Lichtausbreitung im Sonnensystem für Hoch-Präzisions-Astrometrie auf dem Sub-Mikro-Bogensekunden und Nano-Bogensekunden Niveau der Genauigkeit

• Antragsteller: Dr. Sven Zschocke
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447922800

Das fundamentale Problem der Astrometrie besteht darin, ein Lichtsignal, welches von einem Beobachter detektiert wurde, zum aussendenden Himmelskörper zurückzuverfolgen. Deshalb ist eine präzise relativistische Beschreibung der Lichttrajektorie durch die gekrümmte Raum-Zeit des Sonnensystems von entscheidender Bedeutung, um astrometrische Messungen korrekt zu interpretieren. Die ESA Astrometrie-Missionen Hipparcos und Gaia haben mittlerweile Genauigkeiten im Milli-Bogensekunden- bzw. Mikro-Bogensekunden-Bereich erzielt. Ebenso haben erd-basierte Interferometer (VLBI) Genauigkeiten im Mikro-Bogensekunden-Bereich erreicht. Mit Blick auf diese Entwicklungen is klar, dass die Hoch-Präzisions-Astrometrie auf dem Sub-Mikrobogensekunden-Bereich im strategischen Fokus steht. In der Tat, die nächste Generation von Astrometrie-Missionen ist bereits in der Diskussion. Es gibt bereits jetzt verschiedene Astrometrie-Missionen, welche der ESA vorgeschlagen wurden und welche auf solche Genauigkeiten abzielen, wie zum Beispiel Gaia-NIR, Theia, Astrod, Lator, Odyssey, Sagas, or TIPO. Diese Anstrengungen werden nicht nur initiiert durch durch technologische Fortschritte, sondern hauptsächlich durch die zu erwartenden Erkenntnisse, wie zum Beispiel: Nachweis erdähnlicher Exoplaneten, astrometrische Suche nach Gravitationswellen, Kartierung der dunklen Materie, hochpräzise Tests der Gravitationstheorie, modellunabhängige Messungen extragallaktischer Objekte. Diese Entwicklungen erfordern einen entsprechenden Fortschritt in der Theorie der Lichtausbreitung. Während der letzten Jahre fokussieren die neuesten Entwicklungen in der Theorie der Lichtausbreitung auf vier grundlegende Richtungen: 1. Hoch-präzise Beschreibung der Messung der Laufzeitverzögerung. 2. Realistische Formulierung der Gravitationsfelder von Körpern des Sonnensystems. 3. Berücksichtigung der Bewegungen von Körpern des Sonnensystems. 4. Bestimmung des Einflusses von post-post-Newtonischen Korrektur-Termen. Die Theorie der Lichtausbreitung muss sich diesen Herausforderungen stellen, welche von fundamentaler Bedeutung für die Hochpräzisions-Astrometrie auf dem Sub-Mikrobogensekunden-Bereich sind. Das beantragte DFG-Projekt konzentriert sich auf diese Aspekte. Die Arbeiten basieren auf Resultaten, welche bereits im vorangegangenen DFG-Projekt erreicht wurden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen