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KOSMISCHE STRAHLUNG
FACT beobachtet auch bei Vollmond
Redaktion / Pressemitteilung der ETH Zürich
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7. November 2011

Wissenschaftler der ETH Zürich haben eine Kamera entwickelt, die von der kosmischen Strahlung induzierte Lichtblitze erstmals auch bei viel Umgebungslicht, zum Beispiel bei Vollmond, nachweisen kann. Das neue Instrument, das in Zusammenarbeit mit anderen Universitäten entstand, wurde kürzlich auf der Kanareninsel La Palma in Betrieb genommen und lieferte erste Bilder.

FACT

Das Teleskop FACT nimmt erste Daten während der Vollmondnacht vom 11. Oktober 2011 auf. Im Hintergrund links sieht man eines der MAGIC Cherenkov Teleskope.
Foto: IPP/ETH Zürich

Es ist eines der großen Rätsel der Wissenschaft: Vor 99 Jahren entdeckte der österreichische Physiker Viktor Hess, dass unsere Erde fortwährend von hochenergetischen Teilchen aus den Tiefen des Alls getroffen wird. Wo diese Teilchen, die sogenannte kosmische Strahlung, herkommen, ist fast einhundert Jahre nach dieser Entdeckung noch weitgehend ungeklärt. Ihr Ursprung müssen nämlich kosmische Phänomene sein, durch die Teilchen zu sehr viel höheren Energien beschleunigt werden, als es selbst mit dem leistungsstarken Large Hadron Collider (LHC)  am CERN möglich ist.

Eine vielversprechende Methode, Antworten auf dieses Rätsel zu finden, ist die Hochenergieastronomie. Mit sogenannten Cherenkov-Teleskopen wird nach den extrem schwachen Lichtblitzen gefahndet, die von hochenergetischen Teilchen in der Erdatmosphäre erzeugt werden.

Dazu benötigt man eine hochempfindliche Kamera, die mehrere 100 Millionen bis Milliarden Bilder pro Sekunde aufnehmen kann. In den letzten zehn Jahren gelang es mit Cherenkov-Teleskopen mehr als 140 der hellsten galaktischen und extragalaktischen Beschleuniger zu identifizieren, aber eine bedeutend größere Anzahl liegt vermutlich noch im Verborgenen. Die Beobachtungen werden dadurch limitiert, dass alle bisherigen Kameras durch zu viel Umgebungslicht zerstört werden können.

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Seit wenigen Jahren existieren neuartige Halbleitersensoren, sogenannte G-APDs, die sich gegenüber den bisher verwendeten Photoröhren durch eine größere Robustheit und einfachere Bedienung auszeichnen. Die ETH Zürich entwickelte in Zusammenarbeit mit der Universität Zürich spezielle Lichtleiter, die für die Verwendung von G-APDs in Cherenkov-Teleskopen notwendig sind, und konstruierte eine neuartige Kamera samt der zugehörigen Elektronik.

Nach erfolgreichen Tests baute das Team die Kamera jetzt auf der kanarischen Insel La Palma auf einer Höhe von 2.200 Meter in ein bereits existierendes Teleskop ein, das von den Universitäten Dortmund und Würzburg sowie der EPF Lausanne mit verbesserten Spiegeln und einer neuen Steuerung ausgestattet wurde. Die EPF Lausanne und die Universität Genf entwickelten wichtige Teile der Software für das sogenannte First G-APD Cherenkov Teleskop (FACT) Projekt. Insgesamt sind rund 45 Physiker, Ingenieure und Techniker an der Entwicklung von FACT beteiligt.

In einer klaren Vollmondnacht im Oktober, nur wenige Stunden nach Montage der Kamera, konnten bereits die ersten Lichtblitze gemessen werden. Das Umgebungslicht war mehr als 100-mal stärker als bisher üblich für Beobachtungen mit Cherenkov-Teleskopen. Seit einiger Zeit weiß man, dass bei einem Typ kosmischer Beschleuniger die Helligkeit sehr stark und schnell ändern kann.

Mit der neuen Kamera wird es nun möglich, dieses Phänomen lückenloser zu beobachten. Davon versprechen sich die Forscher neue Erkenntnisse, die zu einem besseren Verständnis der Wirkungsweise dieses kosmischen Beschleunigers beitragen. In den kommenden Monaten wird der Betrieb des Teleskops inklusive der Kamera optimiert. Danach beginnen die wissenschaftlichen Beobachtungen mit FACT.

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siehe auch
La Palma: Zweites MAGIC-Teleskop vor "First Light" - 15. April 2009
MAGIC: Unerwartete Transparenz für Gammastrahlen - 27. Juni 2008
MAGIC: Neues Fenster zum Universum - 13. Oktober 2003
Links im WWW
ETH Zürich
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