VLBI-Verbindung zwischen APEX und Effelsberg

Erste interferometrische Detektion von Signalen bei 3,5 mm Wellenlänge zwischen den beiden MPIfR-Radioteleskopen

Ein symbolischer Moment für Millimeterwellen-VLBI-Beobachtungen am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR): Zum ersten Mal haben das 12-Meter-Teleskop APEX in Chile und das 100-Meter-Radioteleskop Effelsberg in Deutschland erfolgreich Interferenzstreifen (Fringes) zwischen beiden Stationen nachweisen können.

Beide Teleskope werden vom MPIfR betrieben. APEX, in 5100 m Höhe auf dem Chajnantor-Plateau in den chilenischen Anden gelegen, und Effelsberg, eingebettet in ein Tal in der Eifel, unterscheiden sich in ihrer Bauweise und ihrem Betriebsumfeld erheblich. Das 100-m-Radioteleskop Effelsberg ist bereits seit Mitte der 1970er Jahre eine Station im Rahmen der Very Long Baseline Interferometry (VLBI), APEX seit 2015. Dank der Fertigstellung des N3AR-Systems bei APEX unterstützen beide nun ein gemeinsames Frequenzband. 

Im April 2025 beobachteten die beiden Teleskope als Teil des Global mm-VLBI Array (GMVA) unter anderem den hellen Quasar 3C 273. Diese Beobachtung markiert einen symbolischen Handschlag zwischen den beiden MPIfR-Teleskopen, die 9637 km voneinander entfernt sind, mit interferometrischer Signaldetektion von einem weit entfernten Quasar bei 3,5 mm Wellenlänge, für die nun beide Teleskope mit Empfängern ausgerüstet sind.

Die Abbildung zeigt das Interferenzstreifendiagramm, das diese Entdeckung bestätigt.  Die Miteinbeziehung von APEX in das GMVA wird die Nord-Süd-Auflösung dieses Netzwerks erheblich verbessern, was zu wesentlich besser aufgelösten Bildern von Quasaren und der Umgebung Schwarzer Löcher führen wird.

Dieser Meilenstein unterstreicht die Erweiterung der VLBI-Möglichkeiten im mm-Wellenbereich und ebnet den Weg für eine bessere Abbildung von Radioquellen auf der Südhalbkugel und für künftige hochauflösende Studien.

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Weitere Informationen:

Effelsberg: Mit 100 Metern Durchmesser gehört das am 12. Mai 1971 eingeweihte Radioteleskop Effelsberg zu den beiden größten vollbeweglichen Radioteleskopen der Erde. Seit der vollen Inbetriebnahme im Jahre 1972 wird kontinuierlich an der Verbesserung seiner Technologie gearbeitet. So wurden z.B. die Oberfläche des Hauptspiegels erneuert, Antriebsmotoren und -getriebe ausgetauscht, bessere und modernere Empfänger und Auswertegeräte („Backends“) eingesetzt und natürlich auch die benutzten Rechner immer wieder durch aktuelle Hardware ersetzt. Daher gilt das Teleskop auch heute noch als eines der weltweit modernsten Teleskope.

Das Teleskop wird eingesetzt zur Beobachtung von Radiostrahlung aus dem gesamten Kosmos. Beobachtet werden u.a. Pulsare, kalte Gas- und Staubwolken, Sternentstehungsgebiete, Magnetfelder in der Milchstraße und von weiteren Galaxien, von Schwarzen Löchern ausgehenden Materiestrahlen und Kerne ferner Galaxien.

Effelsberg ist eine wichtige Station für das weltweite Zusammenschalten von Radioteleskopen (Very Long Baseline Interferometry, VLBI). Mit dieser Technik gelingen die schärfsten Aufnahmen vom Kosmos überhaupt. Zur Verbesserung dieser Technologie arbeitet das Institut in mehreren Projekten zusammen mit nationalen und internationalen Forschungsinstituten und anderen Organisationen.

APEX: Das Atacama Pathfinder Experiment ist ein Millimeter- und Submillimeter-Observatorium von Weltrang, das sich auf der sogenannten Chajnantor-Hochebene in den chilenischen Anden befindet. Dies ist ein idealer Ort mit hervorragenden Wetterbedingungen für diese Art von hochfrequenten Radiobeobachtungen.

Das APEX-Projekt wird vom MPIfR geleitet und ist in Chile angesiedelt. Das Teleskop ist seit mehr als 20 Jahren in Betrieb und hat sich seit seinem Bau und der Aufnahme des Betriebs weiterentwickelt.

Aufgrund des experimentellen Charakters des Projekts steht eine Vielzahl von Empfangsinstrumenten zur Verfügung, von denen einige sehr vielseitig und für den allgemeinen Gebrauch geeignet sind, während andere eher experimenteller Natur sind. In Verbindung mit den ausgezeichneten Wetterbedingungen am Standort ermöglichen sie es vielen Astronomen aus der ganzen Welt, die Daten zu erhalten, die sie für ihre Forschungen zu einer Vielzahl von astronomischen Themen benötigen.