Radioteleskop

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen

RadioteleskopesindInstrumentezum Empfangen und Messen der aus demWeltallbzw. von speziellenHimmelsobjektenkommendenRadiofrequenzstrahlung.Sie sind das wichtigste Hilfsmittel der sogenanntenRadioastronomie.

Die Antenne hat meist die Form einesParabolspiegels.Für kürzereelektromagnetische Wellenim Zentimeter- bis Dezimeter-Bereich muss der Reflektor eine glatte Oberfläche haben, für längere Wellen genügt eineGitterstruktur.

Parkes-Observatoriumin Australien
Typisches Radioteleskop-Array (Ryle TelescopederUniversität Cambridge– mehrere Parabolspiegel zusammengeschaltet)
Galaxie M87mitJetnahe einemSchwarzen Loch.
Links oben: Übersichtsbild mit M87, durch Radioteleskop.
Rechts oben: Vergrößerter Ausschnitt (Jet),Hubble-Weltraumteleskop,sichtbares Licht.
Unten: Nochmaliger Ausschnitt, stark vergrößert zeigt die Auflösungsgrenze eines Radioteleskops (Interferometer).

Nach der Entdeckung der ersten außerirdischen Radioquelle durchKarl Guthe Janskyim Jahre 1932 wurden Radioteleskope zur Beobachtung des Kosmos entwickelt. Das erste Radioteleskop in Parabolform wurde vonGrote Reber,Ingenieur und Funkamateur in Wheaton, Illinois, gebaut, da Janskys Entdeckung zunächst von der professionellen Astronomie nicht weiter beachtet wurde. In Deutschland wurde das erste Radioteleskop, derAstropeiler Stockertauf demStockertbeiBad Münstereifel,1956 errichtet. Es steht seit 1999 unter Denkmalschutz.

Nach Westen gerichtete deutscheRadar-Systeme zur Luftraumüberwachung lieferten immer dann Fehlalarme, wenn dasSternbild Schwan(Cygnus) am Horizont auftauchte – verursacht durch die dort befindlicheRadioquelleCygnus A.1946 entdeckte eine Forschungsgruppe amRoyal Radar Establishmentin Malvern (England), dass von einer winzigen Region im Sternbild Schwan intensive Radiostrahlung ausgeht.[1]

Da die Antenne nur auf einen Punkt sieht, scannt man zur Bilderzeugung den Himmel zeilenweise mittels Erdrotation und Antennenbewegung. Die Spiegel der meisten Radioteleskope sind parabolisch geformte Metallflächen (Parabolspiegel), welche die Radiowellen auf eineAntennebündeln, die sich imBrennpunktdes Hohlspiegels befindet. Als Antenne wird allgemein auch das ganze System bezeichnet. Heutige Radioteleskope bestehen oft aus mehreren Parabolantennen (Arrays) sowie der Auswertungsstation. Die Antennen eines Arrays werden zu einemInterferometerzusammengekoppelt, so dass sich effektiv eine Antenne mit größerem Durchmesser ergibt. Diese Technik kann auch über das Array hinaus auf den gesamten Globus ausgedehnt werden: Wenn über die gesamte Erde verteilte Radioteleskope gleichzeitig dieselbe Quelle beobachten, lässt sich dieWinkelauflösungder Radioteleskope ganz erheblich steigern. Die größten Anlagen übertreffen die Auflösung vonoptischen Teleskopenetwa um den Faktor 500, wie im nebenstehenden Bild zu sehen ist.

Man unterscheidet bei Radioteleskopen zwischen unbeweglichen und beweglichen Teleskopen. Unbewegliche Teleskope sind selten, weil sie in ihrer Ausrichtung nicht gedreht werden können. Ihre Parabolantenne richten sie meist auf denZenit(zum Beispiel dasArecibo-Teleskop, welches fest in einer Niederung errichtet war). Bewegliche Radioteleskope können gedreht werden, sodass sie in die gesamteHemisphäre„schauen “können.

Neben der Größe eines Radioteleskops, die ein Maß für die Empfindlichkeit ist, kommt es auch auf den Wellenlängenbereich an, den es abdecken kann. Während die großen Teleskope nur Wellenlängen im Meter- und Zentimeterbereich beobachten können, „hören “kleinere Teleskope, wie das 30-m-Teleskop vomInstitut für Radioastronomie im Millimeterbereich(IRAM) in Spanien, das 3-m-Teleskop KOSMA in der Schweiz im Millimeterbereich oder das 12-m-TeleskopAPEX(betrieben in der chilenischenAtacama-WüstevomMax-Planck-Institut für Radioastronomie,Millimeter- und Submillimeterwellen) in kürzeren Wellenlängenbereichen. Da diese Frequenzen außerhalb deratmosphärischen Fensterliegen, wird die Empfindlichkeit von der darüber liegenden Lufthülle stark vermindert.

Radioteleskope werden neben der Beobachtung von Himmelskörpern auch benutzt, um Daten von entferntenRaumsondenzu empfangen oder Befehle an diese zu versenden oder um nach außerirdischen Intelligenzen zu suchen (siehe ProjektSETI).

Es gibt mehrere Projekte, bei denen Radioteleskope über große Entfernungen oder sogar weltweit (global) an Aufnahmen mitVery Long Baseline Interferometry(VLBI) beteiligt sind, wie dasVery Long Baseline Array(VLBA), dasEvent Horizon Telescopeoder dasGlobal mm-VLBI Array.Dazu werden auch Satelliten benutzt (RadioAstron).

Herausragende Anlagen

[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]
Very Large Array

Das derzeit größte Radioteleskop der Welt ist das russischeRATAN 600beiSelentschukskaja.Das zweitgrößte ist das am 25. September 2016 in Testbetrieb gegangeneFAST-Observatoriumin der chinesischen ProvinzGuizhou.

Weitere große Anlagen sindAtacama Large Millimeter/submillimeter Array,abgekürzt ALMA, aus 66 Antennen auf etwa 5000 m Höhe in der Atacama-Wüste in den nordchilenischen Anden und bis Dezember 2020 dasArecibo-ObservatoriuminPuerto Rico.Das Arecibo-Radioteleskop wurde am 1. Dezember 2020 durch herabstürzende Teile infolge von Materialermüdung zerstört. Das größte deutsche (und weltweit zweitgrößte bewegliche) Radioteleskop ist dasRadioteleskop Effelsbergin einem Tal in derEifel,ein bewegliches Teleskop mit 100 m Durchmesser, das vomMax-Planck-Institut für Radioastronomiein Bonn betrieben wird. Das größte bewegliche Radioteleskop der Welt ist das 100 m × 110 m große Robert C. Byrd Green Bank Telescope desGreen-Bank-Observatoriumsin West Virginia, USA. Das größte Radioteleskop fürMillimeterwellenist das 50 m großeLarge Millimeter Telescopein Puebla, Mexiko.

Weitere große Radioteleskop-Arrays sind dasGiant Metrewave Radio Telescope(GMRT, 30 Einzelteleskope je 45 m, verstreut auf bis zu 25 km Abstand, sechs Frequenzbänder von 50 bis 1500 MHz) inIndien,80 km nördlich vonPuneim BundesstaatMaharashtra,und dasVery Large Array(VLA, 27 Teleskope je 25 m in einer Y-förmigen Konfiguration) inSocorro,New Mexico,USA.

Seit 2006 wird in den Niederlanden ein neuartiges Radioteleskop zur Beobachtung von niederfrequenten Radiowellen im Meterwellenbereich gebaut, dasLow Frequency Array(LOFAR). Zum Zeitpunkt seiner Einweihung im Juni 2010 verfügte es europaweit über etwa 10.000 Antennen. Die erste LOFAR-Station arbeitet seit 2007 neben dem 100-m-Teleskop Effelsberg. LOFAR ist ein Prototyp für ein noch größeres Radioteleskop, dasSquare Kilometre Array(SKA), dessen Bau 2021 beginnen soll.[2]Die ersten Beobachtungen sind voraussichtlich Mitte der 2020er-Jahre möglich.[3]

Ein wichtiges Projekt zur Erkundung des Universums, das mit Hilfe der Radioteleskope durchgeführt wird, istHIPASS.Hierbei wird entfernungssensitiv nach der Signatur desWasserstoffsals Indikator fürGalaxiengesucht. Der Bereich derSüdhemisphäreist bereits abgeschlossen. Die meisten Daten wurden vomParkes-Radioteleskopin Australien gesammelt.

  • James W. Mar, Harold Liebowitz:Structures technology for large radio and radar telescope systems.MIT Press, Cambridge MA u. a. 1969,OCLC250925598.
  • Jacob W.M. Baars u. a.:Radio Telescope Reflectors - Historical Development of Design and Construction.Springer, Cham 2018,ISBN 978-3-319-65147-7.
Commons:Radioteleskope– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Radioteleskop– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  1. Die fernsten Radiogalaxien.auf:spektrum.de
  2. Frequently Asked Questions About The SKA.In:SKA Telescope.(skatelescope.org[abgerufen am 30. September 2019]).
  3. The SKA Project - SKA Telescope.In:SKA Telescope.(skatelescope.org[abgerufen am 30. September 2019]).