image: The CCAT-prime telescope will be built at an elevation of 5,600 meters near the peak. view more
Credit: University of Cologne
Mit einem neuartigen Teleskop wollen amerikanische, deutsche und kanadische Forscher die Fragen der Entstehung von Sternen, Galaxien und den 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 5600 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 sogenannte 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 Professorin 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 sowohl im lokalen Kosmos wie auch in weit entfernten Galaxien. Sie stammt zum anderen Teil vom 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 Professor Jürgen Stutzki, Astrophysiker an der Universität zu Köln. Die neuartige Konstruktion sowie seine extreme Höhenlage ermöglichen Beobachtungen, die anderswo nicht möglich wären, sagt Professor 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 Bonner Astrophysiker Frank Bertoldi. Dies ist besonders für hochgenaue Messungen der sogenannten 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 5 Millionen Euro und, für die wissenschaftlichen Instrumente, durch den Sonderforschungsbereich 956 Bedingungen und Auswirkungen der Sternentstehung.
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Kontakt:
Prof. Dr. Jürgen Stutzki, I. Physikalisches Institut der Universität zu Köln,
Tel. 0221 470 3494, email: stutzki@ph1.uni-koeln.de
Prof. Dr. Frank Bertoldi, Argelander-Institut für Astronomie, Universität zu Bonn,
Tel. 0228 73 6789, email: bertoldi@astro.uni-bonn.de
Mehr zum Thema: http://www.astro.uni-koeln.de/CCAT-prime
Bilder: https://cornell.box.com/v/CCATProject