13.09.2005

LOFAR in Deutschland

Astronomen stellen ihre Pläne für den Ausbau zum größten zusammenhängenden Teleskop der Welt vor.

Astronomen stellen ihre Pläne für den Ausbau zum größten zusammenhängenden Teleskop der Welt vor.

Deutsche Astronomen bereiten die Erweiterung des zurzeit in den Niederlanden geplanten LOFAR Teleskops über große Teile von Deutschland vor: Von Bonn bis Potsdam und von Hamburg bis München könnte das neue Teleskop dann reichen.

LOFAR, das LOw Frequency Array, ist ein völlig neuartiges Teleskop, das ohne mechanische Bauteile auskommt und dennoch in Sekundenbruchteilen den gesamten Himmel beobachten kann. Das Teleskop wird zurzeit in den Niederlanden mit einem Finanzvolumen von 78 Mio. Euro gebaut und erstreckt sich über 100 km Ausdehnung.

Durch den deutschen Ausbau würde die Sehschärfe des Teleskops um das Fünffache steigen und einen bisher kaum vorstellbaren Blick ins Universum erlauben. Damit wird LOFAR zur größten über Datenleitungen vernetzten Teleskopanlage der Welt.

Abbildung 1: Eine LOFAR-Station ist aus insgesamt 200 Einzelelementen aufgebaut. (Quelle: ASTRON, Niederlande)

Die Pläne zum Ausbau werden auf der Tagung der Astronomischen Gesellschaft (AG) vom 26. September bis 1. Oktober 2005 in Köln präsentiert. Das deutsche LOFAR-Konsortium stellt dort erstmals die Zielsetzung der deutschen Aktivitäten vor. Die Grundbausteine werden in Vorträgen auf einem speziellen Workshop (Splinter-Meeting „LOFAR“) der Tagung erläutert.

LOFAR basiert auf der schnellen digitalen Verarbeitung von Radiowellen bei Frequenzen zwischen 10 und 240 MHz, die von einer großen Zahl von einfachen Dipolantennen aufgefangen werden (Abb. 1). Die Daten werden über ein ultra-schnelles Datennetzwerk zum derzeit schnellsten Superrechner Europas, dem LOFAR „Blue Gene“ Rechner in Groningen, weitergeleitet.

Im Computer kann dann jede beliebige Himmelsrichtung in Echtzeit ausgewählt werden. Je nach Rechnerleistung können bis zu acht Gebiete am Himmel gleichzeitig beobachtet werden. Störungen irdischer Radiosender lassen sich ebenfalls digital ausschalten. Mehrere Stationen, mit superschnellen Datenleitungen miteinander verbunden, liefern die Daten für das endgültige Radiobild.

Abbildung 2: Verteilung von LOFAR-Statonen in Deutschland. (Quelle: Deutsches LOFAR-Konsortium)

Der Kern von LOFAR wird zurzeit in den Niederlanden aufgebaut, bestehend aus 77 Stationen mit jeweils 96 Dipolantennen. Zur Erhöhung der Winkelauflösung und Empfindlichkeit wird eine Ausdehnung auf Deutschland mit etwa 10 Stationen angestrebt. Zur Realisierung wurde im Jahr 2004 die Arbeitsgemeinschaft GLOW (German LOng Wavelength consortium) gegründet. Das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn hat die Koordination der deutschen LOFAR-Aktivitäten übernommen. Eine LOFAR-Station soll neben dem 100-m Radioteleskop Effelsberg bei Bad Münstereifel aufgestellt werden. Weitere LOFAR-Stationen sind zurzeit in Bremen, Garching, Göttingen, Hamburg und Tremsdorf bei Potsdam in Planung.

Die wissenschaftlichen Themen umfassen den Nachweis von Radiowellen der allerersten Strukturen im frühen Universum, weiterhin Magnetfelder in Radiogalaxien, Spiralgalaxien und in unserer Milchstrasse. Sie reichen von Radiostrahlung von der Sonne und von extrasolaren Planeten bis hin zum Nachweis hochenergetischer kosmischer Teilchen über deren Radiosignaturen. Die Vielzahl dieser Möglichkeiten wird einen völlig neuen Blick ins Weltall erlauben.

LOFAR ist der erste wichtige Schritt auf dem Weg zu einer Revolution der Beobachtungstechnik im Radiobereich. LOFAR ist ein wichtiger Schritt zu einem gigantischen Radioteleskop, dem „Square Kilometer Array“, das derzeit von Radioastronomen in aller Welt in Planung ist und innerhalb der nächsten 20 Jahren Wirklichkeit werden wird.

Quelle: MPIfR

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