LOFAR
Startschuss für größtes Radioteleskop der Welt
Redaktion / idw / Universität Bonn
astronews.com
8. Mai 2006

Deutsche Astronomen haben einen wichtigen Schritt in Richtung auf ein neues Großteleskop gemacht: Vor wenigen Tagen haben sie das Deutsche Konsortium zur Messung langer Radiowellen (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.

LOFAR-Antennen für Radio-Wellenlängen von vier bis zehn Meter. 96 dieser Antennen bilden zusammen mit 96 weiteren für die Wellenlängen von ein bis drei Meter eine Station. Foto: ASTRON Dwingeloo/ Niederlande

Am 3. Mai fand am Astrophysikalischen Institut Potsdam die erste Sitzung des GLOW-Rates statt. GLOW steht dabei für German Long Wavelength Consortium. 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 (astronews.com berichtete). 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 21 Zentimeter 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, wodurch die Forscher hoffen, den Einfluss der Sonne auf unsere Zivilisation besser zu verstehen.

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.

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 mal 60 Metern wird Ende 2006 in unmittelbarer Nähe des 100 Meter-Radioteleskops Effelsberg in Zusammenarbeit zwischen ASTRON und dem Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie aufgebaut. Weitere sechs deutsche LOFAR-Stationen sind bereits in konkreter Planung. Das Ziel sind zwölf deutsche Stationen bis zum Jahr 2012. Zusammen mit den niederländischen Stationen wird LOFAR dann zur größten über Datenleitungen vernetzten Teleskopanlage der Welt.