Die Milchstraße im Licht der 21cm-Linie

Bachelor- oder Masterarbeit

Motivation: Bei einer Wellenlänge von 21 cm liegt der Hyperfeinstrukturübergang des Wasserstoffatoms, ein verbotener Übergang, der in ausgedehnten Wasserstoffwolken im Universum aber dennoch beobachet werden kann. Mit radioastronomischen Messungen der 21cm-Linie lässt sich beispielsweise die Verteilung atomaren Wasserstoffs in der interstellaren Materie kartieren. Anhand von Dopplerverschiebungen der Linie kann die Rotationskurve der Milchstraße rekonstruiert werden. Moderne Empfangstechnik macht solche Messungen auch mit einfachen Mitteln möglich.

Ziel der Arbeit: Erste Tests haben gezeigt, dass die 21cm-Linie mit einem Aufbau aus einer kommerziellen WLAN-Repeaterantenne in Kombination mit einem Empfänger für Software Defined Radio nachgewiesen werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit soll das Messverfahren optimiert werden und anhand eigener Messungen die Möglichkeiten zur Rekonstruktion der Struktur unserer Michstraße ausgelotet werden. Dabei sollen auch Durchführbarkeit radioastronomischer Messungen und die Behandlung radioastronomischer Grundlagen im schulischen Kontext betrachtet werden.

Voraussetzungen: Dies ist eine experimentelle Arbeit für eine Person mit Spaß am Tüfteln und Ausprobieren. Die dazugehörigen Messungen können tagsüber und entweder am Haus der Astronomie oder von zuhause aus durchgeführt werden, in dem Fall ist allerdings eine freie Sicht auf große Bereiche des Himmels (großer Balkon, Terasse oder Garten) erforderlich. Als Masterarbeit sollten umfangreichere Messungen und ggf. deren Automatisierung angestrebt werden. Grundlegende Kenntnisse in Elektronik und Hochfrequenztechnik sind von Vorteil, aber nicht erforderlich und können im Rahmen der Arbeit erlangt werden.