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Das Radiofenster wird erweitert
Radiostrahlung entsteht im Kosmos auf vielfältige Weise, durch
thermische Prozesse (Frei-Frei-Strahlung, Rekombinationslinien,
Moleküllinien) oder nichtthermische Prozesse (Zyklotron- und
Synchrotron-Strahlung). Frei-Frei-Strahlung und nichtthermische
Radiostrahlungsind kontinuierlich, d.h. sie sind nicht auf ein bestimmtes
Frequenzband begrenzt. Synchrotron-Strahlung wird von sehr
energiereichen Elektronen der Kosmischen Strahlung ausgesendet, wenn
sie nahezu lichtschnell auf Spiralbahnen um Magnetfeldlinien laufen.
Die Kosmische Strahlung stammt zum Großteil aus den Überresten von
Supernova-Explosionen. Der Ursprung der kosmischen Magnetfelder ist
eines der großen ungelösten Rätsel der Astrophysik, dem sich Projekte
am MPIfR Bonn widmen.
Nicht alle Radiowellen gelangen bis zur Erdoberfläche. Unterhalb von
einigen Millimetern Wellenlänge absorbieren die Moleküle der
Erdatmosphäre die meiste Radiostrahlung. Oberhalb von etwa 10m
Wellenlänge wird die Ionosphäre undurchlässig, abhängig vom
Ionisationsgrad der Ionosphäre, der durch hochenergetische
Sonnenstrahlung bestimmt wird. Daher nimmt die größte Wellenlänge des
Radiofensters mit zunehmender Sonnenaktivität ab. |
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Abb. 1: Das elektromagnetische Spektrum (oben) und die Durchlässigkeit
der Erdatmosphäre (unten).
Die grauen Gebiete geben an, in welcher Höhe
über dem Meeresspiegel die Strahlung absorbiert wird.
Das optische
Fenster ist gelb und das Radiofenster grün markiert
© MPIfR Bonn |
Zur Erweiterung dieses begrenzten Radiofensters hat das MPIfR Bonn eine
Doppelstrategie eingeschlagen: Bei kurzen Wellenlängen steht jetzt das
neue Teleskop APEX in der Höhenlage der chilenischen Wüste Atacama zur
Verfügung, wo die Absorption der Atmosphäre viel geringer ist. Auch bei
den langen Radiowellen gibt es jetzt ein neues Teleskop: LOFAR.
Die Auflösung eines Teleskops sinkt proportional zur Wellenlänge. Das
100-m Radioteleskop Effelsberg hätte bei 10m Wellenlänge nur noch eine
Auflösung von 7 Grad am Himmel, völlig unzureichend, um kosmische
Objekte aufzuspüren. Radioteleskope bei langen Wellenlängen bestehen
daher aus vielen Einzelspiegeln. Die zur Zeit größte Anlage, das Giant
Meterwave Radio Telescope (GMRT), steht im Westen Indiens und kann bis
2m Wellenlänge messen. Die Störungen durch irdische Radio- und
Radarsender sind erheblich, so dass nur kleine Wellenlängenbereiche
nutzbar sind. Empfindlichkeit und Winkelauflösung des GMRT reichen für
viele neue Projekte nicht aus.
Abhilfe kann ein Teleskop schaffen, das eine wesentlich größere
Sammelfläche hat und Störungen effektiver ausblenden kann. Um die
Kosten in vertretbarem Rahmen zu halten, wird technologisches Neuland
beschritten. |
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