Astrogeodäsie: GFZ

Eine künstlerische Darstellung des vom Europäischen Forschungsrat (ERC) finanzierten Astrogeodäsie-Projekts. Himmelsobjekte wie Quasare, eine Art von aktiven galaktischen Kernen (AGN), werden von VGOS-Radioteleskopen beobachtet. Das Projekt zielt darauf ab, diese Objekte mit einer räumlichen Struktur zu modellieren, die sie zu idealen punktförmigen Bezugspunkten am Himmel macht, die eine stabile Referenz für die Geodäsie bieten. (GFZ)

xyz — Vier Frequenzbänder der Radioquelle 0016 + 731, die aus VGOS-Beobachtungen stammen (Xu et al., 2021, 2022). Ihre Struktur kann durch Modellierung zweier Gauß-Komponenten (gelbe Ellipsen) bei 3,3 GHz (Abbildung oben links) und durch drei Gauß-Komponenten bei 5,5 GHz (Abbildung oben rechts), 6,6 GHz (Abbildung unten links) und 10,5 GHz (Abbildung unten rechts) dargestellt werden. *(GFZ)*

Astrogeodäsie

Die Astrogeodäsie umfasst drei verschiedene Forschungsbereiche: Radioastronomie, Astrometrie und Geodäsie mit dem geodätischen VLBI-System der neuen Generation, dem VLBI Global Observing System (VGOS), als Herzstück. Etwa 30 VGOS-Antennen wurden bzw. werden weltweit gebaut, mit dem Ziel, eine globale Genauigkeit von 1 mm für die Stationsposition und 0,1 mm/Jahr für die Stationsgeschwindigkeit zu erreichen, wobei regelmäßige VGOS-Beobachtungen durchgeführt werden. Es ist deutlich geworden, dass die Herausforderung beim Erreichen der VGOS-Ziele darin besteht, die wahre Struktur der Himmelsobjekte, typischerweise Quasare, zu verstehen. Die Radiostrahlung von Quasaren entsteht in hoch konzentrierten Strömen magnetisierten Plasmas, die von einem supermassiven schwarzen Loch im Zentrum des Quasars ausgestoßen werden. Anstelle eines Punktes haben die Quasare daher eine räumliche Struktur, die sich mit der Zeit und der Frequenz verändert. Die Strukturbilder von Himmelsobjekten werden von der Gruppe glücklicherweise routinemäßig aus den VGOS-Beobachtungen gewonnen. Das vom Europäischen Forschungsrat (ERC) finanzierte Astrogeodäsie-Projekt wird die drei Disziplinen Geodäsie, Astrometrie und Radioastronomie miteinander verbinden, um diese Aufgabe zu lösen.

Die Astrogeodäsie zielt darauf ab, die von VGOS beobachteten AGN-Jets zu charakterisieren, zu modellieren, zu untersuchen und zu überwachen, um eine hohe Genauigkeit der Stationspositionen, der Positionen der AGNs am Himmel und der Erdorientierungsparameter zu erreichen. Systematische Störungen durch atmosphärische Effekte gehören ebenfalls zu den Forschungsthemen der Gruppe.

Mitglieder der Astrogeodäsie-Gruppe

Minghui Xu, Gruppenleiter und leitender Wissenschaftler des Astrogeodäsie-Projekts
Wara Chamani, Postdoktorandin
Yertay Yaskeliyev, Master-Student
Michael Rassokhin, Praktikant

Ausgewählte Referenzen

Xu, M., Savolainen, T., Bolotin, S., Bernhart, S., Plötz, C., Haas, R., Varenius, E., Wang, G., McCallum, J., Heinkelmann, R., Lunz, S., Schuh, H., Zubko, N., Kareinen, N. (2023): Baseline vector repeatability at the sub‐millimeter level enabled by radio interferometer phase delays of intra‐site baselines. - Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, 3, doi.org/10.1029/2022JB025198.

Xu, M., Savolainen, T., Anderson, J., Kareinen, N., Zubko, N., Lunz, S., Schuh, H. (2022): Impact of the image alignment over frequency for the VLBI Global Observing System. - Astronomy and Astrophysics, 663, A83, doi.org/10.1051/0004-6361/202140840.

Xu, M., Savolainen, T., Zubko, N., Poutanen, M., Lunz, S., Schuh, H., Wang, G. L. (2021): Imaging VGOS observations and investigating source structure effects. - Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126, 4, doi.org/10.1029/2020JB021238.

Xu, M., Anderson, J., Heinkelmann, R., Lunz, S., Schuh, H., Wan, G. (2021): Observable quality assessment of broadband very long baseline interferometry system. - Journal of Geodesy, 95, 51, doi.org/10.1007/s00190-021-01496-7.

Xu, M., Lunz, S., Anderson, J., Savolainen, T., Zubko, N., Schuh, H. (2021): Evidence of the Gaia-VLBI position differences being related to radio source structure. - Astronomy and Astrophysics, 647, A189, doi.org/10.1051/0004-6361/202040168.

Xu, M., JM Anderson, R Heinkelmann, S Lunz, H Schuh, GL Wang, (2019): Structure effects for 3417 celestial reference frame radio sources. -The Astrophysical Journal Supplement Series 242 (1), 5, doi.org/10.3847/1538-4365/ab16ea.

Anderson, J., Xu, M. (2018): Source Structure and Measurement Noise Are as Important as All Other Residual Sources in Geodetic VLBI Combined. - Journal of Geophysical Research, 123, 11, 10162-10190, doi.org/10.1029/2018JB015550.