


Auf seiner langen Reise durch das Weltall stellen sich dem Licht bis zum Eintritt in die Erdatmosphäre kaum Hindernisse entgegen. Doch schon ab den oberen Atmosphäre-Schichten nimmt die Anzahl der Partikel zu, mit denen die Lichtteilchen wechselwirken können. "Licht wird absorbiert und regt Elektronen in Atomen und Molekülen direkt an", sagt der an der Entwicklung beteiligte Astrophysiker Stefan Kimeswenger von der Uni Innsbruck.

Das hat ungünstige Konsequenzen: Einerseits werden durch die Wechselwirkungen mit verschiedenen Partikeln wie Wasser, Sauerstoff, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, Methan oder Ozon bestimmte Wellenlängen des Lichts verschieden stark absorbiert. Andererseits führen solche Prozesse zu einem Eigenleuchten der Atome und Moleküle und in Folge zu einem helleren Hintergrund. Beides stört, wenn es darum geht, die Aufnahmen zu analysieren, die beispielsweise vom Very Large Telescope in der Atacama-Wüste gemacht werden.

Ausgeklügeltes Modell
Um Verzerrungen möglichst gut auszugleichen, musste man bisher mit Geld- und Zeitaufwand zusätzliche Beobachtungen durchführen, um anhand dieser Daten die Messungen zu kalibrieren. Mit der Software der Forscher aus Innsbruck und der Wissenschafter um den Astrophysiker Werner Zeilinger und den Mathematiker Hans Georg Feichtinger von der Universität Wien erfolgt die Kalibrierung nun automatisch. Der Schlüssel zur Kalibrierung am Computer ist ein ausgeklügeltes Modell, das berücksichtigt, welche Bereiche des Lichtspektrums an welchen Partikeln absorbiert werden. Zusätzlich braucht es ein möglichst genaues Modell zum aktuellen Aufbau der Atmosphäre. Dazu verwenden die Forscher Daten des weltweiten Wettervorhersagezentrums Global Data Assimilation System. So wird es möglich, Verzerrungen im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich aus den Aufnahmen zu entfernen, noch bevor die Bilder analysiert werden.

Die Tests in der chilenischen Wüste legen nahe, dass sich Effizienzsteigerungen von bis zu zehn Prozent erzielen lassen, schätzt Kimeswenger. Die Erkenntnisse aus dem Projekt werden auch in die Entwicklung neuer astronomischer Instrumente wie das "Extremely Large Telescope", das 2022 in der Atacama in Betrieb gehen soll, einfließen.




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Dokument erstellt am 2014-05-30 17:08:05



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