Optische Intensitätsinterferometrie mit den H.E.S.S. Gammastrahlungsteleskopen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Projekts war die Entwicklung und Implementierung eines Systems für stellare Intensitätsinterferometrie, um mit den H.E.S.S.-Gammastrahlenteleskopen in Namibia Messungen von Sternen mit hoher Winkelauflösung durchzuführen. Während die Idee der Intensitätsinterferometrie in den 1960er Jahren von Brown und Twiss geprägt wurde, haben erst in jüngster Zeit große atmosphärische Cherenkov-Teleskope in Verbindung mit schneller Elektronik zu einer Wiederbelebung der Technik geführt, bei der Photonen, die von einer weit entfernten Quelle kommen, zwischen zwei Teleskopen korreliert werden und die Dekohärenz als Funktion der Entfernung zwischen den Teleskopen als Maß für die Ausdehnung des Objekts dient. Das Projekt war in drei Module unterteilt, für die jeweils die zentralen Ziele erreicht wurden. Zunächst wurde eine Lichterfassungsund Elektronikkette für die Intensitätsinterferometrie im Labor aufgebaut und mit einer LED als Kunstlichtquelle getestet. Zweitens entwickelten wir ein mechanisches und optisches System, das in Zeiten hellen Mondlichts an den H.E.S.S.-Teleskopen montiert werden kann, um die üblichen Gammastrahlenbeobachtungen nicht zu stören. Drittens haben wir Datenanalyse- und Simulationstools implementiert. Das Projekt führte zu zwei Messkampagnen bei H.E.S.S. , im April 2022 und April/Mai 2023. In der ersten Kampagne wurden erfolgreich zwei stellare Winkeldurchmesser für die hellen Sterne λ Sco (Shaula) und σ Sgr (Nunki) gemessen. Für die zweite Kampagne wurde der mechanische und optische Aufbau erweitert, um Sterndurchmesser in zwei verschiedenen Farben zu messen. In dieser zweiten Kampagne wurden vier stellare Winkeldurchmesser in zwei Farben für die Sterne β Cru (Mimosa), η Cen, δ (Dschubba) und Nunki bestimmt. Die gemessene Ausdehnung der Sterne lag in der Größenordnung einer halben Millibogensekunde mit einer Genauigkeit von wenigen Prozent. Eine solche Winkelauflösung entspricht der Größe eines Basketballs auf der Oberfläche des Mondes.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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LED as laboratory test source for astronomical intensity interferometry. Optics Express, 28(4), 5248.
Zmija, Andreas; Deiml, Peter; Malyshev, Dmitry; Zink, Adrian; Anton, Gisela; Michel, Thilo & Funk, Stefan
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Optical intensity interferometry lab tests in preparation of stellar diameter measurements at IACTs at GHz photon rates. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 509(3), 3113-3118.
Zmija, Andreas; Vogel, Naomi; Anton, Gisela; Malyshev, Dmitry; Michel, Thilo; Zink, Adrian & Funk, Stefan
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Comparing different approaches for stellar intensity interferometry. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 512(2), 1722-1729.
Karl, Sebastian; Zmija, Andreas; Richter, Stefan; Vogel, Naomi; Malyshev, Dmitry; Zink, Adrian; Michel, Thilo; Anton, Gisela; von Zanthier, Joachim & Funk, Stefan
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First intensity interferometry measurements with the H.E.S.S. telescopes. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 527(4), 12243-12252.
Zmija, Andreas; Vogel, Naomi; Wohlleben, Frederik; Anton, Gisela; Zink, Adrian & Funk, Stefan
