1

GREGORPerspektiven für die deutsche Sonnenforschung

Carsten DenkerSonnenobservatorium Einsteinturm

Optische Sonnenphysik

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 2

EinleitungSonnenphysik am AIPVerbindungen zu anderen TeleskopprojektenGREGOR StatusHochauflösende Sonnen-beobachtung

3D Magnet- und Strömungsfelder in der Photosphäre und Chromosphäre

Photometrisches Sonnenteleskop für die AntarktisSonnenzyklus, differentielle Rotation, meridionale Strömungen und solar-stellare Beziehungen

Perspektiven

2

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 3

Sonnenphysik am AIPEntwicklung eines Profils für die AG Optische SonnenphysikZusammenarbeit mit der Universität Potsdam (Lehre)Gemeinsame wissenschaftliche Projekte (intern, Potsdam/Berlin, national, europaweit und international)Wissenschaftliche Verantwortung für das zweidimensionale Spektropolarimeter (eines der beiden GREGOR „First-Light“ Instrumente)DFG Antrag Hochauflösende Beobachtungen von Geschwindigkeitsfeldern in Sonnenflecken und deren Umgebung, Zusammenarbeit mit Prof. Debi PrasadChoudhary, California State University NorthridgeEuropean Research Council Advanced Investigator Grant

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 4

Existierende und zukünftige Teleskopprojekte

MacMath-Pierce Telekop am Kitt-Peak National Observatory in Arizona

1,5 Meter Öffnung, veraltete Technologie, keine hochaufgelöstenBeobachtungen

New Solar Telescope am Big Bear Solar Observatory in Kalifornien1,6 Meter Öffnung, Schiefspiegler, einzige direkte Konkurrenz in den nächsten Jahren, jedoch nur begrenzte Ressourcen im technischen und wissenschaftlichen Bereich

Advanced Technology Solar Telescope des National Solar Observatory auf Maui, Hawaii

4 Meter Öffnung, Befürwortung durch das National Science Board, Baubeginn 2009/10, Fertigstellung nicht vor 2015, mögliche Beteiligung and der Postfokusinstrumentierung in Zusammenarbeit mit dem Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik

European Solar Telescope, La Palma, Spanien2,5 – 4 Meter Öffnung, Entwurf und Entwicklung EU finanziert, nicht relevant für die mittelfristige Planung

3

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 5

Status GREGOR M1Spiegelkörper wurde Ende September erfolgreich infiltriert, Grünkörper + Silizium Cesic, komplexer Prozess bei hohen Temperaturen von über 1600° CRisikomanagement: Ausschreibung des Teilnahmewett-bewerbs für die Zerodurvariante im November 2007Vorpolieren bis Mitte Dezember 2007Schlickerschicht wird im Januar 2008 aufgetragenPolieren bis September/October 2008

danach Lieferung nach TeneriffaEinbau des Spiegels im November 2008Inbetriebnahme etwa 1 Jahr später

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 6

2D SpektropolarimetrieGREGOR und (multi-konjugierte) Adaptive Optik hohe räumliche Auflösung Zugang zu fundamentalen Prozessen: magnetische Feinstruktur, Druckskalenhöhe und mittlere freie Weglänge von PhotonenInstrumente die an das Auflösungsvermögen angepasst sind (Fabry-Pérot Interferometer, FPI) BildrekonstruktionMultispektrale Forschung und quantitative SpektroskopieEin FPI für den blauen Wellenlängenbereich ist in die mittelfristige Planung aufgenommen.

Erschließung eines neuen Spektralbereich (380 – 500 nm)Höchste räumliche AuflösungInteressante Spektralbereiche (CN-Band, Ca II H und K, G-Band und Kontinuumfenster)

4

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 7

Hα Spektroskopie

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 8

3D Topologie des Magnetfeldes

Wie wird aus dem Magnetfeld während Rekonnexion Strahlungsenergie und kinetische Energie von Teilchen erzeugt? Vektormagnetogramme liefern die photosphärischen Randbedingungen für Magnetfeldextrapolationen.

a

5

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 9

ASPIRE Advanced Solar Photometric Imager and Radiation Experiment

Präzise Photometrie im blauen Bereich (380-460 nm) des Sonnenspektrums (CN-Band, Ca II K, G-Band and blaues Kontinuum)Räumliche Auflösung besser als 0.5 Bogensekunden (5 bis 10-mal besser als existierende synoptische Sonnenteleskope)Granulation und andere Feinstrukturen werden aufgelöstAdaptive Optik für große ÖffnungswinkelNächste Generation von Datenspeichern und schnelle Datenanalyse (Bildrekonstruktion, horizontale Geschwindigkeiten)Synergie mit ICE-T (10k ×10k Pixel Detektoren, IT Infrastruktur, Montierung und Gebäude)Wissenschaftliche Themen

Horizontale Geschwindigkeitsfelder: Differentielle Rotation, meridional Strömungen, Supergranulation und Entwicklung Aktiver GebieteSonnenzyklus und Strahlungsbilanz: Mitte-Rand-Variation von Fackeln, strukturelle Veränderungen von Sonnenflecken, chromosphärischenNetzwerk und FackelnSolar-terrestrische und solar-stellare Beziehungen

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 10

ASPIRE BildqualitätCN Band 388.3 nmCN Band 388.3 nm

Ca Ca IIII H 396.9 nm H 396.9 nm

GG--Band 430.5 nmBand 430.5 nm

KontinuumKontinuum 450.4 nm450.4 nm

20072007--0909--0505

HinodeHinode Daten Daten skaliert auf die skaliert auf die AuflAuflöösung von sung von ASPIRE. Zehn dieser ASPIRE. Zehn dieser Bilder wBilder wäären ren notwendig, um notwendig, um nebeneinander nebeneinander gelegt den gelegt den SonnenSonnenääquator quator abzudecken.abzudecken.

PSPT Mauna LoaPSPT Mauna Loa

Extrem gute Extrem gute SeeingbedingungenSeeingbedingungenam Dome C. am Dome C.

TTääglich 0.4 glich 0.4 BogenBogen--sekundensekunden ffüür bis zu r bis zu drei Stunden.drei Stunden.

6

5. November 2007 Astrophysikalisches Institut Potsdam 11

Ziele und PerspektivenGREGOR hat momentan absolute Priorität Verantwortung für das zweidimensionale Spektro-polarimeter und nächste Generation von PostfokusinstrumentenErweiterung der AG durch DrittmittelprojekteIntegration von optischer Sonnenphysik und solarer RadioastronomieEntwicklung eines klar umrissenen Forschungsprofils der Sonnenphysik am AIPSynergie zwischen den einzelnen Forschungsfelder am AIP insbesondere solar-stellare BeziehungenVerstärkte wissenschaftliche Zusammenarbeit auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene