MPE Pressemeldung

Albrecht Poglitsch erhält Preis für Instrumentenentwicklung der Astronomischen Gesellschaft 2017

6. September 2017

Für seine langjährigen Arbeiten bei der Instrumentenentwicklung für das ferne Infrarot wird Albrecht Poglitsch mit dem Preis für Instrumentenentwicklung der Astronomischen Gesellschaft 2017 ausgezeichnet, der in diesem Jahr zum ersten Mal verliehen wird. Albrecht Poglitsch entwickelte zuletzt insbesondere das PACS-Instrument für das Herschel-Weltraumteleskop der ESA, mit dem viele wichtige Entdeckungen zur Sternentstehung und -entwicklung bis hin zu fernen Galaxien und AGNs möglich waren.

Das PACS-Instrument wurde am MPE entwickelt und gebaut. Dieses Bild zeigt das fertige Instrument nach der Systemintegration am MPE, kurz vor der Integration mit dem Herschel-Weltraumteleskop. Bild vergrößern
Das PACS-Instrument wurde am MPE entwickelt und gebaut. Dieses Bild zeigt das fertige Instrument nach der Systemintegration am MPE, kurz vor der Integration mit dem Herschel-Weltraumteleskop. [weniger]

Der ferne Infrarotbereich ist für Astronomen sehr interessant, da hier zum einen von interstellarem Staub absorbierte UV- und optische Strahlung als thermische Strahlung wieder emittiert wird und zum anderen viele wichtige Kühlungslinien des interstellaren Gases in diesem Wellenlängenfenster liegen. Beobachtungen in diesem Bereich sind allerdings schwierig, da diese Wellenlängen (30-300 μm) von der Erdatmosphäre absorbiert werden und das ferne Infrarot somit vom Erdboden aus nicht zugänglich ist. Darüber hinaus ist die Entwicklung empfindlicher Photometer und Spektrometer in diesem Bereich besonders schwierig: Viele der im optischen und Mikrowellenbereich seit langem bekannten Techniken funktionieren nicht oder nur schlecht; es gibt keine kommerziell verfügbaren Detektoren; und das Instrument muss mit seinen beweglichen Teilen, den Detektoren und der Auslese-Elektronik auf wenige Grad Kelvin abgekühlt werden, um das Rauschen der thermischen Hintergrundstrahlung zu unterdrücken.

<p>Diese Ansicht vom Innern des PACS-Detektors wurde während der Ausrichtung des Spektroskopie-Spiegels aufgenommen.</p> Bild vergrößern

Diese Ansicht vom Innern des PACS-Detektors wurde während der Ausrichtung des Spektroskopie-Spiegels aufgenommen.

In seiner 30-jährigen Karriere hat sich Albrecht Poglitsch als einer der weltweit führenden Experimentatoren in diesem wichtigen und anspruchsvollen Forschungsbereich etabliert. Im Herbst 1986 kam er ans Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik und war hier – in Kollaboration mit der UC Berkeley – am Bau des damals weltweit einzigartigen Fabry-Perot-Spektrometers FIFI beteiligt, das 1988-1995 am Kuiper Airborne Observatory in Betrieb war. Dieses lieferte wichtige erste Ergebnisse zur Spektroskopie des Interstellaren Mediums der Milchstraße und naher Galaxien.

Darauf aufbauend begann Albrecht Poglitsch mit der Entwicklung von PACS, einer Kombination von Kamera und Spektrometer („integral field spectrometer“ (IFS)) für das Herschel-Weltraumteleskop der ESA. Dieses System liefert gleichzeitig ein zweidimensionales Bildfeld und ein Spektrum, d.h. eine Zerlegung des Lichts in seine Wellenlängen. Die im PACS-Spektrometer verwendeten Photodetektor-Arrays sind bis heute die größten und empfindlichsten ihrer Art. Für das Flugzeugobservatorium SOFIA wurde als Zwilling des PACS-Spektrometers unter Leitung von Albrecht Poglitsch FIFI-LS entwickelt, das heute vom deutschen SOFIA-Institut erfolgreich betrieben wird.

Herschel öffnete seine “Augen” am 14. Juni 2009 und PACS (kleines Bild) machte diese Aufnahme von M51, der „Whirlpool-Galaxie“, als erste Testbeobachtung. Bild vergrößern
Herschel öffnete seine “Augen” am 14. Juni 2009 und PACS (kleines Bild) machte diese Aufnahme von M51, der „Whirlpool-Galaxie“, als erste Testbeobachtung. [weniger]

Die Komplexität von PACS, die begrenzten Gewichts-, Volumen- und Leistungsressourcen auf einem Weltraumteleskop sowie das Kühlsystem erforderten es, bei der Entwicklung der Detektortechnologie ganz neue Wege zu gehen. Albrecht Poglitsch’s experimentelles und physikalisches Wissen war hier unverzichtbar, um das mechanische und optische Design weit über vorige Infrarotinstrumente hinaus auszureizen. Und das Instrument arbeitete hervorragend: während der fast vierjährigen Betriebsphase im Weltraum gab es keine wesentliche Störung.  

Die wissenschaftlichen Ergebnisse von PACS sind beeindruckend: Es war an mehr als 60% der gesamten Herschel-Beobachtungszeit beteiligt, und aus diesen Beobachtungen gingen bisher mehr als 1400 Veröffentlichungen hervor. Die Arbeiten mit PACS umfassen dabei die komplette Spannbreite von Galaxien im frühen Universum und dem kosmischen Infrarothintergrund, alten und jungen Sternen und der Filamentstruktur des interstellaren Mediums, bis hin zu protoplanetaren Scheiben und Objekten unseres Sonnensystems, z.B. im Kuiper Belt. Die Veröffentlichung, die das PACS-Instrument beschreibt (Poglitsch et al. 2010), wurde bereits ca. 1300 Mal zitiert.

<p>Um Störungen bei PACS durch elektrisch erzeugte Magnetfelder zu vermeiden, musste die Verkabelung auf dem Herschel-Satelliten neu verlegt werden – wie Albrecht Poglitsch durch einen Versuchsaufbau im Labor demonstrierte.</p> Bild vergrößern

Um Störungen bei PACS durch elektrisch erzeugte Magnetfelder zu vermeiden, musste die Verkabelung auf dem Herschel-Satelliten neu verlegt werden – wie Albrecht Poglitsch durch einen Versuchsaufbau im Labor demonstrierte.

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Bereits für seine Doktorarbeit zur Auffindung von Pikosekunden Relaxationen in Biopolymeren durch Millimeterwellen-Spektroskopie erhielt Albrecht Poglitsch 1984 die Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft. Das LabEx FOCUS-Programm des Service d’Astrophysique am IRFU/CEA in Frankreich zeichnete ihn 2014 als einen der weltweit bekanntesten Spezialisten der Infrarot-Detektion mit hohen Empfindlichkeiten aus und 2016 wurde er vom französischen Hochschul-und Forschungsministerium mit dem Gay-Lussac Humboldt-Preis geehrt.

 

PACS-Instrument

PACS ist ein Integraler Feld-Detektor für das Herschel-Weltraumteleskop. Es wurde von einem Institutskonsortium entwickelt, das vom MPE geleitet wurde. Dieses Konsortium umfasste KU Leuven, CSL, IMEC (Belgien); MPIA (Deutschland); CEA, LAM (Frankreich); INAFIFSI/OAA/OAP/OAT, LENS, SISSA (Italien); UVIE (Österreich); IAC (Spanien). Die Entwicklungen wurden finanziell unterstützt durch ESA-PRODEX (Belgien), DLR (Deutschland), CEA/CNES (Frankreich), ASI/INAF (Italien), BMVIT (Österreich) und CICYT/MCYT (Spanien).