ALMA-Antennen: Aus drei mach eins

Astronomen und Ingenieuren ist es gelungen, drei 12-Meter-Antennen in Nordchile zusammenzuschalten und zur Beobachtung eines Himmelsobjekts einzusetzen. 

Am 20. November 2009 war die dritte Antenne des im Aufbau befindlichen Verbundteleskops ALMA am Beobachtungsstandort auf dem Chajnantor-Hochplateau in den chilenischen Anden installiert worden, 5000 Meter über dem Meeresspiegel. Später gelang es den Astronomen und Ingenieuren, die drei 12-Meter-Antennen zusammenzuschalten und zur Beobachtung eines Himmelsobjekts einzusetzen.

"Was wir im Oktober, als wir lediglich zwei ALMA-Antennen zusammenschalten konnten, an Signalen aufgefangen haben, entspricht dem Brabbeln eines Babys", so Leonardo Testi, der europäische ALMA-Projektwissenschaftler bei der ESO. "Unsere Beobachtungen mit drei Antennen entsprechen dem Moment, in dem das Baby sein erstes sinnvolles Wort sagt - noch kein vollständiger Satz, aber sehr aufregend! Das Zusammenschalten dreier Antennen ist ein wichtiger Schritt in Richtung auf unser Ziel, unübertroffen detailscharfe Bilder im Submillimeter-Wellenlängenbereich aufzunehmen."

Abb.: Die drei zusammengeschalteten ALMA-Antennen. (Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Mit dem erfolgreichen Zusammenschalten der drei Antennen haben die elektronischen Systeme und die Software, die derzeit installiert werden, einen entscheidenden Test bestanden. Nun arbeitet das ALMA-Team auf eine Vernetzung weit größeren Ausmaßes hin: Die fertige Anlage wird ein "Interferometer" aus mindestens 66 High-Tech-Antennen sein, die so zusammengeschaltet sind, dass sie wie ein einziges riesiges Teleskop arbeiten. Das Verbundteleskop soll den Himmel bei Millimeter- und Submillimeter-Wellenlängen erforschen. Nur durch das Zusammenschalten im großen Stil kann die vorgesehene Leistungsfähigkeit erreicht werden.

"Das Zusammenschalten von drei (oder mehr) Antennen zu einem Interferometer bedeutet gegenüber dem Betrieb mit nur zwei Antennen eine gewaltige Leistungssteigerung", erklärt Wolfgang Wild, der europäische Projektmanager von ALMA. Das Zusammenschalten zweier Antennen war bereits im Oktober 2009 gelungen. Wild weiter: "Damit können die Astronomen Störungen, wie sie sich etwa durch instrumentelles Rauschen oder atmosphärische Turbulenzen ergeben, in den Griff bekommen. Der Vergleich der gleichzeitig mit drei Antennen empfangenen Signale ermöglicht es, solche unerwünschten Nebeneffekte auszugleichen - etwas, das beim Zwei-Antennen-Betrieb unmöglich ist."

Um diesen Meilenstein zu erreichen, richteten die Astronomen ihre Antennen auf ein weit entferntes extragalaktisches Himmelsobjekt: den Quasar "B1921-293", der bei langen Wellenlängen - unter anderem im Millimeter- und Submillimeterbereich - sehr hell leuchtet. An der Güte des kombinierten Signals der drei Antennen zeigte sich, dass die Anordnung exzellent funktioniert.

Im Laufe der kommenden Jahre wird ALMA um mehrere weitere Antennen erweitert werden. Ab 2011 werden die Astronomen in der Lage sein, erste wissenschaftliche Beobachtungen vorzunehmen.

Hintergrundinformation:

ALMA, das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (wörtlich der "große Teleskopverbund für den Millimeter- und Submillimeterbereich in [der Wüste] Atacama"), ist ein internationales Observatorium, das in Zusammenarbeit wissenschaftlicher Institutionen Ostasiens, Europas, Nordamerikas und Chiles realisiert wird. Die ESO ist der europäische Partner bei ALMA. Das derzeit größte astronomische Projekt überhaupt wird aus 66 Radioteleskopen bestehen, mit denen Radiostrahlung im Wellenlängenbereich von 0,3 bis 9,6 Millimetern aufgefangen werden kann. Das Verbundteleskop wird 2011 seinen wissenschaftlichen Beobachtungsbetrieb aufnehmen.

Markus Pössel, ESO Science Outreach Network/Max-Planck-Institut für Astronomie/KP