Spitzen-Radioteleskop in Südafrika

Die Max-Planck-Gesellschaft beteiligt sich mit 20 Millionen Euro an der Erweiterung des MeerKAT-Radioteleskops in der Karoo-Halbwüste

Gegenwärtig besteht das Teleskop aus 64 Einzelantennen, die zu einem virtuellen Radioteleskop mit einem Durchmesser von acht Kilometern elektronisch zusammengeschaltet sind. Im Rahmen dieses Projekts wird die Gesamtzahl von Antennen um 20 zusätzliche Teleskope auf 84 vergrößert. Auch der virtuelle Durchmesser des Netzwerkes wird auf 17 Kilometer erweitert. Dadurch ergibt sich ein deutlicher Zuwachs an Empfindlichkeit, Winkelauflösung und Bildqualität. Die Erweiterung wird gemeinsam finanziert vom South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) und von der Max-Planck-Gesellschaft in Deutschland.

Das Radio-Observatorium MeerKAT besteht bislang aus 64 tellerförmigen Antennen mit einem Durchmesser von je 13,5 Metern. Jetzt sollen 20 Teleskope dazu kommen.

Die wissenschaftliche Zielrichtung umfasst umfangreiche Kartierungen des südlichen Himmels in Beobachtungsfrequenzen, die eine Fundgrube für zukünftige Untersuchungen darstellen. Untersucht werden sollen unter anderem Pulsare und schnelle Radiostrahlungsausbrüche, großskalige Strukturen im Universum, extragalaktische Objekte sowie Quellen in unserer Milchstraße.

Das MeerKAT-Radioteleskop stellt einen Vorläufer für das „Square Kilometre Array“ (SKA) dar, das Projekt eines Radioteleskops mit weltweiter Beteiligung und Teleskopstandorten im südlichen Afrika und in Australien. Das erweiterte MeerKAT-Teleskop wird zu einem späteren Zeitpunkt in den im südlichen Afrika angesiedelten Teil des SKA-Projektes integriert und einen Teil des insgesamt 197 Antennen umfassenden SKA-Teleskops darstellen.

Das SKA-Max-Planck-Demonstrationsteleskop am südafrikanischen SKA-Standort in der Karoo-Halbwüste.

Diese Radioteleskope werden erheblich verbesserte Untersuchungen in einer Vielzahl von Bereichen der Radioastronomie ermöglichen. Die Messung von extrem genau gehenden Pulsaruhren bietet eine einzigartige Möglichkeit, Verbiegungen der Raumzeit und damit extrem langwellige Gravitationswellen aufzuspüren. Die Erforschung von jungen Galaxien bei sehr großer Rotverschiebung könnte dabei helfen, der Natur der geheimnisvollen Dunklen Energie auf die Spur zu kommen. Karten der dreidimensionalen Verteilung von kosmischen Magnetfeldern führen zu einem besseren Verständnis ihrer Auswirkung auf Objekte im Universum. Ein Blick zurück ins sogenannte „Dunkle Zeitalter“, bevor das Universum im Licht von Sternen und Galaxien erstrahlte, gäbe Gelegenheit zu verstehen, wie sich Schwarze Löcher und Sterne gebildet haben. Und schließlich könnte die Erforschung von komplexen Molekülen das Verständnis über die Entstehung des Lebens im Universum verbessern.

Die südafrikanischen Partner sind verantwortlich für die Errichtung der Infrastruktur vor Ort, für einen Teil der Empfangssysteme und deren Kühlung sowie die Geräte für die Datenanalyse, während von den deutschen Partnern die neuen Teleskopantennen im Design der Parabolspiegel für das „Square Kilometre Array“ zur Verfügung gestellt werden sowie die Empfänger und Systeme für die Datenaufnahme und -verarbeitung.  Beide Partnerländer beteiligen sich mit jeweils 20 Millionen Euro (bzw. 400 Millionen Rand) an dem Projekt.

Der Präsident der Max-Planck-Gesellschaft,Martin Stratmann (fünfter von links), während eines Besuchs am Standort des MeerKAT-Radioteleskops in der Karoo-Halbwüste in Südafrika mit einer deutschen Delegation.

Molapo Qhobela, der Vorsitzende der National Research Foundation in Südafrika, erwartet, dass die MeerKAT-Erweiterung ein deutlich leistungsfähigeres Teleskop zur Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien darstellen wird. „Die Erweiterung von MeerKAT vergrößert die Empfindlichkeit der Empfangssysteme um ca. 50 Prozent, dadurch wird eine wesentlich schnellere Kartierung des Himmels möglich und der Nachweis von extrem schwachen astronomische Quellen.“

„Ich bin davon beeindruckt, was bis jetzt schon mit dem MeerKAT-Teleskop erreicht wurde und wir sind stolz darauf, mit unseren südafrikanischen Partnern bei der Erweiterung des Teleskops zu kooperieren“, sagt Martin Stratmann, der Präsident der Max-Planck-Gesellschaft, der den Standort von MeerKAT in Südafrika im Januar 2020 besucht hat. „Das muss man wirklich selbst erlebt haben – es ist ein sehr eindrucksvoller Anblick!“

Das MK+-Projekt wurde im Jahr 2019 im Rahmen einer gründlichen wissenschaftlichen Bewertung und technischen Planung gestartet. Erste Aktivitäten zum Aufbau vor Ort sind für Mitte 2021 vorgesehen. Die weiteren Schritte bis hin zur Vollendung und wissenschaftlichen Inbetriebnahme sollten bis 2023 abgeschlossen sein.

 

 

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