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Vier Riesenteleskope auf La Palma offiziell eröffnet
Auf La Palma ziehen sie schon länger die Blicke vieler Besucher auf sich: vier gewaltige Spiegelteleskope mit facettenreichen Flächen, ausgerichtet auf den Nachthimmel. Auf dem rund 2.200 Meter hoch gelegenen Roque de los Muchachos sollen sie künftig gemeinsam hochenergetische Gammastrahlung aus weit entfernten Galaxien aufspüren. In dieser Woche wurde die Anlage mit dem Namen LST Subarray im Beisein von Vertretern aus Politik und Forschung feierlich eingeweiht.
Masahiro Teshima vom Max-Planck-Institut für Physik sprach von einem Meilenstein nach mehr als 15 Jahren internationaler Zusammenarbeit und technischer Entwicklung. Mit den Teleskopen lasse sich künftig die Untersuchung besonders extremer Regionen des Universums vorantreiben – etwa supermassereicher Schwarzer Löcher, von Neutronensternen, der Herkunft kosmischer Strahlung und möglicher Hinweise auf Dunkle Materie.
Ein Fehlalarm führte zur Entdeckung
Der Weg zur Erforschung kosmischer Gammastrahlung begann mit einem Zufall. 1967 suchte das US-Militär mit Satelliten nach verbotenen Atomtests in der Atmosphäre, die sich durch Gammastrahlen bemerkbar machen würden. Am 2. Juli desselben Jahres registrierten zwei Satelliten einen starken Gamma-Ausbruch. Schnell zeigte sich jedoch: Das Signal passte nicht zu einer Atombombe. Stattdessen stammte die Strahlung aus dem All.
Direkt von der Erde aus lässt sich kosmische Gammastrahlung nur schwer messen. Trifft sie auf Moleküle in der Atmosphäre, löst sie schon in etwa 50 Kilometern Höhe einen Teilchenschauer aus, bestehend aus Millionen elektrisch geladener Teilchen. Elektronen und Positronen rasen dann nahezu ungebremst weiter durch die Atmosphäre – und erzeugen dabei ein besonderes Leuchtphänomen.
Das schwache blaue Leuchten der Atmosphäre
Im luftleeren Raum beträgt die Lichtgeschwindigkeit rund 300.000 Kilometer pro Sekunde. In der Erdatmosphäre ist sie geringfügig niedriger. Deshalb können die bei einem Gamma-Ereignis entstehenden Elektronen und Positronen dort schneller unterwegs sein als das Licht selbst. Dadurch entsteht eine Art optischer Überschallknall: ein schwaches blaues Leuchten, bekannt als Tscherenkow-Licht.
Genau dieses Licht fangen die Teleskope mit ihren großen Spiegeln auf. Weil mehrere Instrumente dasselbe Ereignis aus verschiedenen Blickwinkeln beobachten, können Forschende sowohl die Energie der ursprünglichen Gammastrahlung als auch ihre Einfallsrichtung präzise bestimmen. So lässt sich ermitteln, aus welchen Himmelsobjekten die Strahlung stammt und wie sie entstanden ist.
Die vier Teleskope auf La Palma haben jeweils einen Durchmesser von 23 Metern. Jeder Spiegel setzt sich aus 198 gleichartigen sechseckigen Segmenten zusammen.
Rekordsignal aus acht Milliarden Lichtjahren Entfernung
Bereits 2018 war das erste dieser Teleskope als Test des neuen Konzepts in Betrieb gegangen – mit bemerkenswertem Erfolg. So gelang der Nachweis von Gammastrahlung aus einer Galaxie in rund acht Milliarden Lichtjahren Entfernung, ein neuer Bestwert.
Die nun eingeweihte Anlage ist zugleich der erste Baustein des Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO). Bis 2030 soll daraus mit insgesamt 64 Teleskopen das größte und empfindlichste bodengebundene Observatorium für hochenergetische Gammastrahlung weltweit entstehen.
Zweiter Standort in Chile
Damit der gesamte Himmel beobachtet werden kann, entsteht neben dem Standort auf La Palma ein zweites Observatorium in der Atacama-Wüste in Chile. Von dort aus können Wissenschaftler auch das Zentrum der Milchstraße untersuchen – eine Region, in der besonders viele Neutronensterne und Schwarze Löcher vermutet werden, die Gammastrahlung aussenden.
Quelle: dpa/bearbeitet durch Julian Weber
