GREGOR Perspektiven für die deutsche Sonnenforschung

1. GREGORPerspektiven für die deutsche Sonnenforschung Carsten Denker Sonnenobservatorium Einsteinturm Optische Sonnenphysik

2. Einleitung • Sonnenphysik am AIP • Verbindungen zu anderen Teleskopprojekten • GREGOR Status • Hochauflösende Sonnen- beobachtung • 3D Magnet- und Strömungsfelder in der Photosphäre und Chromosphäre • Photometrisches Sonnenteleskop für die Antarktis • Sonnenzyklus, differentielle Rotation, meridionale Strömungen und solar-stellare Beziehungen • Perspektiven Astrophysikalisches Institut Potsdam

3. Sonnenphysik am AIP • Entwicklung eines Profils für die AG Optische Sonnenphysik • Zusammenarbeit mit der Universität Potsdam (Lehre) • Gemeinsame wissenschaftliche Projekte (intern, Potsdam/Berlin, national, europaweit und international) • Wissenschaftliche Verantwortung für das zweidimensionale Spektropolarimeter (eines der beiden GREGOR „First-Light“ Instrumente) • DFG Antrag Hochauflösende Beobachtungen von Geschwindigkeitsfeldern in Sonnenflecken und deren Umgebung, Zusammenarbeit mit Prof. Debi Prasad Choudhary, California State University Northridge • European Research Council Advanced Investigator Grant Astrophysikalisches Institut Potsdam

4. Existierende und zukünftige Teleskopprojekte • MacMath-Pierce Telekop am Kitt-Peak National Observatory in Arizona • 1,5 Meter Öffnung, veraltete Technologie, keine hochaufgelösten Beobachtungen • New Solar Telescope am Big Bear Solar Observatory in Kalifornien • 1,6 Meter Öffnung, Schiefspiegler, einzige direkte Konkurrenz in den nächsten Jahren, jedoch nur begrenzte Ressourcen im technischen und wissenschaftlichen Bereich • Advanced Technology Solar Telescope des National Solar Observatory auf Maui, Hawaii • 4 Meter Öffnung, Befürwortung durch das National Science Board, Baubeginn 2009/10, Fertigstellung nicht vor 2015, mögliche Beteiligung and der Postfokusinstrumentierung in Zusammenarbeit mit dem Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik • European Solar Telescope, La Palma, Spanien • 2,5 – 4 Meter Öffnung, Entwurf und Entwicklung EU finanziert, nicht relevant für die mittelfristige Planung Astrophysikalisches Institut Potsdam

5. Status GREGOR M1 • Spiegelkörper wurde Ende September erfolgreich infiltriert, Grünkörper + Silizium  Cesic, komplexer Prozess bei hohen Temperaturen von über 1600° C • Risikomanagement: Ausschreibung des Teilnahmewett-bewerbs für die Zerodurvariante im November 2007 • Vorpolieren bis Mitte Dezember 2007 • Schlickerschicht wird im Januar 2008 aufgetragen • Polieren bis September/October 2008  danach Lieferung nach Teneriffa • Einbau des Spiegels im November 2008 • Inbetriebnahme etwa 1 Jahr später Astrophysikalisches Institut Potsdam

6. 2D Spektropolarimetrie • GREGOR und (multi-konjugierte) Adaptive Optik  hohe räumliche Auflösung  Zugang zu fundamentalen Prozessen: magnetische Feinstruktur, Druckskalenhöhe und mittlere freie Weglänge von Photonen • Instrumente die an das Auflösungsvermögen angepasst sind (Fabry-Pérot Interferometer, FPI)  Bildrekonstruktion • Multispektrale Forschung und quantitative Spektroskopie • Ein FPI für den blauen Wellenlängenbereich ist in die mittelfristige Planung aufgenommen. • Erschließung eines neuen Spektralbereich (380 – 500 nm) • Höchste räumliche Auflösung • Interessante Spektralbereiche (CN-Band, Ca II H und K, G-Band und Kontinuumfenster) Astrophysikalisches Institut Potsdam

7. Hα Spektroskopie Astrophysikalisches Institut Potsdam

8. 3D Topologie des Magnetfeldes • Wie wird aus dem Magnetfeld während Rekonnexion Strahlungsenergie und kinetische Energie von Teilchen erzeugt? Vektormagnetogramme liefern die photosphärischen Randbedingungen für Magnetfeldextrapolationen. a Astrophysikalisches Institut Potsdam

9. ASPIREAdvanced Solar Photometric Imager and Radiation Experiment • Präzise Photometrie im blauen Bereich (380-460 nm) des Sonnenspektrums (CN-Band, Ca II K, G-Band and blaues Kontinuum) • Räumliche Auflösung besser als 0.5 Bogensekunden (5 bis 10-mal besser als existierende synoptische Sonnenteleskope) • Granulation und andere Feinstrukturen werden aufgelöst • Adaptive Optik für große Öffnungswinkel • Nächste Generation von Datenspeichern und schnelle Datenanalyse (Bildrekonstruktion, horizontale Geschwindigkeiten) • Synergie mit ICE-T (10k ×10k Pixel Detektoren, IT Infrastruktur, Montierung und Gebäude) • Wissenschaftliche Themen • Horizontale Geschwindigkeitsfelder: Differentielle Rotation, meridional Strömungen, Supergranulation und Entwicklung Aktiver Gebiete • Sonnenzyklus und Strahlungsbilanz: Mitte-Rand-Variation von Fackeln, strukturelle Veränderungen von Sonnenflecken, chromosphärischen Netzwerk und Fackeln • Solar-terrestrische und solar-stellare Beziehungen Astrophysikalisches Institut Potsdam

10. PSPT Mauna Loa ASPIRE Bildqualität CN Band 388.3 nm Extrem gute Seeingbedingungen am Dome C. Täglich 0.4 Bogen-sekunden für bis zu drei Stunden. Ca II H 396.9 nm Hinode Daten skaliert auf die Auflösung von ASPIRE. Zehn dieser Bilder wären notwendig, um nebeneinander gelegt den Sonnenäquator abzudecken. G-Band 430.5 nm Kontinuum 450.4 nm 2007-09-05 Astrophysikalisches Institut Potsdam

11. Ziele und Perspektiven • GREGOR hat momentan absolute Priorität  Verantwortung für das zweidimensionale Spektro- polarimeter und nächste Generation von Postfokusinstrumenten • Erweiterung der AG durch Drittmittelprojekte • Integration von optischer Sonnenphysik und solarer Radioastronomie • Entwicklung eines klar umrissenen Forschungsprofils der Sonnenphysik am AIP • Synergie zwischen den einzelnen Forschungsfelder am AIP  insbesondere solar-stellare Beziehungen • Verstärkte wissenschaftliche Zusammenarbeit auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene Astrophysikalisches Institut Potsdam