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LOFAR - ein neues Radioteleskop in Deutschland

Im Verbund mit Stationen in den Niederlanden soll es das größte Teleskop der Welt bilden

Deutsche Astronomen, darunter auch Wissenschaftler der Universität Bonn, haben einen wichtigen Schritt in Richtung auf ein neues Großteleskop gemacht: Vor wenigen Tagen haben sie das Deutsche Konsortium zur Messung langer Radiowellen (German Long Wavelength Consortium, abgekürzt GLOW) gegründet. Gemeinsames Ziel ist der Aufbau eines Netzes aus neuartigen Radioteleskopen. In Verbund mit weiteren Stationen in den Niederlanden sollen sie das größte Teleskop der Welt bilden.

Am 3. Mai fand am Astrophysikalischen Institut Potsdam die erste Sitzung des GLOW-Rates statt. Zum Vorsitzenden wurde Prof. Anton Zensus, Direktor des Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn, gewählt, Prof. Marcus Brüggen (Internationale Universität Bremen) zu seinem Stellvertreter. Mitglieder des Konsortiums sind die astronomischen Institute der Universitäten Bochum, Bonn und Köln, das Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn, die Internationale Universität Bremen, das Max-Planck-Institut für Astrophysik Garching, die Sternwarte Hamburg, das Forschungszentrum Jülich, das Astrophysikalische Institut Potsdam und die Thüringer Landessternwarte Tautenburg. Gemeinsames Ziel ist der Aufbau von Stationen aus Antennen, die im Verbund mit weiteren Stationen in den Niederlanden das neue Radioteleskop LOFAR bilden. LOFAR ist erstmals in der Lage, langwellige Radiostrahlung von Wasserstoffgas aus der Frühzeit des Universums zu messen, die durch die Expansion des Kosmos von ursprünglich 21cm auf etwa die zehnfache Wellenlänge "auseinander gezogen" wurde. Langwellige Radiostrahlung stammt außerdem von schnellen Elektronen, die sich in schwachen Magnetfeldern bewegen. Die deutschen Wissenschaftler möchten daher mit LOFAR auch Magnetfelder in Milchstraßensystemen und in der Umgebung Schwarzer Löcher beobachten. Planeten in anderen Sonnensystemen können ebenfalls durch ihre langwellige Radiostrahlung aufgespürt werden. Auch die Radiostrahlung von Eruptionen auf der Sonne lässt sich mit LOFAR mit einer bislang unerreichten Präzision verfolgen, und damit kann der Einfluss der Sonne auf unsere Zivilisation besser verstanden werden.

Die deutschen Wissenschaftler möchten mit LOFAR langwellige Radiostrahlung aus der Frühzeit des Universums, kosmische Magnetfelder und Jets von Schwarzen Löchern in Milchstraßensystemen messen. Planeten mit Magnetfeldern in anderen Sonnensystemen lassen sich durch ihre langwellige Radiostrahlung aufspüren. Die Radiostrahlung von Eruptionen auf der Sonne lässt sich mit LOFAR mit einer bislang unerreichten Präzision verfolgen.

LOFAR - das erste digitale Teleskop der Welt

Klassische Radioteleskope sammeln - wie die meisten optische Teleskope - Strahlung mit parabolförmigen Spiegeln. Computergesteuerte Motoren bewegen das Teleskop dazu entlang der scheinbaren Bahn einer Radioquelle am Himmel. Die neue Generation von digitalen Radioteleskopen wie LOFAR benötigt dagegen keine beweglichen Teile und Motoren mehr. Das "Teleskop" besteht aus einer großen Zahl von Antennen, die fest am Boden montiert und in Stationen (Antennenfeldern) angeordnet sind. Die Blickrichtung und die Größe des Gesichtsfeldes werden elektronisch gesteuert. Ein zentraler Supercomputer nimmt die digitalen Signale aller Dipole auf und kombiniert sie. LOFAR kann in mehrere Richtungen gleichzeitig "sehen", also mehrere Astronomen-Teams gleichzeitig mit Daten versorgen.

Das radioastronomische Institut ASTRON bei Dwingeloo in den Niederlanden baut zur Zeit in Westfriesland die erste von 77 Stationen, die ab 2009, über die gesamten Niederlande verteilt, das niederländische LOFAR bilden werden. Der zentrale Computer Blue Gene/L, einer der schnellsten Rechner der Welt, arbeitet bereits in der Universität von Groningen. Seine Rechenleistung von 27 Teraflops und der Datenspeicher von 1 Petabyte (1015 Byte) reicht aus, um die gewaltige Datenrate von 500 Gbit/s, die ständig von den Stationen eingeht, in Echtzeit zu Radiobildern verarbeiten zu können.

Um mit LOFAR eine Winkelauflösung von einer Bogensekunde und besser zu erreichen, reicht eine Ausdehnung über die Größe der Niederlande nicht aus. Daher wurde beschlossen, LOFAR nach Deutschland zu erweitern. Die erste deutsche LOFAR-Station mit einer Größe von etwa 110 x 60 Metern wird Ende 2006 in unmittelbarer Nähe des 100m-Radioteleskops Effelsberg in Zusammenarbeit zwischen ASTRON und dem Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie aufgebaut. Weitere 6 deutsche LOFAR-Stationen sind bereits in konkreter Planung (Abb. 2). Das Ziel sind 12 deutsche Stationen bis zum Jahr 2012. Zusammen mit den niederländischen Stationen wird LOFAR dann zur größten über Datenleitungen vernetzten Teleskopanlage der Welt.

Weitere Informationen zu LOFAR: www.lofar.org


Lokale Kontaktperson:
Prof. Uli Klein
Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn
Telefon: 0228/73-3674
E-Mail: uklein@astro.uni-bonn.de

Kontaktperson für das Gesamtprojekt:
Rainer Beck
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
Telefon: 0228/525-323
E-Mail: rbeck@mpifr-bonn.mpg.de

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LOFAR-Antennen für Radio-Wellenlängen 4-10 Meter
Foto: © ASTRON Dwingeloo/ Niederlande
LOFAR-Antennen für Radio-Wellenlängen 1-3 Meter. Je 96 Antennen beider Typen bilden eine Station.
Foto: © ASTRON Dwingeloo/ Niederlande
Standorte der ersten 7 geplanten LOFAR-Stationen in Deutschland sowie des LOFAR-Kerns aus 23 Stationen bei Exloo in Westfriesland/Niederlande.
Grafik: © D. Lehmann, Astrophysikalisches Institut Potsdam
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