Neue Teleskope braucht das Land

I   Ein neues Gammastrahlen-Teleskop

Der Standort
Das CTA besteht - zumindest auf dem Papier - aus rund 100 Antennen (Durchmesser zwischen 4-23 Meter) auf dem Gelände der Europäischen Südsternwarte (ESO) [1] in Paranal (Chile) und weiteren 20 Antennen (Durchmesser zwischen 12-23 Meter) am Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) [1] auf dem Roque de los Muchachos-Observatorium [1] auf La Palma (Spanien) (Abb. 1).

In Chile befindet sich der potentielle Standort weniger als 10 Kilometer von dem Paranal-Observatorium [1] der ESO entfernt, inmitten der Atacama-Wüste [1], einem der trockensten Regionen der Erde. Auf La Palma sollen die Antennen in einer Höhe von rund 2.200 Metern installiert werden, auf einem Plateau unterhalb eines ehemaligen Vulkankraters; dort befinden sich bereits zwei große Atmosphärische Gammastrahlen Cherenkov-Teleskope (MAGIC) [1]. Die dortigen guten atmosphärischen Bedingungen sollen eine ganzjährige Beobachtung zulassen.

Alternative Standorte für das CTA waren Namibia und Mexiko.

Die Technologie
Die Technologie des CTA basiert auf bereits existierenden Gammastrahlenteleskopen wie dem Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System [1] in den Vereinigten Staaten und dem High Energy Stereoscopic System [1] in Namibia. Jedoch wird das CTA zehn mal empfindlicher als sämtliche existierenden Teleskope dieses Spektralbereiches sein; Energien oberhalb von 10 TeV [1] können jedoch lediglich mit den kleinen Antennen (Durchmesser 4 Meter) des Standortes in Paranal empfangen werden.

Abb. 1 Standorte für das neue Gammastrahlen Array CTA.
Die Standorte sind La Palma (Spanien) und Paranal (Chile),
Alternativen waren Standorte in Namibia und Mexiko.
© CTA

Forschungsprojekte
Das CTS soll vorwiegend Gammastrahlen [1] messen; dabei handelt es sich um extrem hochenergetische Photonen [1] wie sie beispielsweise bei Supernovae [1] auftreten oder Teilchen in der Nähe von Schwarzen Löchern [1] bis auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden.

Abb. 2 Künstlerische Darstellung einer der Standorte für das neue
Gammastrahlen Teleskop Array CTA.
© DESY/Milde Science Comm./Exozet

Wenn diese hochenergetischen Photonen die obere Erdatmosphäre erreichen, lösen sie sog. Teilchenschauer [1] aus, die von erdgebundenen Teleskopen gemessen werden können. Aus den Teilchenschauern können die Forscher Rückschlüsse auf die die Schauer auslösenden Gammastrahlen sowie deren Richtung ziehen und somit die Prozesse untersuchen, die die Gammastrahlen erzeugt haben.

Die Verteilung der Antennen auf zwei Kontinente soll dazu beitragen, die Eigenschaften der sog. Dunklen Materie [1] zu erforschen. Falls Dunkle Materie aus sog. Neutralinos [1] im Energiebereich von Terraelektronenvolt (TeV) besteht, könnte das CTA diese aufspüren. Das wäre ein Meilenstein in der Hochenergieforschung des Universums.
Das CTA soll zudem zwei Durchmusterungen anfertigen, die eine betrifft das galaktische Zentrum [1], das einige hochenergetische Quellen beherbergt, die andere ein Viertel des gesamten Himmels.

Wie geht es weiter?
Innerhalb der nächsten 3-6 Monate sollen entsprechende Verträge für die Standorte, das Design und die Konstruktion ausgehandelt werden. Der Bau des CTA soll Ende des Jahres, spätestens jedoch Mitte 2016 beginnen. Im gleichen Jahr sollen erste kleine Gammastrahlen-Teleskope installiert werden. Mit den ersten Daten rechnen die Forscher Ende des Jahres 2020, im Jahr 2023 soll der vollständige Betrieb beginnen.

II   SETI lebt - es geht weiter

Die Suche nach Außerirdischer Intelligenz (SETI) [1] geht in eine neue Runde. Der russische Milliardär Yuri Milner [1], der durch Investitionen im Internet-Business zu Reichtum gelangt ist, sponsert SETI mit dem unglaublichen Betrag von 100 Millionen US-Dollar.

Das Breakthrough Listen-Projekt
Rund 50 Jahre seit dem Beginn der (leider bisher erfolglosen) SETI-Forschung erhält das Projekt durch die Initiative Breakthrough Listen [1] neuen Auftrieb. Dabei sollen Teleskope wie das Green Bank-Teleskop [1] in den Vereinigten Staaten, das Parkes-Observatorium [1] (Abb. 3) in Australien und das Lick-Observatorium [1] in Kalifornien etwa eine Millionen Sterne sowie rund Hundert benachbarte Galaxien näher untersuchen.

Bisher konnte man mithilfe des potenten russischen Sponsors bereits die Schließung des Green Bank- und des Parkes-Teleskops verhindern.

Abb. 2 Das Green Bank-Teleskop des NRAO (National Radio Astronomy
Observatory). Es ist eines der drei Teleskope, das für die von Milner
gesponsorte SETI-Forschung genutzt werden soll.
© W. Bibikow(JAI/Corbis

Geschichte der SETI-Forschung
Die SETI-Projekte suchen traditionell nach Radio- oder optischen Signalen [1] künstlicher Quellen, die sich wiederholen. Die Finanzierung der Projekte war stets problematisch. Der ursprüngliche Hauptsponsor, die amerikanische Raumfahrtbehöre NASA [1], beendete das SETI-Programm im Jahr 1993 und machte zahlreiche Wissenschaftler arbeitslos; die Forschung nach Außerirdischen wurde "auf Eis" gelegt. Danach wurden SETI-Projekte nur noch privat finanziert. Das Breakthrough Listen-Team gehört zu den Pionieren der SETI-Forschung. Es erhält nunmehr Hundert Millionen US-Dollar, eine unglaubliche Summe.

Im Jahr 2012 schrieb Milner die sog. Breakthrough-Preise [1, 4] aus, um wissenschaftliche Arbeiten, auch im Bereich Grundlagenphysik und Mathematik, zu fördern. Milner selbst studierte Teilchenphysik [1] und interessiert sich seit Jahren für die SETI-Forschung. Seine Eltern benannten ihn nach dem ersten russischen Kosmonauten Yuri Gagarin [1].

Mithilfe des Sponsoring für die SETI-Forschung erhalten Wissenschaftler des Projektes anstatt 24-26 Stunden Teleskopzeit pro Jahr nun Tausende Stunden an den besten dafür geeigneten Instrumenten der Welt.

Astronomischer Beistand
Astronomische Unterstützung erhält Milner bei der Durchführung des Projektes durch zahlreiche bekannte Wissenschaftler, die mit der SETI-Forschung seit Jahrzehnten verbunden sind: beispielsweise Frank Drake [1], der mithilfe der Drake-Gleichung [1] versuchte abzuschätzen, wieviele intelligente Extraterrestrische in der Milchstraße [1] zu erwarten sind, oder Geoff Marcy [1], einer der Pioniere der Entdeckung extraterrestrischer Planeten [1], um nur zwei bekannte Astronomen zu nennen, die sich an der Initiative beteiligen.

Daten, Daten, Daten
Die SETI-Forschung wird durch den Einsatz der drei genannten Teleskope mit Daten überschwemmt werden. Wahrscheinlich werden an einem Tag so viele Daten gesammelt wie in den vorherigen SETI-Projekten in einem Jahr, hoffen die Beteiligten. Sämtliche Daten sollen öffentlich zugänglich sein.

Das Breakthrough Listen-Projekt will sich mit der bereits bekannten Initiative SETI@home [1, 6] vernetzen. Nach Milners Auffassung "gehören die Ergebnisse jedem gleichermaßen". Dann können selbst Amateure an der Suche nach Außerirdischen teilnehmen.

Weiterhin soll es in einem mit einem Preisgeld von einer Million US-Dollar darum gehen, eine digitale Nachricht zu konstruieren, die an potentielle Extraterrestrische gesendet werden könnte.

Die Strategie
Die Initiative erhofft sich neben einer positive Wirkung auf die gesamte astronomische Gemeinschaft interessante Entdeckungen wie Pulsare [1], die den Ursprung der mysteriösen "schnellen Radio-Bursts" [1] erklären können; dabei handelt es sich um hochenergetische Lichtpulse von wenigen Millisekunden Dauer.

Die Strategie des Projektes ist noch nicht abgeschlossen. Jedoch wird eine der ersten Aufgaben darin bestehen, Sterne nach Signalen im Frequenzbereich [1] zwischen 1-10 GHz zu scannen. Möglicherweise werden die drei Teleskop-Anlagen zuerst auf das Zentrum der Milchstraße, das sog. galaktische Zentrum [1], gerichtet; dabei erhoffen sich die Wissenschaftler eine höhere Chance, ein Signal von extraterrestrischen Zivilisationen zu entdecken, weil dort eine höhere Sterndichte herrscht als in unserer galaktischen Nachbarschaft.

Und wann finden wir Aliens?
Milner räumt ein, dass es möglich ist, dass die Teleskope kein Signal finden. Ein negatives Ergebnis würde allerdings nicht bedeuten, dass es keine Extraterrestrischen innerhalb der Milchstraße gibt, sondern nur, dass wir unsere Vorstellungen über sie möglicherweise überdenken müssen.

Jedoch wird die Technologie innerhalb der nächsten 10 Jahre sicherlich entscheidend voranschreiten; die Strategie von Breakthrough Listen soll dann entsprechend angepaßt werden.

Wir sind gespannt wie sich das Breakthrough Listen-Projekt entwickeln wird und halten Sie selbstverständlich auf dem Laufenden.

Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu

Ihre
IG Hutzi Spechtler – Yasmin A. Walter

Quellenangaben:

[1] Mehr Information über astronomische Begriffe
www.wikipedia.de

[2] Nature doi:10.1038/nature.2015.18008

[3] https://portal.cta-observatory.org/Pages/News.aspx

[4] Nature doi:10.1038/nature.2015.18016

[5] Mehr Information über die Initiative Breakthrough Listen
http://www.breakthroughinitiatives.org

[6] Mehr Information zu SETI@home

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