Der Prototyp eines neuartigen Gammastrahlen-Teleskops hat erfolgreich seine Feuertaufe bestanden und den Krebsnebel nachgewiesen, die Standardkerze der Gammastrahlenastronomie. Die Beobachtung belegt die Machbarkeit des Schwarzschild-Couder-Teleskops, das damit ein Kandidat für die Erweiterung des nächsten großen Gammastrahlen-Observatoriums Cherenkov Telescope Array (CTA) ist. Die erfolgreiche Messung wurde von CTA-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern auf der 236. Tagung der American Astronomical Society (AAS) bekanntgegeben. DESY-Wissenschaftlerinnen und -Ingenieure haben am Prototyp des Schwarzschild-Couder-Teleskops (pSCT) mitgewirkt und Turm und Antrieb des Teleskops gebaut, das im Januar 2019 am Fred-Lawrence-Whipple-Observatorium in Arizona in Betrieb genommen wurde.

Gammastrahlen sind das energiereichste Licht im Universum, zum Teil billionenfach energiereicher als sichtbares Licht. Sie stammen aus extremen Prozessen im Kosmos und können neue Einblicke in Objekte wie Schwarze Löcher und Neutronensterne geben, Aspekte der großräumigen Entwicklung des Universums erhellen und möglicherweise sogar einmal der geheimnisvollen Dunklen Materie auf die Spur kommen, die im Kosmos mehr als fünfmal so häufig vorkommt wie die uns vertraute Materie. Zudem ist die Gammastrahlenastronomie ist von zentraler Bedeutung für die noch junge Disziplin der Multimessenger-Astronomie, die den Kosmos im Licht verschiedener Boten wie Photonen, Neutrinos und Gravitationswellen untersucht.

„Der Krebsnebel ist der Prüfstein der Gammastrahlenastronomie, und sein Nachweis ist ein hervorragender Beleg für die Leistungsfähigkeit der pSCT-Technologie“, betont Markus Garczarczyk von DESY, Projektleiter für Turm und Antrieb des Teleskops. Das pSCT basiert auf einem 114 Jahre alten Konzept des deutschen Physikers Karl Schwarzschild (1873-1916), das erst heute durch technischen Fortschritt realisierbar geworden ist. Anders als übliche Gammastrahlenteleskope besitzt das pSCT ein Doppelspiegelsystem, wodurch sich die Qualität des fokussierten Lichts erhöhen und die Nutzung kompakter Lichtsensoren möglich werden soll. Der pSCT-Hauptspiegel besitzt einen Durchmesser von 9,7 Metern und besteht aus 48 Spiegelelementen, der 5,4 Meter große Sekundärspiegel wird von 24 Segmenten gebildet.

Das Cherenkov Telescope Array wird das weltweit größte Observatorium für kosmische Gammastrahlung und soll bislang unerreichbare Einblicke in die energiereichsten Prozesse im Universum ermöglichen. Es wird aus insgesamt 118 Teleskopen bestehen, die an zwei Standorten auf beiden Erdhälften aufgebaut werden: auf der Südhalbkugel in den chilenischen Anden nahe der Europäischen Südsternwarte ESO und im Norden auf der Kanareninsel La Palma. Bei DESY wird das CTA Data Science Center beheimatet sein. Um einen möglichst großen Energiebereich abzudecken, werden insgesamt drei Teleskoptypen unterschiedlicher Größe errichtet. Der Grundaufbau der mittelgroßen Teleskope (MST) basiert auf der Davis-Cotton-Optik. DESY bereitet als einer der federführenden Partner des Projekts die Serienproduktion und den Aufbau dieser Teleskope vor, die im nächsten Jahr beginnen sollen. Das SCT ist ein Kandidat für die zukünftige Erweiterung des CTA im MST-Energiebereich.

Zum pSCT haben 30 Institutionen und fünf wichtige Industriepartner aus den Vereinigten Staaten, Italien, Deutschland, Japan und Mexiko Beiträge geleistet. „Der pSCT-Teleskopturm einschließlich des Antriebssystems basieren auf dem Design des CTA-Medium-Size-Teleskops, entwickelt von DESY-Ingenieuren“, erläutert Garczarczyk. „Die einzelnen Komponenten wurden in Europa produziert, im Anschluss am DESY-Standort Zeuthen vormontiert und zum Fred Lawrence Whipple Observatory (FLWO) nach Arizona verschickt.“ Dort wurden Turm und Antriebssystem von Februar bis April 2016 gemeinsam von DESY- und FLWO-Ingenieuren installiert und in Betrieb genommen. Seitdem unterstützt das DESY-Team das Projekt und die US-Kollegen bei der Integration, dem Betrieb, der Wartung und der Datenauswertung.

 

Weitere Informationen: http://cta-observatory.org/