Baustart für Rekordteleskop

Mit einem neuar­tigen Teleskop wollen ameri­kanische, deutsche und kana­dische Forscher die Fragen der Entstehung von Sternen, Galaxien und dem Ursprung des Weltalls ergründen. Noch in diesem Jahr startet der Bau des Cerro Chaj­nantor Atacama Tele­scope (CCAT-prime), benannt nach seinem Standort, dem 5612 Meter hohen Berg in der chile­nischen Atacama-Wüste. Das Teleskop ist auf etwa 5.600 Meter Höhe das weltweit höchst gelegene Teleskop seiner Art. Es hat einen Durch­messer von sechs Metern und soll im Jahr 2021 fertig gestellt sein. Die Wissen­schaftler erhoffen sich einzig­artige Einblicke in die Geburts­stunde von Sternen und Galaxien. Sie versuchen das Geheimnis der Entstehung des Kosmos zu enträtseln und wollen ergründen wie die Dunkle Materie und Dunkle Energie die Ausdehnung des Universums beein­flusst haben.

Um eines der mo­dernsten und leistungs­fähigsten Teleskope zu entwickeln, zu bauen und zu betreiben hatten sich Forscher aus den USA, Deutsch­land und Kanada unter der Feder­führung der Cornell University zu einem Konsortium namens CCAT zusammeng­eschlossen. Aus Deutsch­land sind Forscher der Univer­sitäten Köln und Bonn beteiligt; Forscher­gruppen am Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching und an der Ludwig-Maxi­milians Univer­sität, München, wollen dem Konsortium in Kürze beitreten. Auch das Hightech-Teleskop selbst stammt aus Deutschland: Das Duis­burger Unternehmen Vertex Antennen­technik GmbH fertigt das Teleskop, das wegen seines innova­tiven optischen Designs und von seinem extrem hohen Standort aus mit bisher uner­reichter Empfind­lichkeit ins All blicken kann.

„Das CCAT Konsor­tium befasst sich seit mehr als einem Jahr­zehnt mit den Heraus­forderungen der Konstruktion eines hoch­modernen Tele­skops an diesem außer­gewöhnlichen Ort. In dieser Zeit haben sich die Techno­logie und die astro­nomische Forschung im Submilli­meter-Wellen­bereich sehr schnell weiter­entwickelt“, sagt die Leiterin des Projekts Martha Hayes von der Cornell University. Das Teleskop, das knapp unterhalb des Gipfels des Cerro Chajnantor stehen wird, erlaubt den Forschern im Verlauf des Jahres fast den gesamten nörd­lichen und süd­lichen Himmel zu beobachten. Es nimmt Strahlung im Milli­meter- und Submilli­meter-Wellenlängen­bereich auf mit Wellen­längen bis herunter zu 0,2 Millimeter.

Diese Strahlung im Übergangs­bereich zwischen Infrarot- und Radio­strahlung stammt zum Einen von Gas und Staub zwischen den Sternen, aus denen diese entstehen. Zum anderen Teil lässt sie sich zurückführen auf den Anbeginn des Uni­versums, ist also das Nach­leuchten des Urknalls. Die klare, wasser­dampfarme Luft der Atacama-Wüste ist ideal für die Beo­bachtung dieser Strahlung, die hier fast ungehindert durch die Atmo­sphäre tritt.

Das CCAT-prime-Teleskop ermöglicht unter anderem die detail­lierte Erforschung der Entstehung von Sternen in der Milch­straße, den der Milch­straße benachbarten Magel­lanschen Wolken und anderen nahen Galaxien im lokalen Kosmos. „Mit CCAT wird uns ein Riesen­schritt gelingen, der aufregende Forschung durch Entwicklung neuer Techno­logien ermöglicht“, sagt Jürgen Stutzki, Astro­physiker an der Univer­sität zu Köln. „Die neuar­tige Konstruktion sowie seine extreme Höhenlage ermög­lichen Beobach­tungen, die anderswo nicht möglich wären“, sagt Stutzki. CCAT-prime werde auch eine Plattform für die Anwendung neuer Quanten­detektoren sein, wie sie in den Kölner Labors entwickelt werden.

„Das große Gesichts­feld von CCAT-prime und die trockene Atmo­sphäre auf Cerro Chajnantor erlauben bei­spielslos tiefe Kar­tierungen des Himmels,“ erläutert der der Astrophysiker Frank Bertoldi von der Universität Bonn. Dies sei besonders für hoch­genaue Messungen der kosmischen Hintergrund­strahlung, dem Radioecho des Urknalls, von ent­scheidendem Vorteil. Der Bonner Wissen­schaftler freut sich, gemeinsam mit seinen kürzlich zum Projekt gestoßenen Münchner Kollegen Eiichiro Komatsu und Joseph Mohr, auf Messungen mit CCAT-prime. Die könnten die Forscher der Lösung einiger großer Rätsel des Universums näher bringen, wie dem der mys­teriösen Dunklen Energie.

Die Gesamt­kosten für das CCAT-prime-Teleskop betragen rund 19 Millionen Euro. Es wird auf ameri­kanischer Seite an der Cornell Univer­sity maßgeblich durch den privaten Sponsor Fred Young gefördert, der für das Teleskop und voran­gegangene Studien gut 12 Millionen US-Dollar gestiftet hat. Auf deutscher Seite erfolgt die Finan­zierung durch das Groß­geräte-Programm der Deutschen Forschungs­gemeinschaft (DFG) mit knapp fünf Millionen Euro und, für die wissen­schaftlichen Instrumente, durch den Sonder­forschungs­bereich 956 „Bedingungen und Auswir­kungen der Stern­entstehung“.

U Köln / JOL