LOFAR
Radioteleskop wird international
Redaktion / Pressemitteilung des MPIfR
astronews.com
11. Dezember 2007

Das neuartige Radioteleskop LOFAR hat einen ersten internationalen Ableger bekommen: Neben dem riesigen 100-Meter-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Effelsberg wurde jetzt die erste internationale LOFAR-Station in Betrieb genommen. Schon die ersten Messungen beeindruckten die beteiligten Astronomen. Auch in anderen Ländern Europas sollen noch LOFAR-Stationen entstehen.

Der Radiohimmel über Effelsberg am 29. Oktober 2007 nach nur einer Sekunde Messzeit. Erste Aufnahme mit allen 96 LOFAR-Antennen in Effelsberg bei 7 Meter Wellenlänge (42 MHz). Bild: Stefan Wijnholds (ASTRON) / Peter Müller (MPIfR) [Großansicht] Die erste internationale Station des Niederfrequenz-Radioteleskops LOFAR (IS-DE1) in direkter Sichtweite des 100-m-Radioteleskops. Im Vordergrund ist ein Teil der insgesamt 96 Dipol-Antennen der LOFAR-Station Effelsberg sichtbar. Bild: Wolfgang Reich, MPIfR [Großansicht]

Das Max-Planck-Institut für Radioastronomie hat in enger Zusammenarbeit mit dem niederländischen Institut für Radioastronomie, ASTRON, die erste internationale Teleskopstation des LOFAR Radioteleskops gebaut und in Betrieb genommen. LOFAR steht für "LOw Frequency ARray", das von ASTRON initiiert wurde, und dessen Stationen um Exloo zentriert im Nordosten der Niederlande entstehen. LOFAR ist dabei, ein internationales Projekt zu werden, das Stationen in vielen europäischen Ländern umfassen wird (astronews.com berichtete). Die erste internationale LOFAR-Station (IS-DE1) wurde nun auf dem Gelände des Radio-Observatoriums Effelsberg unmittelbar neben dem 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) errichtet. Am 20. November 2007 erfolgte in Effelsberg die formale Übergabe der Station zwischen Vertretern des niederländischen Instituts ASTRON und des MPIfR. Damit ist zugleich die Aufnahme des systematischen Messbetriebs verbunden.

LOFAR stellt ein neuartiges Konzept für ein Radioteleskop dar. Es ist das erste digitale Radioteleskop, das keinerlei bewegliche Teile und Motoren mehr benötigt. Bei den niedrigen Frequenzen zwischen 20 und 80 MHz, bei denen LOFAR zum Einsatz kommt (das sind kosmische Radiowellen mit Wellenlängen von einigen Metern), erfasst jede einzelne Antenne des LOFAR-Netzwerks den kompletten Himmel auf einmal. Blickrichtung und Größe des Gesichtsfelds werden nicht mechanisch, sondern elektronisch zwischen den 96 Einzelantennen einer Station und zwischen den unterschiedlichen Stationen gesteuert.

LOFAR wird außerdem auch aus Antennen, die im Frequenzbereich von 120-240 MHz messen, bestehen. Ein zentraler Superrechner, der im Computerzentrum der Universität im niederländischen Groningen steht, nimmt dabei die digitalen Signale aller Antennen auf und kombiniert sie. Dadurch kann man mit LOFAR sogar in mehrere Richtungen gleichzeitig "sehen" und unterschiedliche Messprojekte zur gleichen Zeit durchführen.

Das LOFAR Radioteleskop, das von ASTRON entwickelt wurde, hat eine erste LOFAR Station CS1 im niederländischen Exloo seit letztem Jahr in Betrieb und bereitet sich darauf vor, innerhalb der nächsten zwei Jahre ein Minimum von 36 Stationen in den Niederlanden zu errichten mit mehr als 25000 individuellen Antennen. Um die Radiostrahlung unterschiedlicher kosmischer Objekte (etwa von explodierenden Sternen, fernen Galaxien und Quasaren mit extrem massereichen Schwarzen Löchern) detailliert untersuchen zu können, sind Winkelauflösungen von unter einer Bogensekunde erforderlich.

Dazu werden die einzelnen Stationen des LOFAR-Netzwerks in den Niederlanden, in Deutschland und bald auch in anderen Ländern Europas (beispielsweise Großbritannien, Frankreich und Schweden) grenzüberschreitend über schnelle Datenleitungen miteinander verbunden. In Effelsberg ist erst im November 2007 ein dazu wichtiger Schritt erfolgt: eine Glasfaserverbindung zwischen dem Radio-Observatorium Effelsberg und dem Institut in Bonn, und weiterhin dem Anschluss an das deutsche Hochgeschwindigkeitsnetz zur Weiterleitung der Daten an den LOFAR-Hochgeschwindigkeitsrechner in Groningen.

Die Karte des Radiohimmels über Effelsberg wurde zunächst nur mit den Einzelantennen der LOFAR-Station Effelsberg aufgenommen. In einer Sekunde Messzeit war es hier möglich, den kompletten Himmel in langwelliger Radiostrahlung zu erfassen und sowohl den Verlauf der Milchstraße als auch starke Einzelquellen (wie Cygnus A und Cassiopeia A) wiederzugeben. Diese Messung vom 29. Oktober 2007 stellt gewissermaßen das "First Light" für die LOFAR-Station Effelsberg dar, den Beginn der astronomischen Messungen dieser Station.

Vor drei Wochen, am 20. November 2007, erfolgte dann die offizielle Übergabe der LOFAR-Station Effelsberg, der ersten internationalen Station des LOFAR-Projekts (mit dem Kürzel IS-DE1), und nach der niederländischen Station CS1 die zweite LOFAR-Station überhaupt. Bei einem Treffen im Radio-Observatorium Effelsberg, dem Standort der Station, unterschrieben Mark Bentum, Rollout-Manager des LOFAR-Projekts aus den Niederlanden, und Wolfgang Reich, LOFAR-Projektleiter am MPIfR, das Übergabe-Protokoll.

Nach dem Beginn der systematischen Messungen mit der LOFAR-Station Effelsberg ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis Messungen in hoher Winkelauflösung zur detaillierten Untersuchung des Radio-Universums durch Verbindung der einzelnen LOFAR-Stationen über die schnellen Datenleitungen zur Routine werden. Die Forscher am Max-Planck-Institut für Radioastronomie legen dabei speziellen Wert auf das Studium magnetischer Phänomene im Universum und haben die Leitung dieses Forschungsprogramms übernommen.

Mit LOFAR beginnt ein neues Zeitalter der Erforschung des langwelligen Universums. LOFAR wird Astronomen aller Welt anziehen, die begierig darauf sind, den noch fast unerforschten Frequenzbereich für ihre Forschung zu entdecken. "Wir erwarten einen enormen Erkenntnisgewinn über Planeten, Sterne, Galaxien bis hin zu den entferntesten Strukturen aus der Frühzeit des Universums", so Wolfgang Reich.