Rasteraufnahme eines Teils der Milchstraße

29.04.2018

Messung:
Dies ist die erste Aufnahme, mit der es uns gelungen ist, die Verteilung von Wasserstoffwolken zu messen. 

Zum Zeitpunkt dieser Messung war die Richtungssteuerung noch nicht vollständig implementiert, sodass der Reflektor die Messung nicht bei 0° beginnen konnte.
Gemessen wurde die Intensität mit einer Bandbreite von 8 MHz um die H1-Ruhefrequenz von 1420,405 MHz. 
Die X-Achse zeigt die Azimut-Ausrichtung in Winkelgraden, dabei entspricht 0° Norden, 90° Osten usw.
Die Y-Achse zeigt die Elevations-Ausrichtung in Winkelgraden, dabei entspricht 0° dem Horizont und 90° dem Zenit.
Die gemessene Intensität an jedem Rasterpunkt wird durch Falschfarben wiedergegeben, dabei entspricht die Farbe Schwarz der geringsten, die Farbe Rot der höchsten Intensität.

Die Messzeit po Messpunkt betrug 0,3 s, die Positionierungszeit des Reflektors benötigte im Mittel weitere 2,5 s. Insgesamt dauerte damit die Aufnahme der 1456 Messpunkte ca. 1 Stunde und 10 Minuten.

Koordinatenkorrektur:
Das nebenstehende Bild zeigt die gleiche Aufnahme, hier wurden jedoch zwei Teilbilder erzeugt und so kombiniert, dass die X-Achse im Norden (0°) beginnt und bei 360° (ebenfalls wieder Norden) endet.
Deutung:
Interstellarer Wasserstoff befindet sich vor allem im Bereich der Spiralarme unserer Milchstraße. Zum Zeitpunkt dieser Messung war nur ein Teil der Miclhstraße in der nördlichen Hemisphäre zu sehen, der sich deutlich vom "kalten" Hintergrund des intergalaktischen Raumes abzeichnet. Bereits bei der recht groben Auflösung dieser Aufnahme erkennt man, dass der Wasserstoff nicht gleichmäßig verteilt ist.
Im Bereich zwischen 200° und 215° Azimut fällt eine hohe Strahlungsintensität (Rot) auf, diese wird durch die Strahlung der Sonne verursacht, die sich zu diesem Zeitpunkt in Aufnahmerichtung befand.
Die vier Grafiken unter dem Raster zeigen die Intenistätsverläufe bei verschiedenen Elevationswinkeln. Sie zeigen noch deutlicher als in der Falschfarbendarstellung die stark schwankende Intensität der H1-Strahlung. 
Insgesamt nimmt bei dieser Aufnahme die Strahlungsintenistät mit steigendem Elevationswinkel ab, da man sich dabei immer weiter vom Zentrum der Milchstraße hin zu ihren Randbereichen entfernt. Das eigentliche Zentrum der Milchstraße befand sich zum Zeitpunkt der Aufnahme um mehr als 50° unter dem Horizont.
Da der hier gewählte Startwert für die Elevation mit 30° bereits deutlich über dem Horizont liegt, wurde lediglich ein hinreichend hoch gelegener Randbereich der Milchstraße am westlichen Himmel abgebildet, während ein weiterer Abschnitt in östlicher Richtung gar nicht erfasst wurde. Der größte Teil der Milchstraße lag jedoch unter dem Horizont und konnte so nicht beobachtet werden.

Deutlich erkennbar ist bei der 3. Grafik (Elevation 50°) der erste Peak, der über den Messbereich hinausgeht und durch die Sonne verursacht wird. Diese Strahlung wird jedoch nicht durch die H1-Linie des Wasserstoffs erzeugt, sondern entsteht durch die breitbandige Strahlung der Sonne aufgrund ihrer hohen Temperatur (Schwarzkörperstrahlung).

Einstellungen:
Positionierung: Rasteraufnahme, AZ: 0° - 360° (4° Schrittweite), EL: 30° - 60° (2° Schrittweite), 
Messbeginn am 29.04.2018 um 14:03, Messdauer: 70 Minuten
Reflektor: 380 cm-Radioteleskop der Sternwarte Südheide, Gain: 35 dB bei 1420 MHz
Antenne: Einzeldipol mit Feedhorn, abgestimmt auf 1420 MHz, Polarisation: 30°
Vorverstärker: RAS1420HP, Gain: 35 dB bei 1420 MHz, Bandbreite: 1300 - 1500 MHz
Messgerät: SpectraCyber, Eingangsempfindlichkeit: -120 dBm, HF-Gain: 15 dB, DC-Gain: x5 (7 dB), DC-Offset: 700 mV, Integrationszeit: 0,3 s
Gesamtverstärkung: 212 dB (Reflektor: 35 dB, HF-Anlage: 177 dB)