Einführung

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 Radiostrahlung sind 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 10 m 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.

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<span style="color: orange;" color="orange"> gelb </span> und das Radiofenster <span style="color: darkgreen;" color="darkgreen"> grün </span> markiert. Bild vergrößern
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. [weniger]

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 10 m Wellenlänge nur noch eine Auflösung von 7° 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 2 m 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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