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Lichtblitze im Viererpack

Wie registriert H.E.S.S. die Gammastrahlen?

Die auf die Erde treffende hochenergetische Gammastrahlung wird beim Eintritt in die Atmosphäre absorbiert, wobei ein Teilchenschauer entsteht, der wiederum einen nur wenige Milliardstel Sekunden anhaltenden, bläulichen Lichtblitz erzeugt (so genanntes Tscherenkow-Licht). Die vier Teleskope fangen diese sehr schwachen Lichtblitze auf und fokussieren sie auf ihre hochempfindlichen Kameras. Typischerweise zeigen die Aufnahmen entweder lang gestreckte Lichtwolken oder aber ringförmige Lichter, die so genannten Tschernenkow-Ringe. © H.E.S.S.

Die vier Teleskope fangen die sehr schwachen Lichtblitze des Tscherenkow-Lichts auf und fokussieren sie auf ihre hochempfindlichen Kameras. Diese sind auf extrem kurzen Belichtungszeiten eingestellt. Jede Kamera besteht aus 960 Bildelementen und hat einen Durchmesser von 1,4 Metern. Da aber auch Elektronen und andere hochenergetische Teilchen Luftschauer erzeugen, bedarf es einer genauen Analyse der Kameraaufnahmen, um auf Gammaquanten rückzuschließen. Typischerweise zeigen die Bilder entweder lang gestreckte Lichtwolken oder aber ringförmige Lichter, die so genannten Tscherenkow-Ringe.

Aus den Bildern eines jeden Schauers lässt sich die Energie der einzelnen Gamma-Quanten rekonstruieren. Kennt man die Energie der Gammaquanten, kennt man aber noch nicht ihren Herkunftsort. Für seine Herleitung nutzen die Forscher ein Verfahren, dass dem menschlichen Sehen ähnelt: Ähnlich wie der Mensch mit seinen zwei Augen räumlich sehen kann, können mindestens zwei Teleskope die Schauerereignisse räumlich abbilden. Dieses Verfahren bezeichnet man als Stereoskopisches Sehen.

Teleskope „lernen“ stereoskopisches Sehen

Die vier Teleskope beobachten das gleiche Ereignis, aber aus verschiedenen Blickwinkeln. Durch Überlagerung der Bilder lässt sich aus dem Schnittpunkt der Ellipsenachsen der Herkunftsort bestimmen. Aus der Kombination vieler solcher Messungen entsteht schließlich ein Bild von kosmischen Objekten im Gammastrahlen-„Licht“.

Tscherenkow-Ring, registriert von H.E.S.S. © H.E.S.S.

Schon seit einigen Jahren gibt es einzelne Tscherenkow-Teleskope an verschiedenen Standorten der Welt. Doch als Einzelteleskope können sie den Ursprungsort der Luftschauer nicht bestimmen. Im Jahre 1995 entstand daher die Idee, ein System mehrerer Teleskope zu bauen, die das Stereoskopische Sehen ausnutzen können. Ergebnis ist das High-Energy-Stereoscopic- System, dessen Abkürzung H.E.S.S. zu Ehren von Viktor Hess gewählt wurde.

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Stand: 04.08.2006

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Auf der Jagd nach uraltem Licht
Gammastrahlen geben neue Einblicke ins Universum

Ein „Fossil“ gibt Rätsel auf
Dem Geheimnis des Hintergrundleuchtens auf der Spur

Kosmische Leuchtfeuer im Blick
Gammastrahlung als Helfer der Astronomen

„Himmels-Sucher“ im Hochland Namibias
Das H.E.S.S.-Experiment

Lichtblitze im Viererpack
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