Grünes Licht für das höchst gelegene Teleskop der Erde

Verantwortlich: Patrick Honecker

Deutsche Finanzierung für CCAT ist nun gesichert. Universitäten Bonn und Köln entwickeln Teleskopspiegel

Staub- und Gaswolken sind die „Zutaten“, aus denen Sterne entstehen. Nordamerikanische Forscher wollen unter Beteiligung der Universitäten Köln und Bonn mit einem neuartigen Teleskop diese Sternentstehungsgebiete in bisher unerreichter Empfindlichkeit kartieren und durch Beobachtung entfernter Galaxien in die Frühphase des Universums vordringen. Die Finanzierungszusage für die deutsche Beteiligung liegt nun vor. Voraussichtlich im Jahr 2017 soll das Cerro Chajnantor Atacama Telescope (CCAT) in Chile die Arbeit aufnehmen. Es ist dann das höchst gelegene Teleskop der Erde.

„Wir haben nun für die deutsche Beteiligung an dem Teleskop die Finanzierungszusage durch Bundes- und Landesmittel im Rahmen des Großgeräte-Programms der Deutschen Forschungsgemeinschaft erhalten“, sagt Frank Bertoldi, Geschäftsführender Direktor des Argelander-Instituts für Astronomie (AIFA) der Universität Bonn. „Die Gutachter lobten die wissenschaftliche Bedeutung des Vorhabens.“ Insgesamt soll CCAT rund 110 Millionen US-Dollar (80 Millionen Euro) kosten. Deutschland will sich mit zehn Prozent an den Kosten beteiligen und erhält dafür als Gegenwert zehn Prozent der begehrten Beobachtungszeit für Forschungsprojekte. Die Initiative für das Projekt ging vor sieben Jahren von der US-amerikanischen Cornell-Universität und dem California Institute of Technology aus. Mittlerweile sind dem CCAT-Projekt auch die Universität von Colorado, ein Konsortium von kanadischen Universitäten und vor einem Jahr auch die Universitäten Bonn und Köln beigetreten.

Höchst gelegenes astronomisches Teleskop der Erde

Das höchst gelegene astronomische Teleskop unseres Planeten soll auf dem rund 5.600 Meter hohen Cerro Chajnantor in der chilenischen Atacama-Wüste entstehen. „In der dort sehr trockenen Luft behindert der atmosphärische Wasserdampf die schwierigen Messungen bei den kurzen Radiowellen, für die CCAT ausgerichtet ist, kaum“, begründet Jürgen Stutzki, Physikalisches Institut der Universität zu Köln und Sprecher des Sonderforschungsbereichs 956 „Conditions and Impact of Star Formation“, die Wahl des Standorts. CCAT spielt für diesen neuen Sonderforschungsbereich eine wichtige Rolle, an dem die Universitäten Köln und Bonn sowie das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn beteiligt sind. Mit dem 25 Meter großen Teleskopspiegel in Chile möchten die Forscher Strahlung aus dem All im Wellenlängenbereich von 0,2 bis 2 Millimeter empfangen. „Dieser Bereich ist hochinteressant“, sagt der Bonner Astrophysiker. „Die für die Sternentstehung wichtigen Gas- und Staubwolken strahlen in diesem Wellenlängenbereich.“

Der Teleskopspiegel muss extrem genau gearbeitet sein

Neben diesen Wiegen der Sternentstehung interessieren sich die Bonner und Kölner Wissenschaftler für entfernte Galaxien, anhand deren lang gereister Strahlung sie weit in die Vergangenheit des Universums blicken können. „Um aber die Strahlung im interessanten Wellenlängenbereich zu empfangen, muss der Teleskopspiegel extrem genau gearbeitet sein und darf sich im Betrieb durch Wärme, Kälte oder Wind kaum verziehen“, sagt Bertoldi. Eine echte Herausforderung: Die Toleranz für den 25 Meter großen Spiegel liegt insgesamt bei maximal 0,01 Millimeter! „Mit der Duisburger Firma Vertex Antennentechnik haben wir in einer zweijährigen vom Land Nordrhein-Westfalen finanzierten Studie einen Prototypen entwickelt. Dieses aus extrem leichten Kohlefaser-Verbundstoffen und Aluminium-Reflektoren bestehende Spiegelelement hält die hochpräzisen Anforderungen an den Spiegel ein“, berichtet Stutzki. Der Teleskopspiegel mit 25 Meter Durchmesser wird aus über hundert solchen Elementen aufgebaut, die sich einzeln mit Motoren gesteuert ausrichten lassen. Damit werden Abweichungen von der optimalen Oberflächenform des Spiegels leicht korrigierbar.

CCAT soll am Himmel interessante Objekte ausfindig machen

Die Astrophysiker der Universitäten Köln und Bonn planen für CCAT zudem die Entwicklung eines Detektors, der die Strahlung aus dem Weltraum mit hoher spektraler Auflösung nachweisen soll. „Der Detektor soll einen möglichst großen Ausschnitt des Himmels gleichzeitig wie eine Kamera erfassen“, umreißt Stutzki die Anforderungen. CCAT soll damit zum idealen Partner für das benachbarte ALMA-Teleskop werden. „CCAT hat den Überblick und soll am Himmel interessante Objekte ausfindig machen, die ALMA dann mit höchster Auflösung genauer unter die Lupe nimmt“, erläutert Bertoldi. Mit der Finanzierung steht nun auch der Zeitplan für CCAT: Nach der derzeit laufenden technischen Designphase soll 2013 mit dem Bau des Teleskops begonnen werden. Im Jahr 2016 soll für CCAT das Feintuning vorgenommen werden, und spätestens 2017 soll das Teleskop erste wissenschaftliche Ergebnisse liefern.

Jürgen Stutzki
I. Physikalisches Institut
Universität zu Köln
Tel.: 0221/4703494
E-Mail: stutzki(at)ph1.uni-koeln.de

Susanne Herbst
wissenschaftliche Koordinatorin im SFB 956
I. Physikalisches Institut
Universität zu Köln
Tel. 0221/4707028
E-Mail: Herbst(at)ph1.uni-koeln.de

Frank Bertoldi
Argelander-Institut für Astronomie
Universität Bonn
Tel.: 0228/736789
Mobil: 0176/20114268
E-Mail: bertoldi(at)astro.uni-bonn.de

Informationen zum Sonderforschungsbereich:
http://www.astro.uni-koeln.de/projects/sfb956