Praktikum am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn
vom 19. bis zum 30. Oktober 2015
Von Julian Alexander von Lilienfeld-Toal und Tammo Denkena
Vom 19.10. bis zum 30.10.2015 hatten wir, Tammo Denkena und Julian Alexander von Lilienfeld-Toal, im Rahmen eines Stipendium der Auricher Wissenschaftstage die Möglichkeit, das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn zu besuchen.
Dabei durften wir mit Dr. Thushara Pillai und in der zweiten Woche auch mit Dr. Jens Kauffmann zusammenarbeiten und an deren aktuellem Projekt zur Erforschung der Entstehung von Sternen mitwirken. Im Zuge des Stipendiums konnten wir auch Erfahrungen hinsichtlich Forschungsarbeit, -methodik und Programmierung sammeln.
Unterkunft
Unsere Unterkunft für unsere Zeit in Bonn stellte das eigene Gästehaus des Instituts dar. Dieses befand sich direkt am Institutsgelände und bot neben uns auch internationalen Studenten Unterkunft, mit denen wir interessante Gespräche führen konnten.
Das Gästehaus war modern eingerichtet und beinhaltete eine Gemeinschaftsküche, wodurch wir uns selbst versorgen konnten. Allgemein lernten wir im Institut und dessen Umfeld nette, hilfsbereite Menschen kennen, die uns bei Rückfragen stets zur Verfügung standen.
Projektarbeit
Der erste Arbeitsschritt für uns bestand darin, ca. 10.000 Sternbilder bezüglich ihrer Lichtintensität zu sortieren und einzuordnen. Die unterschiedlichen Intensitäten der beobachteten Strukturen deuten auf unterschiedliche, zum Teil noch kaum erforschte Entwicklungsstadien von Sternen hin. Diese Aufnahmen entstammen aus den aktuellsten Satellitenbildern des Weltraumteleskopes Herschel, welcher über Jahre hinweg Aufnahmen der Milchstraße gemacht hat. Die dabei betrachteten Formationen befinden sich in mehreren Lichtjahren Entfernung unseres Standpunktes. Zur Sortierung nutzen wir ein von Thushara selbst geschriebenes Programm, welches die Aufgabe hatte, unsere Ergebnisse für die nachfolgende Deutung in bestimmte Dateiformate zu speichern.
Nach unserer getrennten Analysearbeit verglichen wir unsere Ergebnisse und erhielten eine Übereinstimmungsrate von ungefähr 90%, was für eine weiterführende Arbeit mit unseren Ergebnissen als eindeutig ausreichend eingeschätzt wurde. Unser Ziel bestand langfristig darin, ein automatisch ordnendes Skript zur Sortierung solcher Sternbilder zu verfassen, um die zeitintensive manuelle Sortierung überflüssig zu machen.
Dabei erstellten wir in Zusammenarbeit mit Thushara ein Programm in Python, welches diese Arbeiten in Sekunden erledigen soll. Zur Überprüfung der Präzision des entwickelten Skriptes verglichen wir unsere Einschätzungen mit denen des Programms. Nach einigen kleineren Veränderungen konnten wir eine hohe Präzision des Programms erzielen, welche für jegliche nachfolgenden Arbeiten bezüglich derartiger Sternbilder ausreichend ist.
Bei Thusharas und Jens’ aktuellem Projekt wurde ein besonderer Fokus auf die Dauer der jeweiligen Entwicklungsstadien gelegt. Ihr Ziel war es, das erste Stadium der Sternentstehung genauer zu erforschen. Dabei erwiesen sich unsere Ergebnisse und die des verfassten Programms als durchaus nützlich: Es war uns möglich, die Aufnahmen einer besonders niedrigen Lichtintensität herauszuschreiben und so die relative Dauer des ersten Stadiums zu bestimmen. Da nur ungefähr jedes 20. Sternbild eine derart niedrige Intensität aufgewiesen hat, konnte die gesamte Dauer der ersten Phase auf ca. 5% der gesamten Lebzeit eines Sterns beziffert werden.
In der zweiten Woche stieß auch unser zweiter Betreuer, Dr. Jens Kauffmann, nach einem Aufenthalt beim APEX-Teleskop in Chile zu uns. Durch tägliche Absprachen war er bereits über unseren Fortschritt informiert und konnte unverzüglich ins Projekt einsteigen. Der nächste Teil des Projektes bestand darin, die spektrale Energieverteilung von Sternen exemplarisch zu untersuchen.
Hierfür wurde wieder einmal ein neues Python-Skript benötigt. Nach unseren anfänglichen Erfahrungen waren wir größtenteils selbstständig imstande, dieses Programm zu verfassen. In diesem Fall war es notwendig, das Plancksche Strahlungsgesetz anzuwenden, um die Temperatur eines beobachteten Sterns zu bestimmen. Durch verschiedene Abgleichungen mit theoretischen Kurven wurde es uns möglich, die Energie von Sternen näherungsweise zu bestimmen. Die wichtigste gewonnene Kenntnis für das aktuelle Projekt war, dass Sterne – die im Grunde unserer Sonne ähneln – im ersten Entwicklungsstadium nur ca. 20 K warm sind (entspricht ungefähr -250° C).
Ausflug nach Effelsberg
In der zweiten Woche hatten wir außerdem die Möglichkeit, eines der größten und modernsten Radioteleskope weltweit zu besichtigen. Dieses steht – unweit vom Max-Planck-Institut – in Effelsberg.
Uns wurde eine begleitete Führung und Erklärung der Funktionsweise des Teleskops wie auch exklusive Einblicke in den laufenden Betrieb geboten. Wir lernten die vielfältige und aufwendige Forschungsarbeit am Radioteleskop kennen und durften sogar in die technischen Abteilungen einsehen.
Schlusswort
Insgesamt bot das Stipendium für uns viele neuartige, interessante Eindrücke und wir sind überaus dankbar für die Möglichkeit, die uns das Max-Planck-Institut im Rahmen der Auricher Wissenschaftstage geboten hat. Dabei danken wir besonders unseren Betreuern vor Ort, Dr. Jens Kauffmann und Dr. Thushara Pillai, sowie den Organisatoren der Wissenschaftstage.
