Ein Bild davon, wie ein Element der SKA aussehen könnte. Bildnachweis: Chris Fluke. klicken um zu vergrößern
Es wurde nun eine europäische Finanzierung vereinbart, um mit dem Entwurf des weltweit größten Teleskops zu beginnen. Das „Square Kilometer Array“ (SKA) wird ein internationales Radioteleskop mit einer Sammelfläche von einer Million Quadratmetern sein - das entspricht etwa 200 Fußballfeldern. Damit ist der SKA 200-mal größer als das Lovell-Teleskop der Universität Manchester an der Jodrell Bank größtes jemals gebautes Radioteleskop. Ein solches Teleskop wäre so empfindlich, dass es Fernsehsendungen von den nächsten Sternen erkennen könnte.
Die vierjährige Square Kilometer Array Design Study (SKADS) bringt europäische und internationale Astronomen zusammen, um das effektivste Design zu formulieren und zu vereinbaren. Das endgültige Design wird es der SKA ermöglichen, den Kosmos in beispiellosen Details zu untersuchen und grundlegende Fragen zum Universum zu beantworten, wie zum Beispiel „Was ist dunkle Energie?“. und "Wie hat sich die Struktur, die wir heute in Galaxien sehen, tatsächlich gebildet?".
Das neue Teleskop wird Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie bis an die Grenzen testen - und vielleicht beweisen, dass es falsch ist. Es ist sicher, dass die lange Liste der grundlegenden Entdeckungen, die Radioastronomen bereits gemacht haben, wie Quasare, Pulsare und die vom Urknall übrig gebliebene Strahlung, ergänzt wird. Bis zum Ende dieses Jahrzehnts wird der Entwurf abgeschlossen sein und die Astronomen rechnen damit, SKA schrittweise zu bauen, was zur Fertigstellung und zum vollständigen Betrieb im Jahr 2020 führen wird.
Das SKA-Konzept wurde zuerst vorgeschlagen, um die charakteristische Funkemission von Wasserstoffgas zu beobachten. Durch Messungen der Wasserstoffsignatur können Astronomen eine Milliarde Galaxien lokalisieren und wiegen.
Prof. Peter Wilkinson von der Universität Manchester betont: „Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum, aber sein Signal ist schwach, und daher ist eine riesige Sammelfläche erforderlich, um es in den großen Entfernungen untersuchen zu können, in die wir zurückkehren Zeit für den Urknall “. Prof. Steve Rawlings von der Universität Oxford fügt hinzu: „Die Verteilung dieser Galaxien im Weltraum zeigt uns, wie sich das Universum seit dem Urknall entwickelt hat und daher über die Natur der Dunklen Energie, die das Universum jetzt mit der Zeit schneller expandieren lässt ”.
Ein weiteres Ziel für die SKA sind Pulsare - sich drehende Überreste von Sternexplosionen, die die genauesten Uhren im Universum sind. Pulsare sind millionenfach so groß wie die Masse der Erde, aber nur so groß wie eine Großstadt. Sie können sich hunderte Male pro Sekunde drehen. Diese erstaunlichen Objekte haben es Astronomen bereits ermöglicht, Einsteins Vorhersage von Gravitationswellen zu bestätigen, aber Dr. Michael Kramer von der Universität Manchester blickt weiter nach vorne. „Mit dem SKA finden wir einen Pulsar, der ein Schwarzes Loch umkreist, und wenn wir beobachten, wie sich die Taktrate ändert, können wir feststellen, ob Einstein das letzte Wort über die Schwerkraft hatte oder nicht“, sagt er.
Prof. Richard Schilizzi, der internationale SKA-Projektdirektor, betont die Größe des Instruments, das zur Erreichung dieser wissenschaftlichen Ziele erforderlich ist. „Das Entwerfen und anschließende Bauen eines solch enormen technologisch fortschrittlichen Instruments geht über den Rahmen einzelner Nationen hinaus. Nur durch die Nutzung der Ideen und Ressourcen von Ländern auf der ganzen Welt ist ein solches Projekt möglich. “ Astronomen in Australien, Südafrika, Kanada, Indien, China und den USA arbeiten eng mit Kollegen in Europa zusammen, um die erforderliche Technologie zu entwickeln, die hochentwickelte Elektronik und leistungsstarke Computer umfasst, die eine weitaus größere Rolle spielen werden als bei der heutigen Generation von Radioteleskopen . Die europäischen Bemühungen basieren auf Phased-Array-Empfängern, ähnlich wie bei Flugzeugradarsystemen. Wenn diese Arrays im Fokus herkömmlicher massenproduzierter Radiogerichte stehen, funktionieren sie wie Weitwinkel-Radiokameras, mit denen große Himmelsbereiche gleichzeitig beobachtet werden können. Ein separates, viel größeres, phasengesteuertes Array in der Mitte des SKA wirkt wie eine Funk-Fischaugenlinse und scannt ständig den Himmel.
Die Finanzierung für dieses globale Designprogramm wurde durch das Rahmenprogramm „Design Studies“ der Europäischen Kommission bereitgestellt, das in den nächsten vier Jahren rund 27% der gesamten 38 Mio. EUR-Mittel ausmacht. Einzelne Länder tragen den Rest bei. Großbritannien hat von PPARC bereitgestellte Mittel in Höhe von 5,6 Mio. EUR (8,3 Mio. EUR) investiert.
In Verbindung mit dem Anteil Großbritanniens am EG-Beitrag beträgt der Gesamtbeitrag Großbritanniens zum SKA Design Study (SKADS) -Programm etwa 30% des Gesamtbetrags.
Das europäische Technologieentwicklungsprogramm in Höhe von 38 Mio. Euro wird von der Europäischen Kommission und Regierungen in acht Ländern finanziert, die von den Niederlanden, Großbritannien, Frankreich und Italien geleitet werden. Das Programm wird von Ir koordiniert. Arnold van Ardenne, Leiter Emerging Technologies am niederländischen ASTRON Institute. Nach Ansicht von van Ardenne besteht die entscheidende Aufgabe darin, zu demonstrieren, dass eine große Anzahl elektronischer Arrays kostengünstig gebaut werden kann, damit unsere Träume von Radiokameras und Radio-Fischaugenobjektiven Wirklichkeit werden können.
In Großbritannien ist eine Gruppe von Universitäten, zu denen derzeit Manchester, Oxford, Cambridge, Leeds und Glasgow gehören und die von PPARC finanziert werden, an allen Aspekten des Designs beteiligt, konzentriert sich jedoch auf hochentwickelte digitale Phasenarrays sowie auf die Verteilung und Analyse der enormen Mengen von Daten, die der SKA produzieren wird. Dr. Paul Alexander von der Universität Cambridge betont: „Die Elektronik in der SKA macht sie sehr flexibel und ermöglicht völlig neue Möglichkeiten, den Himmel abzutasten. Damit es funktioniert, ist jedoch eine enorme Rechenleistung erforderlich. “ Designer glauben, dass bis zum Erreichen des vollen Betriebs der SKA in 14 Jahren eine neue Generation von Computern der Aufgabe gewachsen sein wird.
Die geografische Lage von SKA wird mittelfristig festgelegt, und mehrere Nationen haben bereits Interesse bekundet, diese hochmoderne astronomische Einrichtung zu beherbergen.
Originalquelle: PPARC-Pressemitteilung
