#18 – Sternenstaub-Detektive: Die Milchstraße mit dem Ofenrohr entdecken

Einleitung |
Ausrüstung und Technik |
Was gemessen werden kann |
Einschränkungen |
Quellenverzeichnis
Radioastronomie mit einfachen Mitteln: Die Vermessung der
Milchstraße Einleitung

Die Vorstellung, unsere Milchstraße mit vergleichsweise einfachen
Mitteln zu vermessen, mag zunächst überraschend klingen. Doch im
faszinierenden Feld der Radioastronomie ist dies für
ambitionierte Hobby-Astronomen tatsächlich realisierbar. Schon
mit Komponenten wie einem handelsüblichen DVB-T Stick, einem
Stück 3mm Kupferdraht und einem Ofenrohr können beeindruckende
Beobachtungen und Messungen durchgeführt werden. [1] Diese Art
der Amateur-Radioastronomie bietet eine einzigartige Möglichkeit,
grundlegende Aspekte unserer eigenen Galaxis auf eigene Faust zu
erkunden.
Ausrüstung und Technik

Das Herzstück einer solchen
Do-It-Yourself-Radioastronomie-Station ist typischerweise ein
modifizierter DVB-T Stick. Diese kleinen Geräte, ursprünglich für
den Empfang von digitalem Fernsehen konzipiert, können mit
spezieller Software (bekannt als SDR – Software Defined Radio)
umfunktioniert werden. Sie sind dann in der Lage, ein wesentlich
breiteres Spektrum an Radiofrequenzen zu empfangen und zu
verarbeiten. [1]


Die Antenne für solche Projekte ist oft eine selbstgebaute
Hornantenne. Diese kann effektiv aus einem einfachen Ofenrohr und
einem 3mm starken Kupferdraht konstruiert werden. Der Kupferdraht
dient dabei als Empfangselement (Monopolantenne), das in das
Ofenrohr eingeführt wird. Das Ofenrohr selbst agiert als
Wellenleiter, der die eintreffenden Radiowellen gezielt bündelt
und zum Empfangselement leitet. [3] Diese spezielle
Antennenkonfiguration ist besonders gut geeignet, um die
charakteristische 21-Zentimeter-Linie des interstellaren
Wasserstoffs zu erfassen.
Was gemessen werden kann

Das primäre Ziel dieser radioastronomischen Beobachtungen ist die
Detektion und Analyse der 21-Zentimeter-Linie. Diese spezifische
Funkemission entsteht, wenn der Elektronenspin eines neutralen
Wasserstoffatoms seine Ausrichtung ändert – ein Prozess, der eine
sehr geringe Energiemenge freisetzt. Diese Linie ist eine der
fundamentalsten und am häufigsten vorkommenden Signaturen im
gesamten Universum. [2]


Durch die präzise Messung der Frequenz dieser 21-Zentimeter-Linie
können Hobby-Radioastronomen den Dopplereffekt nutzen. Dieser
Effekt ermöglicht es, die Radialgeschwindigkeit von
Wasserstoffwolken innerhalb der Milchstraße relativ zur Erde zu
bestimmen. [2] Aus der Analyse dieser Dopplerverschiebungen
lassen sich wichtige Rückschlüsse auf die Rotationskurve unserer
Milchstraße ziehen. Die Form dieser Kurve wiederum gibt
Aufschluss über die Verteilung von Materie in unserer Galaxis,
einschließlich der Präsenz von Dunkler Materie. Es ist sogar
möglich, eine grobe Karte der Spiralstruktur der Milchstraße zu
erstellen, indem man die Intensität der 21-Zentimeter-Emission in
verschiedenen Himmelsrichtungen misst. [1]
Einschränkungen

Trotz der beeindruckenden Möglichkeiten, die diese einfache
Ausrüstung bietet, sind auch bestimmte Einschränkungen zu
beachten. Die Empfindlichkeit und die räumliche Auflösung einer
selbstgebauten Anlage sind naturgemäß begrenzt im Vergleich zu
professionellen Radioteleskopen von Observatorien. [3]


Ein weiteres großes Problem sind Störungen durch terrestrische
Quellen. Signale von Mobilfunknetzen, WLAN-Routern,
Mikrowellenöfen und anderen elektronischen Geräten können die
empfindlichen Messungen erheblich beeinträchtigen. Daher ist ein
möglichst störungsarmer Standort für solche Experimente von
großem Vorteil. [1] Während eine genaue und detaillierte
Vermessung der Milchstraße präzisere Instrumente und komplexe
Datenverarbeitung erfordert, sind diese DIY-Projekte für
Bildungszwecke, die Demonstration physikalischer Prinzipien und
den Lerneffekt von unschätzbarem Wert.
Quellenverzeichnis

[1] „Amateur Radio Astronomy with RTL-SDR“, Verfügbar unter:
https://www.rtl-sdr.com/amateur-radio-astronomy/

[2] „The 21cm Hydrogen Line and Galactic Structure“,
Verfügbar unter: https://www.astronomy.ohio-state.edu/21cm_line/

[3] „DIY Radio Telescopes for Education“, Verfügbar unter:
https://www.setileague.org/articles/diyrt.htm



Source: https://g.co/gemini/share/651cf5aacf3e