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Gamma-Astronomie: Neues Gammateleskop sucht eine Bleibe

Zurzeit befindet sich das Cherenkov Telescope Array (CTA) in seiner Planungsphase. Das CTA soll hochenergetische Gammastrahlung aus dem Universum nachweisen und mit seiner Leistungsfähigkeit dabei bisherige Gammateleskope übertreffen. Wissenschaftler untersuchten nun vier potenzielle Standorte für das CTA auf ihre Eignung. Alle vier liegen in den Subtropen, und als einziger europäischer Standort ist die Insel Teneriffa ein Kandidat. Im Vergleich schneidet sie gar nicht schlecht ab.
Gammastrahlenausbruch

Wer auf die kanarischen Inseln in Urlaub fährt, kann dort in Zukunft vielleicht ein neues Teleskop bewundern: Möglicherweise wird der Berg Izaña auf der Insel Teneriffa als Standort für das neue Cherenkov Telescope Array (CTA) ausgewählt. Das geplante CTA gehört wissenschaftlich in die Familie der Teleskope H.E.S.S. und MAGIC: Genau wie diese ist es auf dem Nachweis hochenergetischer Gammastrahlung aus dem Weltall ausgelegt.

Die Gammastrahlung entsteht im Universum bei unterschiedlichen hochenergetischen Prozessen: von A wie "aktive galaktische Kerne" bis hin zu Z wie "Zerfall hypothetischer Teilchen der Dunklen Materie". Oft spielen Teilchen, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen, bei ihrer Entstehung eine Rolle.

Die Erdatmosphäre ist für die hochenergetische Gammastrahlung nicht durchlässig: Trifft sie auf die Erdatmosphäre, so erzeugt sie dort Lichtblitze im optischen Spektralbereich – die so genannte Tscherenkow-Strahlung. Diese Strahlung wird dann von Gammateleskopen registriert. Wird ein Lichtblitz von mehreren Teleskopen unter verschiedenen Blickwinkeln gleichzeitig aufgenommen, so lässt sich die Einfallsrichtung der ursprünglichen Gammastrahlung rekonstruieren. Deswegen bestehen Gammateleskope meist aus mehreren räumlich getrennten Instrumenten.

Im Vergleich zu den beiden Spiegeln, die MAGIC gegen den Himmel richtet, und den inzwischen fünf Instrumenten von H.E.S.S., wird das Cherenkov Telescope Array jedoch aus Dutzenden von Einzelteleskopen bestehen. Damit wird es die bisherigen Gammateleskope im Auflösungsvermögen, in der Empfindlichkeit und in der Größe seines Gesichtsfelds übertreffen.

Cherenkov Telescope Array (CTA) | Diese künstlerische Darstellung zeigt das geplante Cherenkov Telescope Array (CTA). Ein Array besteht aus mehreren Einzelteleskopen, die zusammen wie ein Riesenteleskop wirken. Beim CTA werden dazu Instrumente unterschiedlicher Größe geeignet kombiniert.

Im Zuge der Vorbereitungen auf den Teleskopbau haben Wissenschaftler um Stefano Cavazzani von der Universität Padua nun vier potenzielle Standorte für das CTA auf deren Eignung untersucht. Zur Auswahl stehen auf der Nordhalbkugel San Pedro Martir in Mexiko und der Berg Izaña auf Teneriffa. Auf der Südhalbkugel wurden die Standorte El Leoncito und San Antonio de Los Cobres in Betracht gezogen. Beide liegen in Argentinien.

Diese vier Standorte wurden nun dahingehend verglichen, welcher von ihnen die meisten klaren Nächte und die besten Bedingungen für astronomische Beobachtungen bietet. Dazu werteten Wissenschaftler Daten des amerikanischen Wettersatelliten GOES-12 aus. Dieser Satellit beobachtet Wolken und deren Höhe über der Erdoberfläche im Rahmen der Wetterüberwachung. Mit seiner Hilfe konnten die Wissenschaftler beurteilen, wie häufig der Himmel über den vier Standortkandidaten bedeckt ist. Zusätzlich lieferten Wetterstationen am Boden wertvolle Hinweise über die vorherrschenden Temperaturen und die gefallenen Niederschlagsmengen.

Aus dem Vergleich der meteorologischen Bedingungen geht der Standort San Pedro Martir in Mexiko als knapper Sieger hervor: 69,9 Prozent seiner Nächte bieten beste Bedingungen für astronomische Beobachtungen.

Leoncito und Izaña folgen gemeinsam auf Platz zwei. Bei ihnen sind 64,9 Prozent und 62,6 Prozent der Nächte bestens für Beobachtungen geeignet. Bei Leoncito verteilen sich die klaren Nächte jedoch gleichmäßig über das Jahr, während beim kanarischen Izaña der Sommer deutlich bessere Beobachtungsbedingungen als der Winter bietet. Das argentinische San Antonio de Los Cobres landete aufgrund meteorologischer Besonderheiten vorerst auf dem letzten Platz. Bei ihm scheint ein starker bodennaher Wind zu einer sehr variablen Wolkenschicht zu führen. Nachdem die Wissenschaftler nun diesen Wind als bedeutenden meteorologischen Faktor erkannt haben, möchten sie ihn in einer Folgeuntersuchung noch besser verstehen lernen.

Der endgültige Standort des CTA steht daher noch nicht fest. Die Entscheidung hierzu dürfte im Verlauf des nächsten Jahres bekannt gegeben werden.

  • Quellen
arXiv:1211.1520v1

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