Technologien

Neue wissenschaftliche Erkenntnisse sind oft nur möglich durch die Entwicklung von entsprechender Hardware, durch die Erweiterung vorhandener Instrumenten - oder gar dem Entwurf neuer Teleskope. Die Gruppe leitet oder beteiligt sich an der Entwicklung an Projekten, die zu den aufregendsten der modernen Radioastronomie gehören.

Pulsar-Instrumente

Abbildung der ROACH2-Platine in einem modifizierten Gehäuse Bild vergrößern
Abbildung der ROACH2-Platine in einem modifizierten Gehäuse

Die aktuelle Generation der Pulsar-Instrumente am Effelsberger 100-m Teleskop wurde ab 2009 in drei Phasen installiert: Das Pulsar-Fast-Fourier-Transform-Spektrometer (PFFTS) wurde 2009 installiert. Das PFFTS ist fest mit dem 7-Beam-Empfänger verdrahtet und hat eine feste Firmware, die 512 Kanäle über 300 MHz bei einer zeitlichen Auflösung von 54 μs erzeugt.  Das PFFTS wurde im Haus von der Signalverarbeitungsabteilung entwickelt. Das PSRIX-System basiert auf dem vom CASPER-Konsortium entwickelten ROACH1-Board. Dieses Instrument wurde 2011 in den regulären Betrieb genommen. Das PSRIX2-Instrument basiert auf der ROACH2-Plattform (ebenfalls von CASPER entwickelt) und wurde 2017 in Betrieb genommen. [mehr]

Large European Array for Pulsars (LEAP)

Die fünf Radioteleskope der 100-m-Klasse, die zusammen das „Große Europäische Netzwerk für Pulsare” (LEAP) bilden. Bild vergrößern
Die fünf Radioteleskope der 100-m-Klasse, die zusammen das „Große Europäische Netzwerk für Pulsare” (LEAP) bilden.

Das „Large European Array for Pulsars” (LEAP) ist ein von der EU gefördertes, innovatives Projekt, bei dem die bedeutendsten Radioteleskope Europas zum weltweit empfindlichsten, voll lenkbaren Radioteleskop verbunden werden. Dabei werden die Signale der Teleskope frequenz- und phasengleich miteinander kombiniert, um damit das Äquivalent eines 200-m-Teleskops zu erzeugen. Dieses „Super-Teleskop” erlaubt dann die Beobachtung von Pulsaren mit sehr großer Empfindlichkeit, was schließlich die Präzision unserer Messung von Pulsankunftszeiten erheblich steigert. Mit diesem Gewinn in Empfindlichkeit und Präzision hoffen wir, schließlich in einem  „Pulsar Timing Array”-Experiment Gravitationswellen direkt zu detektieren. [mehr]

PAF

PAF-Empfänger, der im Primärfokus des Effelsberger 100-m-Radioteleskop installiert ist. Bild vergrößern
PAF-Empfänger, der im Primärfokus des Effelsberger 100-m-Radioteleskop installiert ist.

Ein PAF-Empfänger ist im wesentlichen eine Radio-Kamera, die aus einer dichten Anordnung von Antennenelementen im Fokus des Teleskops besteht (ein „Phased Array Feed”). Das Bild kann durch verschiedene Kombinationen der Ausgangssignale der Elemente verfeinert werden. Das hier beschriebene PAF-System wurde für das ASKAP-Teleskop in Australien entwickelt, aber für den Einsatz in Effelsberg modifiziert. [mehr]

Der UBB-Empfänger

Die Vierfachkonstruktion des Horns. Bild vergrößern
Die Vierfachkonstruktion des Horns.

Der UBB-Empfänger (Ultra Broad Band receiver) - Um die bisher striktesten Tests von Einsteins Relativitätstheorie durchführen zu können, leistete unsere Arbeitsgruppe Pionierarbeit bei der Entwicklung eines neuen Breitband-Empfängers (mit einem Frequenzbereich von 0.6 bis 3.0 GHz) für unser Effelsberger 100-m-Radioteleskop. [mehr]

Neuartige Datenverarbeitung

Die Suche nach Doppelsternsystemen ist schwierig und erfordert neuartige Algorithmen, um die optimale Analyse zu finden. Bild vergrößern
Die Suche nach Doppelsternsystemen ist schwierig und erfordert neuartige Algorithmen, um die optimale Analyse zu finden. [weniger]

Die Suche nach Pulsaren ist ein „Big Data”-Problem. Unsere Möglichkeiten der Datenverarbeitung sind derzeit sehr durch die verfügbare Rechenleistung begrenzt - obwohl wir bereits Super-Computer in Deutschland, Großbritannien, Frankreich und Australien verwenden. Das Handhaben und die Analyse der Daten erfordert daher die Verwendung einer Reihe von neuartigen Verfahrenstechniken. Diese beinhalten die Verwendung großer Rechenleistung über Citizen Science wie das Einstein@Home-Projekt unserer Kollegen am Albert-Einstein-Institut in Hannover, sowie Algorithmen des maschinellen Lernens, und anderen Methoden, um die Notwendigkeit der menschlichen Interaktion zu reduzieren. Unsere Gruppe wendet alle diese Methoden erfolgreich an und hat für viele von diesen - in Zusammenarbeit mit unseren Kollegen in Manchester - Pionierarbeit geleistet (weitere Pressemitteilungen zum Thema Einstein@Home: vom 13.8.2010, 26.11.2013, 8.12.2016 und 28.2.2018).

LOFAR

Die erste internationale LOFAR-Station in Effelsberg. Im Vordergrund sind die LBA-Antennen für den Frequenzbereich 10-80 MHz zu sehen. Die HBA-Antennen befinden sich im Hintergrund in mit Folie bedeckten Styroporkästen. Bild vergrößern
Die erste internationale LOFAR-Station in Effelsberg. Im Vordergrund sind die LBA-Antennen für den Frequenzbereich 10-80 MHz zu sehen. Die HBA-Antennen befinden sich im Hintergrund in mit Folie bedeckten Styroporkästen. [weniger]

Low Frequency Array (LOFAR) - Dieses neue europäische Radio-Interferometer hat eine fantastische Empfindlichkeit bei niedrigen Radiofrequenzen im Bereich 30 bis 240 MHz, und öffnet somit ein komplett neues Fenster im Radio-Spektrum. Unsere Arbeitsgruppe nutzt dieses neue Instrument um Pulsare, entfernte Galaxien und das interstellare Medium zu untersuchen. [mehr]

SKA

Bild vergrößern

Das Square Kilometer Array (SKA) - ein Technologie-Teleskop der Superlative. Hierbei handelt es sich um ein globales Mehrzweck-Radio-Interferometer der nächsten Generation. Das SKA wird das weltweit führende „Imaging und Survey'”-Teleskop sein, das aufgrund einer Kombinaton aus beispielloser Vielseitigkeit und Empfindlichkeit neue Türen für Entdeckungen nicht nur in der Radioastronomie öffnen wird, sondern auch die Kosmologie und Gravitationsphysik revolutionieren wird. Unsere Gruppe arbeitet mit daran, dieses Teleskop zu verwirklichen. [mehr]

 
loading content
Zur Redakteursansicht