Институт астрофизики им. Лейбница, Потсдам

Институт астрофизики им. Лейбница, Потсдам

Главное здание в Бабельсберге
Председатель	Маттиас Штайнмец
Сотрудники	ок. 140
Место расположения	Потсдам-Бабельсберг
Интернет сайт	http://www.aip.de

Потсдамский астрофизический институт имени Лейбница (AIP) - немецкий исследовательский институт. Она является преемником Берлинской обсерватории, основанной в 1700 году, и Потсдамской астрофизической обсерватории (АОП), основанной в 1874 году. Последняя была первой в мире обсерваторией, которая уделяла особое внимание области исследований астрофизики . AIP была основана в 1992 году в результате реструктуризации после воссоединения Германии .

AIP финансируется из частных источников и является членом ассоциации Лейбница . Он расположен в Бабельсберге в земле Бранденбург , к западу от Берлина , хотя солнечная обсерватория Эйнштейн-Тауэр и большой телескоп-рефрактор ^[1] на Телеграфенберге в Потсдаме принадлежат AIP.

Ключевыми темами AIP являются космические магнитные поля ( магнитогидродинамика ) в различных масштабах и внегалактическая астрофизика . Астрономические и астрофизические области, изучаемые в AIP, варьируются от солнечной и звездной физики до звездной и галактической эволюции и космологии .

Институт также развивает исследовательские технологии в области спектроскопии и роботизированных телескопов . Это партнер Большого бинокулярного телескопа в Аризоне, возвели роботизированные телескопы в Тенерифе и Антарктике, разрабатывает астрономические приборы для больших телескопов , таких как VLT в ESO . Кроме того, в AIP ведется работа над несколькими проектами e-Science ^[2] .

История [ править ]

Происхождение [ править ]

История астрономии в Потсдаме началась в Берлине в 1700 году. По инициативе Готфрида В. Лейбница 11 июля 1700 года избирателем Фридрихом III в Берлине было основано «Бранденбургское общество» (позднее названное Прусской академией наук ) . Двумя месяцами ранее национальная календарная монополия профинансировала обсерваторию. К 18 мая первый режиссер 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 19 века, но основной календарь рассчитывался совсем недавно (он прекратился после Венде в 1991 году).

В 1711 году первая обсерватория была построена на улице Доротин в Берлине, а в 1835 году было построено новое здание обсерватории по проекту известного архитектора Карла Фридриха Шинкеля на Линден-стрит (недалеко от Галлешес Тор). Александр фон Гумбольдт пропагандировал астрономию в своих знаменитых лекциях «Космос» в 1827–1828 годах. Он сыграл важную роль в обеспечении фондов как обсерватории, так и инструментов.

Берлин обсерватория стала известна во всем мире , когда Иоганн Готфрид Галле обнаружил планету Нептун в 1846. открытиях канала лучей по Eugen Goldstein в 1886 году в физической лаборатории обсерватории и изменения в высоте полюса Земли по Карл Фридрих Кастнер в 1888 г. тоже были важны.

Последние два научных мероприятия 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) [ править ]

В середине 19 века спектральный анализ был разработан Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном . 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 к югу от Потсдама , 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 Густав Шперер проводил наблюдения за Солнцем с башни бывшего военного приюта на Линден-стрит в Потсдаме . Строительные работы начались в 1876 году; Осенью 1879 г. было закончено главное здание обсерватории и ее оборудование.

AOP управлялся советом директоров, в который входили Вильгельм Юлиус Ферстер , Густав Кирхгоф и Артур Оверс . В 1882 году единственным директором обсерватории был назначен Карл Герман Фогель . Теперь основное внимание в его работе было уделено звездной астрофизике. Он был первым, кто успешно определил лучевые скорости звезд фотографически, и в результате открыл спектроскопические двойные системы .

В 1899 году фирмы Steinheil и Repsold изготовили один из самых больших рефракторов в мире, Great Refractor of Potsdam ^[1] с линзами 80 и 50 см , и установили его в 24-метровый купол. Он был торжественно открыт немецким императором Вильгельмом II . Хотя она не оправдала всех надежд астрономов на нее, тем не менее следует упомянуть два важных открытия: линии межзвездного кальция в спектре спектроскопической двойной Дельта Ориона, выполненные Иоганном Хартманном в 1904 г. ^[3]и присутствие линий излучения звездного кальция - намек на звездную поверхностную активность - Густавом Эберхардом и Гансом Людендорфом около 1900 года.

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 общую теорию относительности . Всего через несколько недель после публикации теории Эйнштейном Шварцшильд нашел первое решение уравнений Эйнштейна , которое теперь названо в его честь как « решение Шварцшильда » и имеет фундаментальное значение для теории черных дыр.

Существуют и другие тесные связи между АОП и теорией относительности Эйнштейна. В 1881 году Альберт А. Михельсон впервые провел свои эксперименты с интерферометром ^[4] в подвале главного здания АОП, которые должны были опровергнуть движение Земли через гипотетический эфир . Его отрицательные результаты были фундаментально согласованы только с помощью специальной теории относительности Эйнштейна 1905 года.

Доказать гравитационное красное смещение спектральных линий Солнца - эффект, предложенный общей теорией относительности Эйнштейна - был целью телескопа на солнечной башне , построенного с 1921 по 1924 год по инициативе Эрвина Финли-Фрейндлиха . 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 создал с помощью этой необычайно экспрессионистской башни уникальное научное здание.

Помимо работы Шварцшильда, в последующие десятилетия важные программы наблюдений, такие как Potsdamer Photometrische Durchmusterung и выдающиеся исследования Вальтера Гротриана по солнечной короне, нашли признание во всем мире.

Перенос Берлинской обсерватории в Бабельсберг [ править ]

В конце 19 века Берлинская обсерватория , первоначально построенная за пределами города, была огорожена многоквартирными домами, поэтому научные наблюдения были практически невозможны. Поэтому Ферстер предложил перенести обсерваторию в место за пределами Берлина с лучшими условиями наблюдений. В 1904 году он назначил Карла Германа Струве , бывшего директора Кенигсбергской обсерватории, своим преемником для реализации этого проекта.

После экспериментальных наблюдений Пола Гутника летом 1906 года на холме в восточной части Королевского парка Бабельсберга было обнаружено новое место . 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.

Первые новые инструменты были поставлены весной 1914 года. 65-сантиметровый рефрактор ^[5] - первый большой астрономический инструмент, изготовленный на знаменитом предприятии Carl Zeiss Jena - был установлен в 1915 году, тогда как завершение 122-сантиметрового рефлектора телескопа ^{[ 6]} был отложен до 1924 г. из-за Первой мировой войны. Струве умер в 1920 году в результате несчастного случая, и его преемником стал Поль Гутник , который в 1913 году ввел 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 года обсерватория Зоннеберг, основанная Куно Хоффмайстером, была присоединена к обсерватории Бабельсберг. Более 60 лет проводился фотографический обзор неба, который представляет собой второй по величине архив астрономических фотопластинок. Этот архив, а также открытие и исследование переменных звезд популяризировали 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. Начало Второй мировой войны практически ознаменовало прекращение астрономических исследований.

События после Второй мировой войны [ править ]

Новый старт после войны был очень трудным. В Потсдаме башня Эйнштейна сильно пострадала от бомб, в Бабельсберге 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. Сейчас 122-сантиметровый телескоп работает в Крымской астрофизической обсерватории .

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 Astronomical Notes (нем. Astronomische Nachrichten ), который по сей день редактируется в AIP и, кроме того, старейшем профессиональном журнале по астрономии.

В июне 1954 г. в составе АОП начала свою работу Обсерватория солнечной радиоастрономии ^[7] (OSRA) в Тремсдорфе (17 км к юго-востоку от Потсдама). Его история началась в 1896 году: после открытия радиоволн Генрихом Герцем в 1888 году сотрудники АОП Йоханнес Вильсинг и Юлиус Шайнер попытались 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 года в Таутенбургском лесу недалеко от Йены был открыт 2-метровый телескоп, построенный компанией Carl Zeiss Jena, и была основана новая обсерватория Карла Шварцшильда . Вариант этого телескопа Шмидта до сих пор является самой большой астрономической широкопольной камерой в мире и основным наблюдательным инструментом астрономов ГДР.

В 1969 годе четыре восточно-германские астрономические институты, астрофизическая обсерватория Потсдам, Babelsberg обсерватория, Тюрингия Sonneberg обсерватория и Шварцшильд обсерватория Таутенбургская , были объединены в ходе реформы академии в Центральном институт астрофизики Академии наук ГДР . Солнечная обсерватория Эйнштейновская башня и Обсерватория солнечной радиоастрономии были присоединены позже.

Одна часть научной деятельности касалась космических магнитных полей и космических динамо, явлений турбулентности , магнитных и эруптивных процессов на Солнце, взрывных процессов диссипации энергии в плазме, переменных звезд и звездной активности. Другая часть была направлена ​​на ранние фазы космической эволюции и происхождение структур во Вселенной , от крупномасштабных структур до структур сверхскоплений и активных галактик . В связи с этим были разработаны специальные методы обработки изображений. Кроме того, были проведены исследования в области астрометрии .

Научная работа Центрального института астрофизики сильно пострадала от изоляции ГДР от западного мира. Было очень сложно контактировать с западными коллегами. После падения Берлинской стены осенью 1989 года сразу же открылись новые возможности.

Воссоединение и основание AIP [ править ]

На основании предписаний Унификации договора на Академию наук в ГДР , Центральный институт астрофизики был распущен 31 декабря 1991 года по рекомендации Научного совета 1 января 1992 года Астрофизический институт Потсдам, с очень сокращенный штат, был основан. Он расположен на территории бывшей обсерватории Бабельсберг в Потсдаме-Бабельсберге .

Sonneberg обсерватория и Шварцшильд обсерватория , больше не связаны с AIP, но AIP все еще действует Обсерваторию Солнечной Rado астрономии ^[7] (OSRA) в Tremsdorf и поддерживает Большой рефрактор ^[1] и Эйнштейн башня в Телеграфенберг.

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 им. Лейбница», чтобы подчеркнуть принадлежность института к Ассоциации Лейбница. Институт сохраняет аббревиатуру «AIP», а также Интернет-домен «aip.de».

Основные направления исследований [ править ]

• Магнитогидродинамика (МГД): магнитные поля и турбулентность в звездах, аккреционных дисках и галактиках; компьютерное моделирование динамо, магнитных неустойчивостей и магнитной конвекции
• Физика Солнца : 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 звездной поверхности, 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 [ править ]

Большой бинокулярный телескоп [ править ]

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 телескопам VLT и Kecks.

RAVE [ править ]

Radial Velocity Experiment ^[8] мер до 2010 лучевых скоростей и содержаний элементов из миллиона звезд, преимущественно в южной небесной полусфере. Для этого будет использован многообъектный спектрограф 6dF на 1,2-метровом телескопе UK Schmidt Англо-Австралийской обсерватории .

Sloan Digital Sky Survey [ править ]

Sloan Digital Sky Survey (SDSS) будет подробно исследовать четверть всего неба и определить 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) [ править ]

LOFAR - это европейский радиоинтерферометр, который измеряет радиоволны с помощью множества отдельных антенн в разных местах, которые он объединяет в один сигнал. Одна из этих международных станций LOFAR в настоящее время будет построена AIP в Борниме под Потсдамом.

Технические проекты [ править ]

Виртуальная обсерватория [ править ]

Немецкая астрофизическая виртуальная обсерватория ^[9] (GAVO) - это проект электронной науки ^[2], который создает виртуальную платформу наблюдений для поддержки современных астрофизических исследований в Германии. Это вклад Германии в международные усилия по созданию общей виртуальной обсерватории . ГАВО обеспечивает стандартизированный доступ к немецким и международным архивам данных.

ГРЕГОР [ править ]

GREGOR ^[10] - 1,5-метровый телескоп для исследования Солнца в обсерватории Тейде на Тенерифе. Это новый тип солнечного телескопа, который заменяет предыдущий 45-сантиметровый телескоп Грегори-Куде. GREGOR оснащен адаптивной оптикой и обеспечивает разрешение 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 Джеймса Грегори , изобретателяГригорианский телескоп .

AGW большого бинокулярного телескопа [ править ]

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

Многоблочный спектроскопический исследователь [ править ]

Мульти блок Спектроскопические Explorer , ^[13] (МУЗА) является инструментом второго поколения для VLT в 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.

Potsdam Echelle Polarimetric & Spectroscopic Instrument (PEPSI) [ править ]

PEPSI ^[14] - спектрограф высокого разрешения 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 оптоволокну от телескопа к спектрографу.

СТЕЛЛА [ править ]

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

Обсерватория солнечной радиоастрономии (OSRA) [ править ]

Роботизированная радиообсерватория OSRA ^[7] будет регистрировать радиоизлучения 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 [ править ]

• Солнечный телескоп Эйнштейна
• Великий рефрактор в Телеграфенберге ^[1]
• Солнечный телескоп GREGOR ^[10] , сотрудничество с KIS ^[11]
• Большой бинокулярный телескоп
• Меридианный круг ^[16]
• OSRA ^[7] Солнечная радиообсерватория в Тремсдорфе
• Роботизированный телескоп RoboTel ^[17]
• Роботизированный телескоп STELLA ^[15]
• Телескоп с вакуумной башней VTT, сотрудничество с KIS ^[11]
• Телескоп с рефлектором Zeiss 70 см ^[18]
• Рефлекторный телескоп Zeiss 50 см ^[19]
• Телескоп-рефрактор Zeiss ^[5]

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

• Вольфганг Р. Дик, Клаус Фритце (Hrsg.): 300 Jahre Astronomie in Berlin und Potsdam: eine Sammlung von Aufsätzen aus Anlaß des Gründungsjubiläums der Berliner Sternwarte . Verlag Harri Deutsch , Тун, Франкфурт-на-Майне 2000, ISBN 3-8171-1622-5 

Внешние ссылки [ править ]

• Институт астрофизики им. Лейбница, Потсдам
• История на веб-странице AIP
• Обсерватория с большим бинокулярным телескопом
• Немецкое астрономическое сообщество Grid Astrophysical e-Science в Германии

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