Himmlische Fixpunkte: Astronomen haben sich auf ein neues, genaueres Referenzsystem für Positionsangaben im All geeinigt. Dieses beruht auf der Vermessung von mehr als 4.000 extragalaktischen Radioquellen, die als Fixpunkte im Referenzrahmen gelten. Ab Januar 2019 gilt das nun von der International Astronomical Union verabschiedete Himmelsraster. Durch dieses können Richtungsangaben für Raumfahrzeuge, aber auch astronomische Beobachtungen künftig präziser verortet werden.
Wenn Raumfahrzeuge zu anderen Planeten fliegen oder Astronomen die Bewegung von Sternen kartieren, benötigen sie ein Referenzsystem – Himmelskoordinaten und Fixpunkte, an denen sie Kurs oder Position festmachen können. Weil sich die Sterne unserer Milchstraße im Laufe der Zeit bewegen, nutzen Astronomen dafür ein Referenzsystem, das auf extragalaktischen Radioquellen wie Quasaren basiert.
„Dabei handelt es sich um supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum fremder Galaxien, die teilweise Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind“, erklärt Johannes Böhm von der TU Wien. Wegen dieser enormen Entfernungen verändert sich von uns gesehen die Position dieser Quasare am Himmel kaum. Dadurch eignen sie sich als Bezugspunkte für das himmlische Koordinatensystem, den sogenannten International Celestial Reference Frame (ICRF).
Mehr Daten, größere Präzision
Der bisher gültige Referenzrahmen aus dem Jahr 2010 ist jedoch in Bezug auf seine Präzision und die Zahl der Fixpunkte inzwischen überholt, wie die International Astronomical Union (IAU) erklärt: „Seit seiner Einsetzung haben Beobachtungsprogramme des Very Long Baseline Array (VLBI) das Volumen der astrometrischen und geodätischen Daten fast verdoppelt.“ Leistungsfähigere Instrumente haben zudem auch die Präzision der himmlischen Positionsbestimmungen deutlich verbessert.
Deshalb hat eine Arbeitsgruppe der IAU in den letzten Jahren diese neuen Daten genutzt, um einen neuen Referenzrahmen zu entwickeln – eine aufwändige, mit enormer Rechenleistung verbundene Arbeit. Denn dafür müssen die Beobachtungsdaten verschiedener Radioteleskope so miteinander abgeglichen werden, dass das Störrauschen minimiert und die tatsächliche Entfernung und Position so präzise wie möglich bestimmt werden kann.
4.000 Quasare als Messpunkte
Jetzt haben die Astronomen das neue Referenzsystem ICFR3 fertiggestellt. Es beruht auf den Positionsdaten von mehr als 4.000 extragalaktischen Radioquellen und hat eine Genauigkeit von etwa 30 Mikro-Bogensekunden. Das entspricht etwa dem Durchmesser eines Tennisballs auf dem Mond, von der Erde aus gesehen.
Am 30. August 2018 hat nun die Generalversammlung der IAU in Wien entschieden, diese neue Hochpräzisions-Radioquellenkarte ab dem 1. Januar 2019 offiziell als internationales Referenzsystem zu verwenden. „Sie repräsentiert signifikante Verbesserungen in Bezug auf die Charakterisierung der Radioquellen, der Präzision ihrer Positionen und der Gesamtzahl der Quellen“, heißt es im IAU-Beschluss.
Das neue Referenzsystem wird in Zukunft beispielsweise genutzt, um die Position von Raumfahrzeugen, Planeten oder Sternen anzugeben. Wichtig ist diese himmlische Karte aber auch für die Beobachtung der Erde, etwa wenn man die Präzession der Rotationsachse oder das Wandern der Pole untersucht.
(IAU, Technische Universität Wien, 03.09.2018 – NPO)
