Am Puls der Pulsare

Europäisches Teleskop LOFAR liefert die bisher empfindlichsten Beobachtungen bei niedriger Frequenz

Einem internationalen Astronomenteam unter Beteiligung von deutschen Wissenschaftlern ist es gelungen, die bisher empfindlichsten Beobachtungen von Pulsaren bei niedriger Frequenz aufzunehmen. Die Messung gelang mit dem europäischen Radioteleskop-Netzwerk LOFAR. Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, die bei der Explosion von sehr massereichen Sternen (Supernovae) entstehen.

Das europäische Niederfrequenz-Radioteleskop LOFAR ist das erste einer ganzen Reihe neuartiger Radioteleskope zur Erforschung des Universums bei den niedrigsten Frequenzen, die überhaupt vom Erdboden aus zugänglich sind. Das Auffinden von neuen Pulsaren und deren Erforschung in diesem „Radiofenster“ gelten als ein Schlüsselprojekt. Daran beteiligt ist auch das deutsche Konsortium GLOW (German Long Wavelength), dem unter anderem die Gruppe von Michael Kramer, Direktor am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie, angehört.

„Wir kehren hier zu den Radiofrequenzen zurück, bei denen die Pulsare ursprünglich in den 1960er-Jahren entdeckt worden sind“, sagt Ben Stappers von der Universität Manchester, der Erstautor der Veröffentlichung, die demnächst im Fachjournal Astronomy & Astrophysics erscheinen wird. „Im Gegensatz verfügen wir jetzt mit LOFAR über ein Teleskop, von dessen Möglichkeiten man sich damals nicht hätte träumen lassen.“

Die zufällige Auffindung des ersten Pulsars im Jahr 1967 ist eine der großen Entdeckungen der Astronomie. Die Astronomen fanden die ersten Pulsarsignale mit einem Radioteleskop bei der niedrigen Frequenz von 81 Megahertz, recht nahe zu den Radiofrequenzen im UKW-Bereich.

Mit LOFAR sind die Astronomen nun zum Frequenzbereich der ersten Pulsarmessungen zurückgekehrt – jedoch mit moderner Computertechnik und der Verbindung der Einzelteleskope über Hochgeschwindigkeits-Glasfaserleitungen, welche die Leistungsfähigkeit der Teleskope um ein Vielfaches steigern. So wird es mit LOFAR möglich, die Radiopulse im Detail zu untersuchen und darüber hinaus Effekte der Gravitationsphysik und Eigenschaften des interstellaren Mediums in unserer Milchstraße zu erforschen. „Auch wenn das erst frühe Testergebnisse sind, so zeigen sie doch bereits die spektakulären Möglichkeiten mit LOFAR auf“, sagt Stappers.

LOFAR funktioniert mithilfe von Tausenden kleiner Antennen, die über verschiedene Länder Europas verteilt und mit Hochgeschwindigkeits-Internetleitungen miteinander verbunden sind. Die Auswertung erfolgt über einen leistungsstarken Supercomputer nahe der zentralen LOFAR-Station bei ASTRON in den Niederlanden.

Die Teleskope verfügen über keine beweglichen Teile; vielmehr erfolgt die Ausrichtung am Himmel über digitale Zeitverzögerungsbausteine. Dadurch wird eine wesentlich höhere Flexibilität in der Datenanalyse möglich. So etwa lassen sich ganz unterschiedliche Richtungen am Himmel gleichzeitig erfassen, wobei nur die Rechenkapazität des Computers begrenzend wirkt. Bei der Suche nach neuen Pulsaren ermöglicht das eine wesentlich schnellere Kartierung des Himmels.