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Dienstag, 30.05.2017
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Startschuss für das größte Radioteleskop der Welt

LOFAR erlaubt Blick in die Frühzeit des Universums

Deutsche Astronomen haben einen wichtigen Schritt in Richtung auf ein neues Großteleskop gemacht: Vor wenigen Tagen haben sie das Deutsche Konsortium zur Messung langer Radiowellen (German Long Wavelength Consortium, abgekürzt GLOW) gegründet. Gemeinsames Ziel ist der Aufbau eines Netzes aus neuartigen Radioteleskopen. In Verbund mit weiteren Stationen in den Niederlanden sollen sie das größte Teleskop der Welt bilden. Mit LOFAR (Low Frequency Array) wollen die Wissenschaftler anschließend einen Blick in die Frühzeit des Universums werfen und auch Magnetfelder in der Umgebung Schwarzer Löcher messen.
LOFAR-Antennen

LOFAR-Antennen

Mitglieder des Konsortiums sind die astronomischen Institute der Universitäten Bochum, Bonn und Köln, das Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn, die Internationale Universität Bremen, das Max- Planck-Institut für Astrophysik Garching, die Sternwarte Hamburg, das Forschungszentrum Jülich, das Astrophysikalisches Institut Potsdam und die Thüringer Landessternwarte Tautenburg.

Magnetfelder in Milchstraßensystemen beobachten


Gemeinsames Ziel der Forscher ist der Aufbau von Stationen aus Antennen, die im Verbund mit weiteren Stationen in den Niederlanden das neue Radioteleskop LOFAR bilden. LOFAR ist erstmals in der Lage, langwellige Radiostrahlung von Wasserstoffgas aus der Frühzeit des Universums zu messen, die durch die Expansion des Kosmos von ursprünglich 21 Zentimeter auf etwa die zehnfache Wellenlänge "auseinander gezogen" wurde.

Langwellige Radiostrahlung stammt außerdem von schnellen Elektronen, die sich in schwachen Magnetfeldern bewegen. Die deutschen Wissenschaftler möchten daher mit LOFAR auch Magnetfelder in Milchstraßensystemen und in der Umgebung Schwarzer Löcher beobachten.


Planeten in anderen Sonnensystemen können ebenfalls durch ihre langwellige Radiostrahlung aufgespürt werden. Auch die Radiostrahlung von Eruptionen auf der Sonne lässt sich mit LOFAR mit einer bislang unerreichten Präzision verfolgen, und damit kann der Einfluss der Sonne auf unsere Zivilisation besser verstanden werden.

Mehrere Teams können gleichzeitig in verschiedene Richtungen schauen


Klassische Radioteleskope sammeln - wie Satellitenschüsseln - die Strahlung mit Metallspiegeln, und computergesteuerte Motoren bewegen das Teleskop entlang der scheinbaren Bahn einer Radioquelle am Himmel.

LOFAR ist das erste digitale Radioteleskop, das keine beweglichen Teile und Motoren mehr benötigt. Das Teleskop besteht aus einer großen Zahl von Antennen, die fest am Boden montiert und in Stationen (Antennenfeldern) angeordnet sind. Damit wird der gesamte Himmel auf einmal erfasst. Die Blickrichtung und die Größe des Gesichtsfeldes werden elektronisch gesteuert. Ein zentraler Supercomputer nimmt die digitalen Signale aller Antennen auf und kombiniert sie. LOFAR kann in mehrere Richtungen gleichzeitig "sehen", also mehrere Astronomen-Teams mit Daten versorgen.

Start in den Niederlanden


Das radioastronomische Institut ASTRON bei Dwingeloo in den Niederlanden baut zur Zeit in Westfriesland die erste von insgesamt 77 Stationen, die ab 2009, über die gesamten Niederlande verteilt, das niederländische LOFAR bilden werden. Der zentrale Rechner Blue Gene/L, einer der schnellsten Rechner der Welt, arbeitet bereits in der Universität von Groningen. Seine Rechenleistung von 27 Teraflops und der Datenspeicher von einem Petabyte (1015 Byte) reicht aus, um die gewaltige Datenrate von 500 Gbit/s, die ständig von den Stationen eingeht, in Echtzeit zu Radiobildern verarbeiten zu können.

Erste deutsche Station noch dieses Jahr


Um mit LOFAR eine Winkelauflösung von besser als eine Bogensekunde zu erreichen, reicht eine Ausdehnung des Teleskops über die Größe der Niederlande nicht aus. Daher wurde beschlossen, LOFAR nach Deutschland zu erweitern und mit modernsten Datenleitungen zu verbinden.

Die erste deutsche LOFAR-Station mit einer Größe von etwa 110 mal 60 Metern wird noch in diesem Jahr in unmittelbarer Nähe des 100m-Radioteleskops bei Bad Münstereifel-Effelsberg in Zusammenarbeit zwischen ASTRON und dem Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie aufgebaut. Weitere sechs deutsche LOFAR-Stationen, sind bereits in konkreter Planung. Das Ziel sind zwölf deutsche Stationen bis zum Jahr 2012. Zusammen mit den niederländischen Stationen wird LOFAR dann die größte vernetzte Teleskopanlage der Welt sein.
(idw - Ruhr-Universität Bochum, 08.05.2006 - DLO)
 
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