Teleskop-Prototyp sieht kurz vor der Einweihung sein erstes Cherenkow-Licht

Wissenschaftler weihen Prototypen eines Einzelteleskops für das weltweit größte Gammastrahlenteleskop ein

Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung der FAU hat Anfang Dezember auf dem Gelände des Observatoire de Paris in Meudon den Prototypen des „Gamma-ray Cherenkov Telescope“ (GCT) gefeiert, der für das Cherenkov Telescope Array (CTA) entwickelt wurde. Das CTA wird mit seinen rund 100 Einzelteleskopen das größte Gammastrahlenteleskop der Welt sein und die Empfindlichkeit bisheriger Teleskope um den Faktor 10 übertreffen. Bereits wenige Tage vor seiner offiziellen Einweihung hatte das GCT sein erstes Cherenkow-Licht, also Bilder von atmosphärischen Teilchenschauern,  aufgenommen – als erstes für das Cherenkov Telescope Array (CTA) vorgesehenes Teleskop überhaupt.

Das GCT ist eine Konstruktion mit Haupt- und Sekundärspiegel, die zum ersten Mal für Cherenkov-Teleskope eingesetzt wird. Diese Bauart ist vorteilhaft für die bodengebundene Gamma-Astronomie, da sie bei guter Bildqualität und großem Blickfeld kompaktere Teleskope und Lichtsensoren („Kameras“) ermöglicht als die derzeit üblichen Systeme mit einem Spiegel. Bestückt ist das GCT mit dem Kamera-Prototypen CHEC („Compact High Energy Camera“), der von der Gruppe von FAU-Astrophysiker Prof. Dr. Stefan Funk zunächst an der Stanford University und dem SLAC National Accelerator Laboratory und jetzt am Erlangen Center for Astroparticle Physics (ECAP) der FAU zusammen mit Partnerinstituten, unter anderem dem Max-Planck-Institut für Kernphysik, entwickelt wurde. An der FAU entwickelt das Team um Professor Funk die Elektronik der Kameras, die für die Auslese der Daten zuständig ist.

Kameras für Cherenkov-Teleskope müssen extrem schnell und hochempfindlich sein, um die nur extrem kurzen, schwachen Lichtblitze der Teilchenschauer vor dem Hintergrund des normalen Sternenlichts auflösen zu können. Die Belichtungszeiten der Kamera betragen dabei nur wenige Nanosekunden, also Milliardstel-Sekunden. Während der ersten Tests mit CHEC richtete das Team das Teleskop auf einen dunklen Bereich am Himmel aus, weit weg vom Mond und dem Schein der nahen Großstadt, und schaltete die Kamera ein. Überraschenderweise löste sie aus und „fotografierte“ kurze Lichtblitze über dem eigentlich viel zu hellen Hintergrund. Diese stellten sich tatsächlich als Bilder von Teilchenschauern heraus, die in der Atmosphäre von kosmischer Strahlung ausgelöst wurden – genau das, was später von CTA beobachtet werden soll.

Das Cherenkov Telescope Array, das wahrscheinlich in Chile und Spanien errichtet werden soll, ist ein Instrument der nächsten Generation für die Gamma-Astronomie bei höchsten Energien, dessen Leistungsfähigkeit Instrumente wie H.E.S.S. um das Zehnfache übertrifft. Bei CTA werden insgesamt über 100 Teleskope mit drei verschiedenen Spiegelgrößen eingesetzt werden: mit ca. 4 Metern, 14 Metern und 23 Metern Spiegeldurchmesser. Bei GCT handelt es sich um eines der „kleinen“ Teleskope für CTA, welche die höchsten Energien im Bereich von 1 bis 300 Tera-Elektronenvolt abdecken. Es sollen etwa 70 kleine Teleskope, verteilt über eine bis zu 10 Quadratkilometer große Fläche, aufgestellt werden, von denen die Hälfte vom GCT-Typ sind. Verantwortlich für die GCT-Teleskope ist ein Konsortium aus australischen, französischen, deutschen, japanischen, niederländischen und britischen Instituten. Daneben werden innerhalb des weltweiten CTA-Konsortiums noch zwei weitere Bauarten für die kleinen Teleskope getestet.

Weitere Fotos der Einweihung des GCT finden Sie auf Flickr

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Stefan Funk
Tel.: 09131/85-28964
s.funk@fau.de