Europäisches Riesenauge sucht nach den Anfängen des UniversumsASTRONOMIE

Europäisches Riesenauge sucht nach den Anfängen des Universums

Europäisches Riesenauge sucht nach den Anfängen des Universums

Das größte Radioteleskop der Welt entsteht im Herzen Europas. Die Finanzierung des ehrgeizigen Projekts ist seit Ende November gesichert. 25.000 Sensoren, die uber ultraschnelles Internet verbunden sind, werden in Kurze beginnen, nach den Anfängen des Universums zu suchen.

Von Johann von Arnsberg

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Das virtuelle Teleskop kann in mehrere Richtungengleichzeitig "schauen"  

EM – Was geschah nach dem Urknallim Universum? Wie verlief die Entwicklung in der Kinderstube des Alls? Wasbewirken Zusammenstößezwischen Neutronensternen oder Schwarzen Löchern im Kosmos?

Solche Fragen sollen mit Hilfe eines weltweit einzigartigen Projekts beantwortetwerden, das im Herzen Europas entsteht. Es heißt LOFAR, die Abkürzungfür Low Frequency Array. Dahinter verbirgt sich ein riesenhaftes Radioteleskop,das aus 25.000 einzelnen Sensoren besteht, die über eine Kreisflächemit 350 Kilometern Durchmesser im Norden Hollands und im angrenzenden Niedersachsenverteilt sind.

Seit im Jahr 1932 erstmals außerirdische Radiowellen entdeckt wurden,werden Radioteleskope entwickelt und zur Beobachtung ferner Galaxien eingesetzt.Der Radiowellenbereich hat sich inzwischen zu einem der wichtigsten Beobachtungsspektrender Astronomie entwickelt.

Die Ansammlung niedrigfrequenter Sensoren beim ehrgeizigen Projekt LOFAR,ist das revolutionäre Prinzip eines Radioteleskops der nächsten Generation.Seine 25.000 Radiosensoren sind über ein ultraschnelles Internet mit einemzentralen Spezialcomputer verbunden. Ein fertiges Radiobild wird erst im Rechneraus den Informationen der einzelnen Antennen erzeugt.

Wie ein gigantisches Fischauge hat das virtuelle Teleskop dabei den gesamtenHimmel im Blick. Es kann in mehrere Richtungen gleichzeitig schauen („Multi-Beaming“)und in Sekundenbruchteilen die Sehrichtung ändern. „Dieses Teleskop istein radikaler Bruch mit bisherigen Konzepten und gibt uns eine Flexibilität,die in der Astronomie ihresgleichen sucht,“ betont Professor Heino Falcke.Er ist der führende Wissenschaftler beim holländischen Projektträgerfür LOFAR.

Vom Chaos des Urknalls zu Planeten, Sternen und Galaxien

Von der Öffentlichkeit weitgehend unbemerkt arbeitet man im Norden derNiederlande am Zukunftsprojekt LOFAR. Durch seine riesige Ausdehnung über350 Kilometer soll ein neues, gigantisches Fenster aus Radiowellen zum Kosmosgeöffnet werden. Während der vergangenen Jahrzehnte hatten sich Beobachtungender Radioastronomie in immer höhere Frequenzen verlagert. LOFAR soll nunneue Erkenntnisse im Niederfrequenzbereich von zehn bis 250 Megahertz liefern.Damit können Theorien überprüft werden, nach denen gewaltigeZusammenstöße zwischen Neutronensternen oder Schwarzen Löchernin diesem Niederfrequenzbereich „Radioblitze“ erzeugen.

Mit modernster Technik in der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung viaGlasfasernetz und preiswerten Computersystemen (Linux), wird es erstmals möglich,diese schwachen Signale, die bislang im „Sumpf“ von Rundfunk- und Fernsehsendernuntergingen, herauszufiltern. Das Auflösungsvermögen der Anlage entsprichteinem Parabolspiegel, der die gleichen Ausmaße haben müßte.

Der Bereich von zehn bis 250 Megahertz ist besonders interessant, weil manhier die Strahlung des Wasserstoffatoms aus dem frühen Universum beobachtet.Die bekannte „21 Zentimeter-Linie“ des atomaren Wasserstoffs bei 1400 Megahertzwird durch die schnelle Expansion des frühen Universums um einen Faktorz=10-20 in den Frequenzbereich von LOFAR verschoben. Damit ist es möglich,die allererste Generation von Sternen und Schwarzen Löchern im Universumzu entdecken und das sogenannte „Zeitalter der Reionisation“ zu untersuchen.Dieses noch ziemlich unerforschte Zeitalter in der Geschichte des Universumsmarkiert den historischen Übergang vom Chaos des Urknalls zu den erstenmakroskopischen Objekten, also Planeten, Sternen, Galaxien, Schwarzen Löchernetc., die noch heute das Bild des Universums bestimmen

Die Kosten des gesamten Projektes belaufen sich auf 120 MillionenEuro

Die Kosten für die Realisierung des gesamten Projekts werden auf 120Millionen Euro geschätzt. Hinzu kommen noch einmal 35 Millionen Euro anForschungs- und Entwicklungskosten. Die ersten 50 Millionen Euro für denBau des digitalen Radioteleskops hat das holländische Kabinett in seinerSitzung am 28. November 2003 beschlossen. Damit ist die Finanzierung fürwesentliche Teile des kreisförmigen „Riesenauges“ gesichert, das nun ab2004 gebaut wird.

„Dies ist ein wichtiges Signal für die Zukunft der Radioastronomiein Europa und ein erster Schritt hin zu der nächsten Generation neuartigerInstrumente“ sagte Dr. Anton Zensus, Direktor am Max-Planck-Institut fürRadioastronomie in Bonn. Das Institut hat sich in Kooperation mit verschiedenendeutschen Hochschulinstituten im Rahmen des Projekts LOPES (Abkürzungfür „LOfar PrototypE Station“) an der Entwicklung und dem Test von Antennen-Prototypenbeteiligt, die bei LOFAR verwendet werden sollen. Das Projekt LOPES wurde imRahmen der Verbundforschung „Astroteilchenphysik“ seit dem Jahr 2001 vom Bundesministeriumfür Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Seit Sommer 2003 werdendie ersten Prototyp-Antennen für LOFAR im Forschungszentrum Karlsruhegetestet und zeichnen dort die Radiostrahlung hochenergetischer kosmischerTeilchen in der Atmosphäre auf.

Weitere Forschungsthemen von LOFAR sind die Suche nach explodierenden Radioquellen,sowie die Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern im gesamten Universum.Außerdem versucht LOFAR, die Geheimnisse der Sonne, des Sonnensystemsund der Erdatmosphäre zu entschlüsseln und hochenergetische kosmischeTeilchen aufzuspüren.

Forschung

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