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Interferometrie mit mehreren Teleskopen Astronomie mit höchster Winkelauflösung

Interferometrie mit mehreren Teleskopen Astronomie mit höchster Winkelauflösung. Oskar von der Lühe Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik Freiburg. Inhalt. Fundamentals of interferometry Concepts of interferometry (contd.) Practical interferometry. Grundlagen der Interferometrie

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Interferometrie mit mehreren Teleskopen Astronomie mit höchster Winkelauflösung

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Presentation Transcript

  1. Interferometrie mit mehreren TeleskopenAstronomie mit höchster Winkelauflösung Oskar von der Lühe Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik Freiburg

  2. Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  3. Inhalt • Fundamentals of interferometry • Concepts of interferometry (contd.) • Practical interferometry • Grundlagen der Interferometrie • Praktische Konzepte • Beispiele Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  4. Was ist Interferometrie? • Überlagerung von elektromagnetischen Wellen • bei „optischen“ Wellenlängen • Infrarot:  = 20 µm ... 1µm • sichtbar:  = 1 µm ... 0.38 µm • die von einer Quelle ausgehen und • verschiedene Wege durchlaufen • um ihre räumlich-zeitlichen Kohärenzeigenschaften zu messen • Ziel • Überwindung der beugungsbegrenzten Winkelauflösung eines Teleskops durch kohärente Vereinigung mehrerer getrennter Teleskope Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  5. Beugungsbegrenzte Abbildung D Brennweite F Teleskopöffnung Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  6. Durchmesser D Basis B Brennweite F Young‘sches Interferenzexperiment Wellenlänge  Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  7. Zwei-Element Interferometer I Änderung der Basislänge Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  8. Zwei-Element Interferometer II Änderung Element-Durchmesser Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  9. Zwei-Element Interferometer III Änderung der Wellenlänge Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  10. Position der Quelle Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  11. Zwei-Element Interferometer IV Änderung der Quellenposition Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  12. delay  Interne Verzögerung Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  13. Zwei-Element Interferometer V Änderung der internen Verzögerung Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  14. Zwei-Element Interferometer VI Breitbandiges Spektrum einer Punktquelle Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  15. Zwei-Element Interferometer VII Breitbandiges Spektrum und interne Verzögerung Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  16. Ausgedehnte Quellen Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  17. Zwei-Element Interferometer VII Ausgedehnte Quelle - Doppelstern Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  18. Zwei-Element Interferometer VII Ausgedehnte Quelle - Sternscheibe Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  19. Ausgedehnte Quellen - Eindeutigkeit Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  20. Beispiel: „Pupil Masking“ am ESO/NTT Programmstern Referenzstern Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  21. Beispiel: „Pupil Masking“ am ESO/NTT Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  22. Source intensity Response to a point source in direction of  Observed Intensity Instrumental cosine term 2D Fourier transform of source intensity at angular frequency B/(visibility function) van Cittert - Zernike Theorem Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  23. Bestandteile eines Interferometers Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  24. Welche Basislänge braucht man für welche Winkelauflösung? Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  25. Projizierte Basislänge to source geometric delay wik projected baseline Bik‘ baseline Bik telescope i telescope k delay line k delay line i 1/2 ik beamsplitter and detectors Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  26. Array-Konfiguration und Erdrotations-Synthese ESO VLT Interferometer - Cerro Paranal, Chile Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  27. Array-Konfiguration und Erdrotations-Synthese VLTI - 4 Unit telescopes plus 4 Auxiliary telescopes VLTI - 4 Unit telescopes, Quelle bei  = -30° Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  28. Array-Konfiguration und Erdrotations-Synthese Abhängigkeit des VLTI „Wurstmusters“ von der Deklination (+10°, -10°, -30°, -50°, -70°) Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  29. Messbare Größen und Observablen Die gemessene Größe ist der „korrelierte Fluss“ bei der Wellenlänge  und der Winkelfrequenz Fourier-Komponente der Quellenintensität: Komplexe Kontrastfunktion: Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  30. Meilensteine in der optischen Interferometrie Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  31. Heutige Interferometer Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  32. Keck Interferometer Array, USA Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  33. image courtesy Bertrand Koehler Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  34. images courtesy Keck Observatory Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  35. VLT Interferometer, EUR Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  36. VLTI Delay Lines Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  37. VINCI - VLTI Commissioning Instrument Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  38. VLTI - Mid-Infrared Instrument (MIDI) Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  39. AMBER Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  40. Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  41. Sterndurchmesser Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  42. Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  43. Zirkumstellare Scheiben Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  44. Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  45. Stellare Oberflächen Drei Karten von  Ori (Betelgeuse), Nov. 1997 700 nm (WHT) 905 nm (COAST) 1290 nm (COAST) pictures courtesy COAST Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  46. Mehrfach-Sterne Capella im Abstand von 15 Tagen Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  47. Stellare Hüllen Interferometrie mit mehreren Teleskopen

  48. Interferometrie mit mehreren Teleskopen

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