Институт астрофизики им. Лейбница, Потсдам - Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam

Институт астрофизики им. Лейбница, Потсдам (AIP) - немецкий исследовательский институт. Это преемник Берлинская обсерватория основан в 1700 г. и Потсдамская астрофизическая обсерватория (АОП), основанная в 1874 году. Последняя была первой в мире обсерваторией, которая явно подчеркнула область исследований астрофизика. AIP была основана в 1992 году в результате реструктуризации после Воссоединение Германии.

AIP финансируется из частных источников и является членом Ассоциация Лейбница. Это находится в Бабельсберг в состоянии Бранденбург, к западу от Берлин хотя Эйнштейновская башня солнечная обсерватория и великий рефракторный телескоп^[1] на Telegrafenberg в Потсдам принадлежат AIP.

Ключевые темы AIP - космические. магнитные поля (магнитогидродинамика ) в различных масштабах и внегалактическая астрофизика. Астрономические и астрофизические поля, изучаемые на AIP, варьируются от солнечный и звездная физика к звездный и галактическая эволюция к космология.

Институт также разрабатывает исследовательские технологии в области спектроскопия и роботизированные телескопы. Это партнер Большой бинокулярный телескоп в Аризоне установил роботизированные телескопы в Тенерифе и Антарктиды, разрабатывает астрономическое оборудование для больших телескопов, таких как VLT из ESO. Кроме того, поработайте над несколькими электронная наука проекты^[2] выполняются на АИП.

История

Источник

История астрономии в Потсдам действительно началось в Берлине в 1700 году. Готфрид В. Лейбниц, 11 июля 1700 г. «Бранденбургское общество» (позднее названное Прусская Академия Наук ) был учрежден избирателем Фридрих III в Берлине. Двумя месяцами ранее национальная календарная монополия профинансировала обсерваторию. К 18 мая первый директор, Готфрид Кирх, был назначен. Это произошло в спешке, потому что прибыль от национального основного календаря, рассчитанная и проданная обсерваторией, должна была стать источником финансирования для академии. Такое финансирование существовало до начала XIX века, но основной календарь рассчитывался совсем недавно (он прекратился после Венде в 1991 г.).

Alte Новый Berliner Sternwarte на Линден-стрит

В 1711 году была построена первая обсерватория на улице Доротин в Берлине, а в 1835 году - новое здание обсерватории, спроектированное известным архитектором. Карл Фридрих Шинкель, был завершен на Линден-стрит (около Hallesches Tor). Александр фон Гумбольдт затем пропагандировал астрономию в своих знаменитых лекциях «Космос» в 1827–1828 годах. Он сыграл важную роль в обеспечении фондов как обсерватории, так и инструментов.

В Берлинская обсерватория стал известен во всем мире, когда Иоганн Готфрид Галле открыл планету Нептун в 1846 году. Открытия лучи канала к Юджин Гольдштейн в 1886 г. в физической лаборатории обсерватории и изменения высоты полюса Земли по Карл Фридрих Кюстнер в 1888 г. тоже были важны.

Последние два научных события произошли, когда Вильгельм Юлиус Ферстер был директором обсерватории, которая в то время была прикреплена к Берлинскому университету. Он подготовил основу для астрономических обсерваторий в Потсдаме: в 1874 г. основание АОП на Телеграфенберге и в 1913 г. перенос Берлинской обсерватории в Бабельсберг.

Основание Потсдамской астрофизической обсерватории (АОП)

В Потсдамская астрофизическая обсерватория больше не используется как обсерватория. В настоящее время здесь размещается Потсдамский институт исследований воздействия на климат как часть Научный парк Альберта Эйнштейна

Поперечное сечение Потсдамская астрофизическая обсерватория

"Große Refraktor" 1899 года, двойной телескоп с линзами 80 см (31,5 дюйма) и 50 см (19,5 дюйма)

В середине 19 века спектральный анализ был разработан Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен. Это позволило получить информацию о физических параметрах и химическом составе звезд путем спектрального анализа их света. Ферстер осознал эти возможности и в 1871 году инициировал строительство солнечной обсерватории в качестве памятника наследному принцу, в котором он подчеркнул важность и пользу исследований Солнца. Эта идея вскоре распространилась на всю астрофизику.

Место для обсерватории было выбрано на холме южнее Потсдам Телеграфенберг, на котором с 1832 по 1848 год находилась ретрансляционная станция военного телеграфа из Берлина в Кобленц. 1 июля 1874 г. была основана АОП. Еще до начала строительства обсерватории осенью 1876 года солнечные наблюдения проводились с башни бывшего военного приюта на Линден-стрит в Потсдаме. Густав Шперер. Строительные работы начались в 1876 году; Основное здание обсерватории и ее оборудование были закончены осенью 1879 года.

АОП управлялось советом директоров, в состав которого входили Вильгельм Юлиус Ферстер, Густав Кирхгоф и Артур Ауверс. В 1882 г. Карл Германн Фогель был назначен единственным директором обсерватории. Основное внимание в его работе теперь уделялось звездной астрофизике. Он был первым, кто успешно определил лучевые скорости звезд фотографически, и в результате открыл спектроскопические двойные системы.

В 1899 году один из крупнейших рефрактор в мире, Великий рефрактор Потсдама,^[1] с линзами 80 и 50 см, выпускались фирмами Steinheil и Repsold и установлен в куполе длиной 24 м. Он был торжественно открыт германским императором, Вильгельм II. Хотя она не оправдала всех надежд астрономов на нее, тем не менее следует упомянуть два важных открытия: межзвездные линии кальция в спектре спектроскопической двойной Дельта Ориона к Йоханнес Хартманн в 1904 г.^[3] и наличие линий излучения звездного кальция - намек на звездную поверхностную активность - Густав Эберхард и Ганс Людендорф около 1900 г.

Десять лет спустя один из самых известных астрофизиков этого века, Карл Шварцшильд, стал директором обсерватории. Всего за несколько лет работы (к 1916 году он умер от хронической болезни) он внес фундаментальный вклад в астрофизику и Общая теория относительности. Всего через несколько недель после публикации теории Эйнштейном Шварцшильд нашел первое решение проблемы. Уравнения Эйнштейна, который теперь назван в его честь как "Решение Шварцшильда "и что имеет фундаментальное значение для теории черных дыр.

Существуют и другие тесные связи между АОП и теорией относительности Эйнштейна. В 1881 г. Альберт А. Михельсон впервые выполнил свой интерферометр эксперименты^[4] в подвале главного корпуса АОП, которые должны были опровергнуть движение Земли посредством гипотетического эфир. Его отрицательные результаты были принципиально согласованы только с помощью Эйнштейна. Специальная теория относительности теория 1905 года.

Эйнштейновская башня в Телеграфенберге сегодня. К Эрих Мендельсон

Чтобы доказать гравитационное красное смещение спектральных линий Солнца - эффект, предложенный общей теорией относительности Эйнштейна - был целью телескоп солнечной башни, который строился с 1921 по 1924 год по инициативе Эрвин Финлей-Фрейндлих. Хотя в то время еще было технически невозможно измерить гравитационное красное смещение, здесь были начаты важные разработки в области физики Солнца и плазмы, и архитектор, Эрих Мендельсон, превратившая эту необычно экспрессионистскую башню в уникальное научное здание.

Помимо работы Шварцшильда, в последующие десятилетия важные программы наблюдений, такие как Potsdamer Photometrische Durchmusterung и выдающиеся исследования Уолтер Гротриан на солнечная корона нашла признание во всем мире.

Переезд Берлинской обсерватории в Бабельсберг

Здания института в Бабельсберг

В конце 19 века Берлинская обсерватория, изначально построенный за пределами города, был огорожен многоквартирными домами, поэтому научные наблюдения были практически невозможны. Поэтому Ферстер предложил перенести обсерваторию в место за пределами Берлина с лучшими условиями наблюдений. В 1904 г. он назначил Карл Герман Струве, бывший директор Кенигсбергской обсерватории, как его преемник, чтобы реализовать этот проект.

После тестовых наблюдений Пол Гутник Летом 1906 г. на холме в восточной части Королевского парка г. Бабельсберг. Земля была передана в распоряжение обсерватории короной бесплатно. Стоимость новых зданий и новых инструментов составила 1,5 миллиона золотых марок и могла быть покрыта за счет продажи земельной собственности Берлинской обсерватории. Позже была снесена старая обсерватория, построенная Шинкелем. В июне 1911 года началось строительство новой обсерватории в Бабельсберге, а 2 августа 1913 года переезд из Берлина в Бабельсберг был завершен.

Весной 1914 г. были доставлены первые новые инструменты. 65 см. рефрактор^[5] - первый большой астрономический инструмент, изготовленный на знаменитом предприятии Carl Zeiss Jena - был установлен в 1915 году, тогда как завершение 122-сантиметрового рефлекторного телескопа^[6] был отложен до 1924 года из-за Первой мировой войны. Струве погиб в 1920 году в результате несчастного случая, а его преемником был Пол Гутник, который ввел в 1913 г. в астрономию фотоэлектрическую фотометрию как первый объективный метод измерения яркости звезд. Когда был построен 122-сантиметровый телескоп (в то время второй по величине в мире), обсерватория Бабельсберг стала самой оснащенной обсерваторией Европы.

Развитие фотоэлектрического метода исследования слабопеременных звезд и спектроскопических исследований на 122-сантиметровом телескопе сделало обсерваторию Бабельсберг известной и за пределами Европы.

В начале 1931 г. Обсерватория Зоннеберг основан Куно Хоффмайстер был прикреплен к обсерватории Бабельсберг. На протяжении более 60 лет проводился фотографический обзор неба, который представляет собой второй по величине архив астрономических фотопластинок. Этот архив, а также открытие и исследование переменные звезды популяризировал имя Зоннеберг во всем астрономическом мире.

С началом фашистского режима состояние астрономии в Потсдаме, а также в Бабельсберге начало приходить в упадок. Изгнание еврейских сотрудников сыграло важную роль в этом процессе. С началом Второй мировой войны практически прекратились астрономические исследования.

События после Второй мировой войны

122-сантиметровый телескоп Бабельсберга в КрАО.

Новый старт после войны был очень трудным. В Потсдаме Эйнштейновская башня был сильно поврежден бомбами, в Бабельсберг ценные инструменты, в том числе 122-сантиметровый телескоп (в бывшем здании которого сейчас находится библиотека AIP), были демонтированы и вывезены в Советский Союз в качестве возмещения ущерба. Теперь телескоп 122 см работает в Крымская астрофизическая обсерватория.

В январе 1947 года Немецкая академия наук взяла под свое управление АОП и Бабельсбергскую обсерваторию, но только в начале 1950-х годов астрономические исследования начались заново.

Директор АОП Ханс Кинле взял на себя обязанности редактора профессионального журнала. Астрономические заметки (Немецкий: Astronomische Nachrichten ), который по сей день редактируется в AIP и, кроме того, в старейшем профессиональном журнале по астрономии.

В июне 1954 г. обсерватория солнечной радиоастрономии^[7] (OSRA) в Тремсдорфе (17 км к юго-востоку от Потсдама) начала свою работу как часть AOP. Его история началась в 1896 году: после открытия радиоволн Генрих Герц в 1888 г., Йоханнес Вилсинг и Юлиус Шайнер сотрудники АОП пытались обнаружить радиоизлучение Солнца. Им это не удалось из-за низкой чувствительности их оборудования. После Второй мировой войны Герберт Даэн снова начал попытки радионаблюдений за Солнцем в Бабельсберге, которые были продолжены в Тремсдорфе.

В октябре 1960 г. был открыт 2-метровый телескоп, построенный компанией Carl Zeiss Jena. Таутенбург Лес под Йеной и новый Обсерватория Карла Шварцшильда был основан. Вариант этого телескопа Шмидта до сих пор является самой большой астрономической широкопольной камерой в мире и основным наблюдательным инструментом астрономов ГДР.

В 1969 году четыре восточно-германских астрономических института, Потсдамская астрофизическая обсерватория, обсерватория Бабельсберг, Тюрингия Обсерватория Зоннеберг, и Обсерватория Карла Шварцшильда Таутенбург, были присоединены в ходе реформирования академии к Центральному институту астрофизики АН ГДР. Солнечная обсерватория Эйнштейновская башня и Обсерватория солнечной радиоастрономии были присоединены позже.

Одна часть научной деятельности касалась космических магнитных полей и космических динамо, явлений турбулентность, магнитные и эруптивные процессы на Солнце, взрывные процессы диссипации энергии в плазме, переменные звезды и звездная активность. Другая часть была направлена ​​на ранние фазы космическая эволюция и происхождение структуры во Вселенной, крупномасштабные конструкции до сверхскопления и чтобы активные галактики. В связи с этим были разработаны специальные методы обработки изображений. Кроме того, исследования в астрометрия также были выполнены.

Научная работа Центрального института астрофизики сильно пострадала от изоляции ГДР от западного мира. Было очень сложно войти в контакт с западными коллегами. После осени 1989 г. падение берлинской стены, сразу возникли новые возможности.

Воссоединение и основание AIP

На основании предписаний Соглашения об объединении Академия Наук из ГДР Центральный институт астрофизики был распущен 31 декабря 1991 года. По рекомендации Научного совета 1 января 1992 года был основан Потсдамский астрофизический институт со значительно сокращенным штатом. Он занимает место бывшей обсерватории Бабельсберг в Потсдам-Бабельсберг.

В Обсерватория Зоннеберг и Обсерватория Карла Шварцшильда больше не связаны с AIP, но AIP по-прежнему управляет обсерваторией солнечной радиоастрономии^[7] (OSRA) в Тремсдорфе и обслуживает Great Refractor^[1] и Эйнштейновская башня в Телеграфенберге.

С тех пор AIP расширил свои области исследований, инициировал несколько новых технических проектов и участвует в нескольких крупных международных исследовательских проектах (см. Ниже).

15 апреля 2011 г. название AIP было изменено на «Потсдамский астрофизический институт имени Лейбница», чтобы подчеркнуть принадлежность института к Ассоциации Лейбница. Институт сохраняет аббревиатуру «AIP», а также Интернет-домен «aip.de».

Основные направления исследований

• Магнитогидродинамика (MHD): Магнитные поля и турбулентность в звездах, аккреционных дисках и галактиках; компьютерное моделирование динамо, магнитных неустойчивостей и магнитной конвекции
• Солнечная физика: Наблюдение солнечных пятен и магнитного поля Солнца с помощью спектрополяриметрии; Гелиосейсмология и гидродинамические численные модели; Изучение корональных плазменных процессов средствами радиоастрономии; Работа обсерватории солнечной радиоастрономии^[7] (OSRA) в Тремсдорфе, с четырьмя радиоантеннами в разных диапазонах частот от 40 МГц до 800 МГц
• Звездная физика: Численное моделирование конвекции в звездных атмосферах, определение параметров звездной поверхности и химического состава, ветров и пылевых оболочек красных гигантов; Доплеровская томография структур поверхности звезды, разработка роботизированных телескопов, а также моделирование магнитных трубок.
• Звездообразование и межзвездная среда: Коричневые карлики и маломассивные звезды, околозвездные диски, происхождение двойных и кратных звездных систем.
• Галактики и квазары: Материнские галактики и окружение квазаров, развитие квазаров и активных ядер галактик, структура и история происхождения Млечного Пути, численное компьютерное моделирование происхождения и развития галактик.
• Космология: Численное моделирование образования крупномасштабных структур. Полуаналитические модели образования и эволюции галактик. Прогнозы для будущих крупных наблюдательных съемок.

Участие в крупных международных исследовательских проектах

Большой бинокулярный телескоп

Большой бинокулярный телескоп в Аризона

В Большой бинокулярный телескоп (LBT) - новый телескоп на горе. Грэхемс в Аризоне. LBT состоит из двух огромных 8,4-метровых телескопов на общей монтировке. LBT с площадью 110 квадратных метров является самым большим телескопом в мире на одной монтировке, уступая только комбинированным VLT и Kecks.

БРЕД

В Эксперимент с радиальной скоростью^[8] измеряет до 2010 года лучевые скорости и содержание элементов у миллиона звезд, преимущественно в южном небесном полушарии. Мультиобъект 6dF спектрограф на 1,2-метровом телескопе UK Schmidt Англо-австралийская обсерватория будет применяться для этой цели.

Sloan Digital Sky Survey

В Sloan Digital Sky Survey (SDSS) детально исследует четверть всего неба и определит положение и абсолютную яркость более 100 миллионов небесных объектов. Кроме того, будут оценены расстояния более миллиона галактик и квазаров. С помощью этого исследования астрономы смогут оценить распределение крупномасштабных структур во Вселенной. Это может дать намек на историю развития Вселенной.

LOFAR (массив низких частот)

ЛОФАР это европейский радиоинтерферометр, который измеряет радиоволны с помощью множества отдельных антенн в разных местах, которые он объединяет в один сигнал. Один из этих международных ЛОФАР станции в настоящее время будут построены AIP в Борниме у Потсдама.

Технические проекты

Виртуальная обсерватория

Немецкая астрофизическая виртуальная обсерватория^[9] (ГАВО) является электронная наука проект,^[2] который создает виртуальную платформу наблюдения для поддержки современных астрофизических исследований в Германии. Это вклад Германии в международные усилия по созданию общей Виртуальная обсерватория. ГАВО обеспечивает стандартный доступ к немецким и международным архивам данных.

ГРЕГОР

Солнечный телескоп ГРЕГОР

ГРЕГОР^[10] 1,5-метровый телескоп для исследования Солнца Обсерватория Тейде на Тенерифе. Это новый тип солнечного телескопа, который заменяет предыдущий 45-сантиметровый телескоп Грегори-Куде. ГРЕГОР оснащен адаптивная оптика и достигнет разрешения 70 км поверхности Солнца. Исследование этих небольших структур важно для понимания основных процессов взаимодействия магнитных полей с плазменной турбулентностью на Солнце. Разработкой телескопа Грегора будет руководить Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS).^[11] при участии нескольких институтов. Телескоп назван в честь Джеймс Грегори, изобретатель Григорианский телескоп.

АГВ большого бинокулярного телескопа

AIP является партнером Консорциума LBT (LBTC) и вносит финансовый и материальный вклад в строительство Большой бинокулярный телескоп. Это влечет за собой как разработку, так и изготовление оптики, механических и электронных компонентов, а также разработку программного обеспечения для устройств сбора, управления и измерения волнового фронта.^[12] (AGW). Агрегаты AGW являются важными компонентами телескопа и незаменимыми для адаптивная оптика.

Многоблочный спектроскопический исследователь

Многоблочный спектроскопический исследователь^[13] (MUSE) - инструмент второго поколения для VLT из ESO. MUSE оптимизирован для наблюдения нормальных галактик с очень большим красным смещением. Кроме того, он предоставит подробные исследования ближайших нормальных, взаимодействующих галактик и галактик со вспышками звездообразования.

Поляриметрический и спектроскопический прибор Potsdam Echelle (PEPSI)

PEPSI^[14] это высокое разрешение спектрограф для LBT. Это позволит одновременно наблюдать круговой и линейно поляризованный свет с высоким спектральным и временным разрешением. Спектрограф расположен в помещении со стабилизированной температурой и давлением в колонне телескопа. Свет будет проводиться по волоконной оптике от телескопа к спектрографу.

СТЕЛЛА

Роботизированная обсерватория STELLA на Тенерифе

СТЕЛЛА^[15] роботизированная обсерватория, состоящая из двух телескопов длиной 1,2 м. Это долгосрочный проект по наблюдению за индикаторами звездной активности звезд типа Солнца. Операция происходит без присмотра - телескопы автоматически выбирают подходящую стратегию наблюдения.

Обсерватория солнечной радиоастрономии (OSRA)

Радиоантенна OSRA в Tremsdorf

Роботизированная радиообсерватория ОСРА^[7] будет регистрировать радиоизлучение солнечной короны с помощью четырех различных четырех антенн в полосах частот 40–100 МГц, 100–170 МГц, 200–400 МГц и 400–800 МГц. Антенны автоматически следят за Солнцем.

Телескопы и коллаборации

• Эйнштейновская башня солнечный телескоп
• Великий рефрактор в Телеграфенберге^[1]
• ГРЕГОР^[10] солнечный телескоп, сотрудничество с KIS^[11]
• Большой бинокулярный телескоп
• Меридианный круг^[16]
• OSRA^[7] Солнечная радиообсерватория в Тремсдорфе
• РобоТел^[17] роботизированный телескоп
• СТЕЛЛА^[15] роботизированный телескоп
• Телескоп с вакуумной башней VTT, сотрудничество с KIS^[11]
• Телескоп с рефлектором Zeiss 70 см^[18]
• Рефлекторный телескоп Zeiss 50 см^[19]
• Рефракторный телескоп Zeiss^[5]

Примечания

Рекомендации

• Вольфганг Р. Дик, Клаус Фритце (Hrsg.): 300 Jahre Astronomie в Берлине и Потсдаме: eine Sammlung von Aufsätzen aus Anlaß des Gründungsjubiläums der Berliner Sternwarte. Верлаг Харри Дойч, Тун, Франкфурт-на-Майне 2000, ISBN  3-8171-1622-5

внешняя ссылка

• Институт астрофизики им. Лейбница, Потсдам
• История на веб-странице AIP
• Обсерватория с большим бинокулярным телескопом
• Сетка сообщества немецкой астрономии Астрофизическая электронная наука в Германии

Координаты: 52 ° 24′18 ″ с.ш. 13 ° 06′15 ″ в.д. / 52,40500 ° с. Ш. 13,10417 ° в. / 52.40500; 13.10417