Abenteuer Astronomie

Eine neue schnelle und gründliche Himmelsdurchmusterung hat begonnen, die es auf Variabilität am Himmel abgesehen hat: Die Zwicky Transient Facility am Samuel Oschin Telescope des Palomar Observatory, die seit Monatsbeginn getestet wird, soll jede Stunde über 3750 Quadradgrad des Himmels bis 20,5 mag. aufnehmen, wieder und wieder. Teilweise gehören die Daten zunächst nur der vom Caltech geführten Kollaboration – aus Deutschland sind DESY und die Humboldt-Universität zu Berlin beteiligt. Aber ab dem 2. Quartal 2018 sollen die Alarmmeldungen von „Transients“ aller Art sofort frei heraus gegeben werden: mit Amateurastronomen als möglichen Nutzern, die sich bei der Nachbeobachtung verdient machen können.

ZTF-Forscher Thomas Kupfer hat Abenteuer Astronomie erläutert, was da auf uns zu kommt: „Von jeder Aufnahme wird ein Referenzbild abgezogen (das wir bereits jetzt aufnehmen), wir bekommen ein Differenzbild, und jedes noch sichtbare Objekt in ein einem Differenzbild ist ein potentieller Transient.“ Am Anfang wird die Grenze bei einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis von etwa 15 im Differenzbild gesetzt: Das entspricht einer Helligkeitsänderung um ca. 0,25 mag. bei einem 15-mag.-Objekt, 0,4 mag. bei 17 mag. und 0,9 mag bei 20 mag. – wobei es egal ist, ob die Helligkeit plötzlich anstieg oder gar ein Objekt wie eine Supernova aus dem Nichts erschien oder ob eine Quelle z.B. durch Bedeckung etwas dunkler wurde. Am Ende wird ein Signal-Rausch-Verhältnis von 5 angestrebt, so Kupfer: „Wir erwarten ca. 1 Mio. astrophysikalische Events pro Nacht (nachdem Artefakte bereits herausselektiert wurden). Das ist alles von veränderlichen Sternen über Asteroiden bis hin zu Supernovae.“ Und von der Beobachtung über die Detektion einer Veränderung bis zum Alarm sollen nur 20 Minuten vergehen: eine ganz neue Art der ‚Zeit-Astronomie‘. Zu jedem Transient wird dabei auch eine 30-tägige Lichtkurve geliefert sowie die Farbe und ggf. die Nähe zu einer Galaxie angegeben.

Die ZTF interessiert sind aber nicht nur für die Transients: Auch die fortwährend erzeugten Gesamtkarten des Himmels über Palomar (in Südkalifornien auf 33,3° Nord) werden aufgehoben, jede Nacht 4 weitere Terabyte, und regelmäßig veröffentlicht. „Private“ Anteile der permanenten Himmelsdurchmusterung werden erst nach über einem Jahr frei, ein „öffentlicher“ – immerhin 40% der Beobachtungszeit – aber erheblich schneller: Es wird alle drei Nächte eine komplette Aufnahme des erreichbaren Himmels im g- und R-Band sein und von der Milchstraße sogar fast jede klare Nacht. „Alle Daten, die als Teil des öffentlichen Surveys aufgenommen werden, werden der Kollaboration genau zur gleichen Zeit wie der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen“, betont Kupfer: „Sprich wir haben keinen bevorzugten Zugang zu Alerts oder Lichtkurven sondern müssen auf den Daten-Release warten. Der erste volle Release wird ein Jahr nach Beginn des Surveys erfolgen, also Anfang 2019, und wird das komplette erste Jahr an Daten enthalten. Danach werden wir alle halbe Jahre releasen“ – Bilder, Kataloge und Lichtkurven. Zwar wird pro Belichtung eine Grenzgröße von 20,5 mag. erwartet, aber der Detektor geht bei Sternen heller als 14 mag. in Sättigung. „Wir beobachten den kompletten Himmel, der von Palomar zu erreichen ist“, sagt Kupfer, „und rechnen mit circa einer Milliarde Sternen.“

LINKS:
Homepage der ZTF: https://www.ptf.caltech.edu/ztf
Caltech Press Release: http://www.caltech.edu/news/zwicky-transient-facility-opens-its-eyes-volatile-cosmos-80369
PM des DESY: http://www.desy.de/aktuelles/news_suche/index_ger.html?openDirectAnchor=1307
UMD Press Release: https://cmns.umd.edu/news-events/features/4026
PM der Humboldt-Universität zu Berlin: https://www.hu-berlin.de/de/pr/nachrichten/november-2017/pm_171116_00