Neue Technologien für spektroskopische Durchmusterungen von Millionen Sternen und Galaxien

Die Antwort auf fundamentale Fragen zur Natur der Dunklen Energie und Dunklen Materie, der Entstehung der Milchstraße und der Eigenschaften frühester Sterne in unserem Universum, bedarf die Untersuchung und Auswertung von Millionen von Sternen. Die zentrale Herausforderung besteht darin, eine riesige Menge an Daten über die chemische Zusammensetzung, Geschwindigkeit, Masse, Temperatur und Entfernung von Objekten zu gewinnen. Für die die Bewerkstelligung dieser Aufgaben, hat sich das Projekt „InSpecT“ um Dr. Roelof de Jong vom Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) das Ziel gesetzt, neue Technologien für die astronomische Spektroskopie zu entwickeln.

Ein Schwerpunkt des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Faserpositionierers, der bis zu 20.000 Fasern mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit positionieren kann, was die Effizienz spektroskopischer Durchmusterungen im Vergleich zu bisherigen Systemen um das Hundertfache steigert. Der Positionierer nutzt einen innovativen Mechanismus, der für präzise Bewegungen sorgt und Lichtverluste minimiert. Diese Technologie eröffnet neue Möglichkeiten für Teleskope mit Spiegeln von 10 bis 12 Metern Durchmesser.

„Unser Programm wird eine innovative Methode zur gleichzeitigen Positionierung von Zehntausenden von Glasfasern mit beispielloser Genauigkeit und Effizienz entwickeln und damit die Art und Weise revolutionieren, wie das Licht von astronomischen Objekten in Spektrographen eingespeist wird. Durch den Einsatz modernster photonischer Technologien wie Multicore-Fasern, photonische Multimode-Laternen und Wellenleiter wollen wir das Licht im optimalen Format zu den Spektrographen leiten, so dass in künftigen Anlagen keine unhandlichen, großen und teuren Spektrographen mehr benötigt werden“, sagt Projektleiter Roelof de Jong. „Dieses Programm bringt führende Experten für Faserpositionierung, Spezialfasern und Photonik zusammen.“

„InSpecT“ vereint die Expertise führender internationaler Forschungseinrichtungen, darunter das Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT), die Macquarie University/Australian Astronomical Optics (MU/AAO) und die École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Die Zusammenarbeit der verschiedenen Forschungseinrichtungen stellt sicher, dass die Technologie sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich realisierbar ist, um zukünftige Großteleskope wie das Wide Field Spectroscopic Telescope (WST) zu unterstützen und die Wettbewerbsfähigkeit Europas in der bodengebundenen Astronomie zu stärken. Neben der Anwendung in der Astronomie könnte die Technologie auch die minimalinvasive Chirurgie und industrielle Anwendungen revolutionieren. Die entwickelten Technologien werden entscheidend dazu beitragen, Europas Position in der bodengebundenen Astronomie zu stärken.

Der Leibniz-Wettbewerb fördert die strategischen Ziele der Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen des Paktes für Forschung und Innovation. Durch die Förderungen wird die Forschung auf höchstem Niveau unterstützt und die Ergebnisse sichtbar gemacht.