El Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) es un instituto de investigación alemán. Es el sucesor del Observatorio de Berlín , fundado en 1700, y del Observatorio Astrofísico de Potsdam (AOP), fundado en 1874. Este último fue el primer observatorio del mundo que destacó explícitamente el área de investigación de la astrofísica . La AIP se fundó en 1992, en el marco de una reestructuración tras la reunificación alemana .
La AIP cuenta con financiación privada y es miembro de la Asociación Leibniz . Está situado en Babelsberg , en el estado de Brandeburgo , justo al oeste de Berlín , aunque el observatorio solar Torre Einstein y el gran telescopio refractor [1] en Telegrafenberg en Potsdam pertenecen al AIP.
Los temas clave del AIP son los campos magnéticos cósmicos ( magnetohidrodinámica ) a diversas escalas y la astrofísica extragaláctica . Los campos astronómicos y astrofísicos estudiados en el AIP van desde la física solar y estelar hasta la evolución estelar y galáctica y la cosmología .
El instituto también desarrolla tecnología de investigación en los campos de la espectroscopia y los telescopios robóticos . Es socio del Gran Telescopio Binocular de Arizona, ha instalado telescopios robóticos en Tenerife y la Antártida, desarrolla instrumentación astronómica para grandes telescopios como el VLT de ESO . Además, en el AIP se llevan a cabo varios proyectos de e-Ciencia [2] .
La historia de la astronomía en Potsdam realmente comenzó en Berlín en 1700. Iniciada por Gottfried W. Leibniz , el 11 de julio de 1700 el elector Federico III fundó la "Brandenburgische Societät" (más tarde llamada Academia de Ciencias de Prusia ) en Berlín. Dos meses antes, el monopolio nacional del calendario financió un observatorio. El 18 de mayo se nombró al primer director, Gottfried Kirch . Esto se hizo rápidamente, porque los beneficios del calendario básico nacional, calculados y vendidos por el observatorio, deberían haber sido la fuente financiera de la academia. Este tipo de financiación existió hasta principios del siglo XIX, pero el calendario básico se calculó hasta hace muy poco (se detuvo después de la Wende de 1991).
En 1711 se construyó el primer observatorio en la calle Dorotheen de Berlín y en 1835 se completó un nuevo edificio de observatorio, diseñado por el famoso arquitecto Karl Friedrich Schinkel , en la calle Linden (cerca de Hallesches Tor). Alexander von Humboldt estaba entonces promoviendo la astronomía con sus famosas conferencias "Kosmos" en 1827-1828. Desempeñó un papel importante al proporcionar fondos tanto para el observatorio como para los instrumentos.
El Observatorio de Berlín se hizo mundialmente conocido cuando Johann Gottfried Galle descubrió el planeta Neptuno en 1846. Los descubrimientos de los rayos canal por parte de Eugen Goldstein en 1886 en el laboratorio físico del observatorio y de la variación de la altitud del polo terrestre por Karl Friedrich Küstner en 1888 fueron igualmente importantes.
Los dos últimos acontecimientos científicos tuvieron lugar cuando Wilhelm Julius Foerster era director del observatorio, que entretanto estaba adscrito a la Universidad de Berlín. Preparó las bases para los observatorios astronómicos de Potsdam: en 1874 la fundación del AOP en Telegrafenberg y en 1913 el traslado del Observatorio de Berlín a Babelsberg.
A mediados del siglo XIX, Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen desarrollaron el análisis espectral . Permitió adquirir información sobre los parámetros físicos y la abundancia química de las estrellas mediante el análisis espectral de su luz. Foerster reconoció estas posibilidades e inició la construcción de un observatorio solar en 1871 como monumento al príncipe heredero, en el que enfatizó la importancia y los beneficios de la investigación solar. Esta idea pronto se extendió a toda la astrofísica.
El emplazamiento del observatorio se eligió en una colina al sur de Potsdam , el Telegrafenberg, en el que se encontraba, de 1832 a 1848, una estación repetidora del telégrafo militar de Berlín a Coblenza. El 1 de julio de 1874 se fundó la AOP. Incluso antes de que comenzara la construcción del observatorio en el otoño de 1876, Gustav Spörer ya realizaba observaciones solares desde la torre del antiguo orfanato militar en la calle Linden en Potsdam . Las obras de construcción se iniciaron en 1876; El edificio principal del observatorio y su equipamiento se terminaron en el otoño de 1879.
La AOP estaba dirigida por una junta directiva compuesta por Wilhelm Julius Foerster , Gustav Kirchhoff y Arthur Auwers . En 1882, Carl Hermann Vogel fue nombrado director único del observatorio. El foco principal de su trabajo se centró ahora en la astrofísica estelar. Fue el primero en determinar con éxito fotográficamente las velocidades radiales de las estrellas y como resultado descubrió las binarias espectroscópicas .
En 1899, las firmas Steinheil y Repsold fabricaron uno de los refractores más grandes del mundo, el Gran Refractor de Potsdam, [1] con lentes de 80 y 50 cm, y lo montaron en una cúpula de 24 m. Fue inaugurado en una gran celebración por el emperador alemán, Guillermo II . Aunque no se cumplieron todas las esperanzas que los astrónomos tenían puestas en él, cabe mencionar dos descubrimientos importantes: las líneas de calcio interestelar en el espectro del binario espectroscópico Delta Orionis realizado por Johannes Hartmann en 1904 [3] y la presencia de líneas de emisión de calcio estelar. (un indicio de actividad en la superficie estelar) por Gustav Eberhard y Hans Ludendorff alrededor de 1900.
Diez años más tarde, uno de los astrofísicos más famosos de este siglo, Karl Schwarzschild , se convirtió en director del observatorio. En sólo unos pocos años de trabajo (en 1916 había muerto a causa de una enfermedad crónica) había hecho contribuciones fundamentales a la astrofísica y a la Teoría de la Relatividad General . Sólo unas semanas después de la publicación de la teoría de Einstein, Schwarzschild encontró la primera solución de las ecuaciones de Einstein , que ahora lleva su nombre " solución de Schwarzschild " y que es de fundamental importancia para la teoría de los agujeros negros.
Existen otros vínculos estrechos entre el AOP y la teoría de la relatividad de Einstein. En 1881, Albert A. Michelson realizó por primera vez sus experimentos con interferómetros [4] en el sótano del edificio principal de la AOP, que debían refutar el movimiento de la Tierra a través de un hipotético éter . Sus resultados negativos se reconciliaron fundamentalmente sólo a través de la teoría de la Relatividad Especial de Einstein de 1905.
Demostrar el corrimiento al rojo gravitacional de las líneas espectrales del Sol, un efecto propuesto por la teoría de la relatividad general de Einstein, era el objetivo del telescopio de torre solar , que se construyó entre 1921 y 1924 por iniciativa de Erwin Finlay-Freundlich . Aunque en aquella época todavía no era técnicamente posible medir el corrimiento al rojo gravitacional, aquí se iniciaron importantes avances en la física solar y del plasma y el arquitecto Erich Mendelsohn creó con esta torre peculiarmente expresionista un edificio científico único.
Además del trabajo de Schwarzschild, en las décadas siguientes importantes programas de observación, como el Potsdamer Photometrische Durchmusterung y las destacadas investigaciones de Walter Grotrian sobre la corona solar, obtuvieron reconocimiento en todo el mundo.
A finales del siglo XIX, el Observatorio de Berlín , construido originalmente fuera de los límites de la ciudad, estaba rodeado por bloques de viviendas, por lo que las observaciones científicas eran casi imposibles. Por lo tanto, Foerster propuso trasladar el observatorio a un lugar fuera de Berlín con mejores condiciones de observación. En 1904 nombró a Karl Hermann Struve , antiguo director del observatorio de Königsberg, como su sucesor para realizar este proyecto.
Después de las observaciones de prueba realizadas por Paul Guthnick en el verano de 1906, se encontró un nuevo sitio en una colina en la parte oriental del Parque Real de Babelsberg . La corona puso el terreno a disposición del observatorio de forma gratuita. Los costes de los nuevos edificios y de los nuevos instrumentos ascendieron a 1,5 millones de marcos de oro y podrían cubrirse mediante la venta del terreno del Observatorio de Berlín. El antiguo observatorio construido por Schinkel fue derribado posteriormente. En junio de 1911 comenzó la construcción de un nuevo observatorio en Babelsberg y el 2 de agosto de 1913 se completó el traslado de Berlín a Babelsberg.
Los primeros instrumentos nuevos se entregaron en la primavera de 1914. El refractor de 65 cm [5] , el primer gran instrumento astronómico fabricado por la famosa empresa de Carl Zeiss Jena, se montó en 1915, mientras que el telescopio reflector de 122 cm se completó [ 5]. 6] se retrasó hasta 1924 por la Primera Guerra Mundial. Struve murió en 1920 a causa de un accidente, y su sucesor fue Paul Guthnick , quien introdujo en 1913 la fotometría fotoeléctrica en la astronomía como el primer método objetivo para medir el brillo de las estrellas. Cuando se terminó el telescopio de 122 cm (en aquel momento el segundo más grande del mundo), el Observatorio de Babelsberg era el observatorio mejor equipado de Europa.
El desarrollo del método fotoeléctrico para la investigación de estrellas débilmente variables y los estudios espectroscópicos con el telescopio de 122 cm hicieron que el observatorio de Babelsberg fuera muy conocido también fuera de Europa.
A principios de 1931, el Observatorio Sonneberg , fundado por Cuno Hoffmeister, se adjuntó al Observatorio de Babelsberg. Durante más de 60 años se realizó un estudio fotográfico del cielo, que representa el segundo archivo más grande de placas fotográficas astronómicas. Este archivo y el descubrimiento e investigación de estrellas variables popularizaron el nombre Sonneberg en todo el mundo astronómico.
Con el inicio del régimen fascista, la suerte de la astronomía, tanto en Potsdam como en Babelsberg, empezó a decaer. El destierro de los compañeros de trabajo judíos jugó un papel esencial en este proceso. El inicio de la Segunda Guerra Mundial prácticamente marcó el cese de la investigación astronómica.
El nuevo comienzo después de la guerra fue muy difícil. En Potsdam, la Torre Einstein sufrió graves daños a causa de las bombas; en Babelsberg, valiosos instrumentos, entre ellos el telescopio de 122 cm (en cuyo antiguo edificio se encuentra ahora la biblioteca AIP), fueron desmontados y trasladados a la Unión Soviética como reparación de guerra. Actualmente el telescopio de 122 cm funciona en el Observatorio Astrofísico de Crimea .
En enero de 1947, la Academia Alemana de Ciencias tomó bajo su administración el AOP y el Observatorio de Babelsberg, pero no fue hasta principios de los años 50 cuando se reanudó la investigación astronómica.
El director de la AOP, Hans Kienle, asumió las tareas editoriales de la revista profesional Astronomical Notes (en alemán: Astronomische Nachrichten ), que hasta el día de hoy se edita en la AIP y, además, es la revista profesional de astronomía más antigua.
En junio de 1954, el Observatorio de Radioastronomía Solar [7] (OSRA) en Tremsdorf (17 km al sureste de Potsdam) comenzó a funcionar como parte del AOP. Su historia comenzó en 1896: después del descubrimiento de las ondas de radio por Heinrich Hertz en 1888, Johannes Wilsing y Julius Scheiner , miembros de la AOP, intentaron detectar las emisiones de radio del Sol. No lo consiguieron debido a la baja sensibilidad de sus equipos. Después de la Segunda Guerra Mundial, Herbert Daene volvió a intentar realizar observaciones radioeléctricas del Sol en Babelsberg, que continuó en Tremsdorf.
En octubre de 1960 se inauguró en el bosque de Tautenburg , cerca de Jena, el telescopio de 2 m construido por Carl Zeiss Jena y se fundó el nuevo Observatorio Karl Schwarzschild . La variante Schmidt de este telescopio es hasta el día de hoy la cámara astronómica de gran campo más grande del mundo y fue el principal instrumento de observación de los astrónomos de la RDA.
En 1969, los cuatro institutos astronómicos de Alemania Oriental, el Observatorio Astrofísico de Potsdam, el Observatorio de Babelsberg, el Observatorio Sonneberg de Turingia y el Observatorio Karl Schwarzschild de Tautenburg , se unieron al Instituto Central de Astrofísica de la Academia de Ciencias de la RDA en el marco de la reforma de la academia. . Posteriormente se afiliaron el observatorio solar Torre Einstein y el Observatorio de Radioastronomía Solar.
Una parte de las actividades científicas se refería a los campos magnéticos cósmicos y las dinamos cósmicas, los fenómenos de turbulencia , los procesos magnéticos y eruptivos en el Sol, los procesos explosivos de disipación de energía en los plasmas, las estrellas variables y la actividad estelar. Otra parte estuvo dirigida a las primeras fases de la evolución cósmica y al origen de las estructuras del Universo , desde estructuras de gran escala hasta las de supercúmulos y galaxias activas . En este sentido se han desarrollado métodos especiales de procesamiento de imágenes. Además, también se han realizado investigaciones en astrometría .
El trabajo científico del Instituto Central de Astrofísica se vio gravemente afectado por el aislamiento de la RDA del mundo occidental. Fue muy difícil entrar en contacto con colegas occidentales. Después de la caída del Muro de Berlín en otoño de 1989 , surgieron inmediatamente nuevas posibilidades.
Sobre la base de las prescripciones del Acuerdo de Unificación de la Academia de Ciencias de la RDA , el Instituto Central de Astrofísica fue disuelto el 31 de diciembre de 1991. Por recomendación del Consejo Científico del 1 de enero de 1992, el Instituto Astrofísico de Potsdam, con una gran Se fundó una plantilla reducida. Ocupa el antiguo emplazamiento del Observatorio Babelsberg en Potsdam-Babelsberg .
El Observatorio Sonneberg y el Observatorio Karl Schwarzschild ya no están afiliados al AIP, pero el AIP todavía opera el Observatorio de Astronomía del Rado Solar [7] (OSRA) en Tremsdorf y mantiene el Gran Refractor [1] y la Torre Einstein en Telegrafenberg.
Desde entonces, la AIP ha ampliado sus áreas de investigación, ha iniciado varios proyectos técnicos nuevos y participa en varios grandes proyectos de investigación internacionales (ver más abajo).
El 15 de abril de 2011, el nombre del AIP se cambió a "Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam", para enfatizar la afiliación del instituto a la Asociación Leibniz. El instituto conserva la abreviatura "AIP", así como el dominio de Internet "aip.de".
El Gran Telescopio Binocular (LBT) es un nuevo telescopio ubicado en el Monte Grahams en Arizona. El LBT consta de 2 enormes telescopios de 8,4 m montados en una montura común. Con una superficie de 110 metros cuadrados, el LBT es el telescopio más grande del mundo montado en una sola montura, sólo superado por los VLT y Kecks combinados.
El Experimento de Velocidad Radial [8] mide hasta 2010 las velocidades radiales y las abundancias elementales de un millón de estrellas, predominantemente en el hemisferio celeste sur. Para ello se utilizará el espectrógrafo multiobjeto 6dF instalado en el telescopio Schmidt del Reino Unido de 1,2 m del Observatorio Anglo-Australiano .
El Sloan Digital Sky Survey (SDSS) investigará en detalle una cuarta parte de todo el cielo y determinará la posición y el brillo absoluto de más de 100 millones de objetos celestes. Además, se estimarán las distancias de más de un millón de galaxias y quásares. Con la ayuda de este estudio, los astrónomos podrán evaluar la distribución de estructuras de gran escala en el Universo. Esto puede proporcionar pistas sobre la historia del desarrollo del Universo.
LOFAR es un radiointerferómetro europeo que mide ondas de radio con muchas antenas individuales en diferentes lugares y las combina en una sola señal. Una de estas estaciones LOFAR internacionales fue construida en Bornim, en Potsdam, y está operada por la AIP.
Solar Orbiter es una misión internacional liderada por la Agencia Espacial Europea (ESA), con la participación de la NASA. Fue lanzado el 10 de febrero de 2020 y observará el Sol durante al menos siete años. La carga útil científica consta de 10 instrumentos: cuatro instrumentos in situ que miden las condiciones físicas (campo magnético, ondas de radio, partículas energéticas...) en la ubicación de la nave, y seis instrumentos de teledetección que observan el Sol y su corona. en varios rangos de longitud de onda. El AIP participa en las operaciones y explotación científica de dos instrumentos: el Telescopio Espectrómetro para Imágenes de Rayos X (STIX) y el Detector de Partículas Energéticas (EPD).
El Observatorio Virtual Astrofísico Alemán [9] (GAVO) es un proyecto de e-ciencia [2] que crea una plataforma de observación virtual para apoyar la investigación astrofísica moderna en Alemania. Es la contribución alemana a los esfuerzos internacionales para establecer un Observatorio Virtual general . GAVO permite un acceso estandarizado a archivos de datos alemanes e internacionales.
GREGOR [10] es un telescopio de 1,5 m para la investigación solar del Observatorio del Teide en Tenerife. Se trata de un nuevo tipo de telescopio solar, que sustituye al anterior telescopio Gregory-Coudé de 45 cm. GREGOR está equipado con óptica adaptativa y alcanzará una resolución de 70 km de la superficie del Sol. La investigación de estas pequeñas estructuras es importante para comprender los procesos subyacentes de la interacción de los campos magnéticos con la turbulencia del plasma en el Sol. El desarrollo del telescopio Gregor estará dirigido por el Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS) [11] con la participación de varios institutos. El telescopio lleva el nombre de James Gregory , el inventor del telescopio gregoriano .
El AIP es socio del Consorcio LBT (LBTC) y contribuye financiera y materialmente en la construcción del Gran Telescopio Binocular . Esto implica tanto el desarrollo y la fabricación de la óptica y los componentes mecánicos y electrónicos como el desarrollo del software para las unidades de adquisición, guiado y detección de frente de onda [12] (AGW). Las unidades AGW son componentes esenciales del telescopio e indispensables para la óptica adaptativa .
El Multi Unit Spectroscopic Explorer [13] (MUSE) es un instrumento de segunda generación para el VLT de ESO . MUSE está optimizado para la observación de galaxias normales con un corrimiento al rojo muy alto. Además, proporcionará estudios detallados de galaxias cercanas normales, en interacción y con formación de estrellas.
PEPSI [14] es un espectrógrafo de alta resolución para el LBT . Permitirá la observación simultánea de luz polarizada circular y linealmente con alta resolución espectral y temporal. El espectrógrafo está situado en una sala con temperatura y presión estabilizadas dentro de la columna del telescopio. La luz será conducida por fibra óptica desde el telescopio hasta el espectrógrafo.
STELLA [15] es un observatorio robótico que consta de dos telescopios de 1,2 m. Se trata de un proyecto a largo plazo para observar indicadores de actividad estelar de estrellas similares al Sol. La operación se realiza sin supervisión: los telescopios deciden automáticamente la estrategia de observación adecuada.
El radioobservatorio OSRA [7] observó y registró las emisiones de radio de la corona solar todos los días desde 1990 hasta 2007. Estaba compuesto por cuatro antenas, que observaban en cuatro bandas de frecuencia diferentes: 40–80 MHz, 100–170 MHz, 200 –400MHz y 400–800MHz. Las antenas fueron robotizadas para seguir al Sol automáticamente. El observatorio estaba ubicado en Tremsdorf, cerca de Potsdam.
4MOST [16] es un instrumento multifibra y multiespectrógrafo que reemplazará a VIRCAM en el telescopio VISTA de 4 m y realizará un estudio de cinco años de objetivos galácticos y extragalácticos. Mientras que el hardware ha sido diseñado y construido por un equipo internacional de colaboradores, el instrumento se está ensamblando y probando en AIP. A diferencia de la mayoría de los proyectos de ESO , será operado conjuntamente por ESO y el consorcio científico, y la gestión del proyecto seguirá alojada en el AIP.
52°24′18″N 13°06′15″E / 52.40500°N 13.10417°E / 52.40500; 13.10417
