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Astronomie: ALMAs tiefer Blick in kosmische Kreißsäle

Atacama Large Millimeter Array (ALMA)Laden...
Ein revolutionäres astronomisches Instrument entsteht in diesen Jahren in der Atacama-Wüste im Norden Chiles, etwa 300 Kilometer vom Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte entfernt. Sein wichtigstes Ziel: die Geburtsstätten von Sternen und Planeten in der Milchstraße ebenso wie ferne Galaxien des jungen Universums aufzuspüren und mit unerreichter Präzision zu untersuchen. Doch schon allein der Bau des Atacama Large Millimeter Array ist eine Herausforderung. Für ALMA müssen 50 je 115 Tonnen schwere Radioantennen – dieses Gewicht entspricht etwa dem zweier Boeing-737-Flugzeuge – auf die in 5000 Meter Höhe gelegene Chajnantor- Hochebene transportiert werden.

Derzeit findet man hier an manchen Tagen rund 450 Menschen bei der Arbeit. Auf einer Fläche von 250 Quadratkilometern errichten sie das ALMA-Kontrollzentrum und die Antennenstationen sowie die zugehörige Infrastruktur: Labors, Wohnräume und Straßen.

Doch das Atmen in dieser Höhe fällt schwer. Zusammengebaut werden die Radioschüsseln mit ihren zwölf Meter Durchmesser daher in der Nähe des Ortes San Pedro. Hier, auf der Basisstation in "nur" 2900 Meter Höhe, wird man sie künftig auch warten. Eigens musste auch eine 43 Kilometer lange Schotterstraße gebaut werden, über die ein Transporter demnächst alle zwei Monate ein neues Exemplar auf die Hochebene schleppt.

Für das Projekt haben sich Europäer, vertreten durch die Europäische Südsternwarte (ESO), und Nordamerikaner, vertreten durch das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zusammengetan. Die ersten Beobachtungen sind voraussichtlich schon ab dem Jahr 2011 möglich, aber erst im Jahr 2013 wird das für 30 Jahre Betriebszeit ausgelegte ALMA voll einsatzfähig sein. Anfangs sind in den mannshohen Empfängerkammern, die sich unter jeder Hauptschüssel befinden, jeweils zwei Empfänger für insgesamt sechs Frequenzbereiche untergebracht. Im Lauf der Zeit wollen die japanischen und europäischen Kooperationspartner aber noch zusätzliche Empfänger für mindestens zwei weitere Bänder installieren.

Für die Zwecke der Forscher ist das riesige Interferometer ideal. Denn die Himmelsobjekte sind besonders in ihren frühen Entwicklungsstadien von viel Staub umgeben. Optischen Teleskopen ist die Sicht also durch kleinste Partikel von Silikaten, Graphit, Kohlendioxid- und Wassereis versperrt. Strahlung mit Wellenlängen im Submillimeter- und Millimeterbereich passiert den Staub jedoch mühelos. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre stößt sie zwar auf Wasserdampf und wird, vor allem in unteren Luftschichten, teilweise absorbiert. Weil ALMA ebenso wie andere Millimeter- Instrumente in größtmöglicher Höhe betrieben wird, lässt sich dieses Problem aber teilweise umgehen.

Doch es genügt auch nicht, einfach eine Radioantenne auf einer Hochebene zu errichten ...
Dezember 2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Dezember 2008

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