Pfadfinder in der Wüste: APEX nimmt regulären Beobachtungsbetrieb auf

Feierliche Einweihung des APEX-Teleskops in 5100 m Höhe

25. September 2005

Das Atacama Pfadfinder Experiment (APEX) feiert die offizielle Einweihung seines neuen 12-m Hightech-Teleskops, das auf dem 5100 m hoch gelegenen Chajnantor-Plateau in der chilenischen Atacama-Wüste errichtet wurde. Das APEX-Teleskop ist für Radiobeobachtungen bei Submillimeter-Wellenlängen (im Bereich von 0,2 bis 1,5 mm) ausgelegt. Die Inbetriebnahme mit anschließenden astronomischen Beobachtungen wurde im Juli 2005 erfolgreich bestanden und APEX ist seitdem im regulären Meßbetrieb. Dieses neuartige Instrument an der Vorderfront astronomischer Forschung ermöglicht den Zugang zum "kalten Universum" mit bisher nicht erreichter Empfindlichkeit und Bildqualität.

Nach Monaten der Anstrengung, um das Teleskop auf bestmöglichem technischen Level betreiben zu können, schauen nun die meisten der beteiligten Mitarbeiter mit großer Zufriedenheit auf die Früchte ihrer Arbeit. APEX ist, zum Zeitpunkt seiner offiziellen Einweihung, nicht nur voll betriebsfähig; es hat auch bereits zu neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen geführt.

Karl Menten, der Direktor der Abteilung "Millimeter- und Submillimeter-Astronomie am MPIfR und Leiter ("Principal Investigator") des APEX-Projekts, freut sich: "Die hervorragende Empfindlichkeit unserer Detektoren zusammen mit dem exzellenten Standort ermöglichen phantastisch gute Beobachtungen, die mit keinem anderen Teleskop der Welt so möglich wären. Wir haben bereits jetzt nicht nur Objekte in unserer Milchstraße, sondern auch in fernen Galaxien beobachtet. Üblicherweise werden schwache extragalaktische Quellen erst angegangen, nachdem die Teleskope schon lange in Betrieb sind. Mit APEX konnten wir das von Anfang an machen."

Die offizielle Einweihung des APEX-Teleskops findet am 25. und 26. September in San Pedro de Atacama statt. Die Zeremonie beginnt um 15:00 Uhr lokaler Zeit mit Grußadressen von Vertretern der beteiligten Wissenschaftsorganisationen (Max-Planck-Gesellschaft, Schwedisches Forschungskonzil und Europäische Südsternwarte) und des Gastlands Chile. Das gesamte APEX-Projekt wird anschließend von Projektmanager Rolf Güsten vorgestellt. Die drei Direktoren der am Projekt beteilgten Institutionen (Proff. Karl Menten and Roy Booth, Dr. Catherine Cesarsky) beschreiben die wissenschaftlichen Perspektiven der Submillimeter-Astronomie mit dem APEX-Teleskop. Am Montag erfolgen geführte Touren zur Basisstation in Sequitor und zum APEX Standort auf dem Llano de Chajnantor in 5100 m Höhe. Die Eröffnungszeremonie und eine Führung zum Teleskop und den Einrichtungen unmittelbar vor Ort beschließen die Einweihungsfeier.

Nachtaufnahme des APEX-Teleskops. Das Blitzlicht wird an den Verstellschrauben der Einzelpaneele reflektiert, mit denen die Oberfläche des Teleskop-Spiegels sehr genau eingestellt werden kann.

© APEX

Nachtaufnahme des APEX-Teleskops. Das Blitzlicht wird an den Verstellschrauben der Einzelpaneele reflektiert, mit denen die Oberfläche des Teleskop-Spiegels sehr genau eingestellt werden kann.

© APEX

Da die Submillimeter-Strahlung aus dem Weltall durch Wasserdampf in der Atmosphäre sehr stark absorbiert wird, wurde als Standort für das APEX-Teleskop die Chajnantor-Ebene in einer Höhe von 5100 m ausgesucht. Sie befindet sich in einem hochgelegenen Teil der chilenischen Atacama-Wüste, 50 km östlich des Ortes San Pedro de Atacama in Nordchile. Die Atacama-Wüste ist eine der trockensten Regionen der Erde und bietet dadurch einzigartige Beobachtungsmöglichkeiten im Submillimeter-Bereich, allerdings auf Kosten schwieriger logistischer Bedingungen für ein Weltklasse-Observatorium an einem derart abgelegenen Ort. APEX ist das größte Submillimeter-Teleskop für die Erforschung des Südhimmels. Mit der hochgenauen Antenne und der großen Sammelfläche wird der Zugang zu einem neuen Fenster für astronomische Forschung am Südhimmel eröffnet.

Die Millimeter- and Submillimeter-Astronomie eröffnet aufregende neue Möglichkeiten für die Untersuchung der ersten Generationen von Galaxien, die sich im Universum gebildet haben, und von Entstehungsmechanismen für Sterne und Planeten. APEX ermöglicht den Wissenschaftlern die Untersuchung chemischer und physikalischer Bedingungen in Molekülwolken, d.h., dichter Regionen von Gas und Staub, in denen neue Sterne entstehen. Ein Beispiel dafür ist die Molekülwolke G327, in der der Nachweis von Kohlenmonoxid und einer Reihe komplexer organischer Moleküle mit APEX bereits gelungen ist (Abb. 2).

Radiobild der Riesenmolekülwolke G327, aufgenommen mit dem APEX-Teleskop. Dazu wurden über 5000 Einzelspektren in der J=3-2 Linie des Kohlenmonoxid-Moleküls (CO) aufgenommen. CO ist einer der besten Indikatoren für Molekülwolken, in denen Sternentstehung stattfindet. Das Intensitätsmaximum im oberen Bereich des Bildes zeigt eine bereits weit entwickelte Sternentstehungszone, in der Gas durch die Strahlung eines neugebildeten Sternhaufens erhitzt wird. Der interessanteste Bereich des ganzen Gebiets fällt allerdings in der CO-Emission überhaupt nicht auf: der "hot core" im Bild-Zentrum, dargestellt in Konturen des Methanol-Moleküls. Er bildet ein absolut herausragendes Objekt - eine der besten Quellen zur Untersuchung komplexer organischer Moleküle in der Milchstraße (vgl. Spektrum im unteren Teil des Bildes).

© Daten: Wyrowski et al. (Kartierung), Bisshop et al. (Spektrum).

Radiobild der Riesenmolekülwolke G327, aufgenommen mit dem APEX-Teleskop. Dazu wurden über 5000 Einzelspektren in der J=3-2 Linie des Kohlenmonoxid-Moleküls (CO) aufgenommen. CO ist einer der besten Indikatoren für Molekülwolken, in denen Sternentstehung stattfindet. Das Intensitätsmaximum im oberen Bereich des Bildes zeigt eine bereits weit entwickelte Sternentstehungszone, in der Gas durch die Strahlung eines neugebildeten Sternhaufens erhitzt wird. Der interessanteste Bereich des ganzen Gebiets fällt allerdings in der CO-Emission überhaupt nicht auf: der "hot core" im Bild-Zentrum, dargestellt in Konturen des Methanol-Moleküls. Er bildet ein absolut herausragendes Objekt - eine der besten Quellen zur Untersuchung komplexer organischer Moleküle in der Milchstraße (vgl. Spektrum im unteren Teil des Bildes).

© Daten: Wyrowski et al. (Kartierung), Bisshop et al. (Spektrum).

Wie der Name bereits sagt, ist das "Atacama Pathfinder Experiment" ein Pfadfinder für neuartige Wissenschaft im Submillimeter- und Ferninfrarot-Bereich. Es ist wegweisend für Zukunftsprojekte wie das Flugzeug-Observatorium SOFIA, der Ferninfrarot-Satellit Herschel und das "Atacama Large Millimeter Array" (ALMA). Tatsächlich stellt APEX eine modifizierte ALMA-Antenne dar und steht auch auf dem ausgewählten Standort für das zukünftige ALMA-Observatorium. ALMA ist geplant als riesiges Netzwerk von 12-m-Antennen, deren Abstand (Basislinie) bis zu 14 km betragen kann. Der Beginn des Meßbetriebs mit ALMA soll zum Ende des Jahrzehnts erfolgen.

Um Beobachtungen im kurzwelligen Submillimeter-Bereich zu ermöglichen, weist das APEX-Teleskop eine extrem genau geformte Oberfläche auf. Über die gesamten 12 m Durchmesser der Antenne betrachtet, liegt die maximale Abweichung von der Idealform einer Parabel bei weniger als 17 Mikrometern (17 Tausendstel Millimeter). Das ist weniger als ein Fünftel vom Durchmesser eines menschlichen Haars!

Gleichzeitig mit Konstruktion und Aufbau des APEX-Teleskops wurde ein aufwändiges Technologie-Programm gestartet, um die bestmöglichen Empfänger für das Teleskop zur Verfügung zu haben. Bei den ersten Beobachtungen mit APEX kommen Submillimeter-Empfänger, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen, sowie hochauflösende breitbandige FFT-Spektrometer zum Einsatz, die von der Abteilung für Submillimeter-Technologie am MPIfR entwickelt wurden. Seit kurzem ist auch der erste an der Chalmers Universität in Schweden gebaute Empfänger im Einsatz.

"Vom technischen Standpunkt aus ist APEX bereits jetzt ein toller Erfolg und die Qualität der Ergebnisse übertrifft unsere Erwartungen", sagt APEX Projekt-Manager Rolf Güsten. "Das konnten wir nur erreichen durch eine sehr motivierte Teamleistung aller am Projekt beteiligten; Mitarbeiter der Konstruktionsfirma, des MPI für Radioastronomie und des gesamten APEX-Projekts. Unsere Leute haben in endlosen Arbeitsstunden, oft in großer Höhe, das Projekt zum Erfolg gebracht!"

Zusatzinformation

Im APEX-Projekt erfolgt eine Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Onsala Space Observatory (OSO) in Schweden und der Europäischen Südsternwarte (ESO). Das Teleskop wurde von der VERTEX Antennentechnik GmbH in Duisburg im Auftrag des MPIfR konstruiert und erbaut; es basiert auf einer für das ALMA-Projekt konstruierten Prototyp-Antenne. Für den Beobachtungsbetrieb mit dem APEX-Teleskop vor Ort auf der Chajnantor-Ebene zeichnet die ESO verantwortlich.