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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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MAGIC: Ein neues Fenster zum Universum |
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| | | Das weltweit größte Gamma-Strahlen-Teleskop, MAGIC hat seinen Betrieb aufgenommen. Vom höchsten Berg der spanischen Insel La Palma aus, soll das "Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov"-Teleskop die energiereiche Strahlung von fernen Galaxien, Quasaren und Supernovae-Resten untersuchen und einige der bisher noch ungelösten Probleme der Astrophysik ergründen. |
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Das neue Großteleskop auf La Palma untersucht und registriert die Lichtblitze von "Luftschauern", die beim Eindringen kosmischer Gammaquanten in die Erdatmosphäre entstehen.
Mit einem Spiegeldurchmesser von 17 Metern ist MAGIC laut einer Aussendung des Max-Planck-Instituts für Physik in München weltweit das größte und empfindlichste Instrument seiner Art für den bisher weitgehend unerforschten Energiebereich zwischen 20 und 300 Milliarden Elektronenvolt.
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Beobachtungen im Gammastrahlen-Bereich |
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Beobachtungen im Gammastrahlen-Bereich des elektromagnetischen Spektrums zählen zu den jüngsten Zweigen in der langen Geschichte der Astronomie. Da die Erdatmosphäre für dieses extrem energiereiche Licht undurchlässig ist, erfordern direkte Beobachtungen den Einsatz von Satelliten oder Raketen.
Sie können allerdings nur Gammastrahlung bis zu Energien von maximal einigen zehn Milliarden Elektronenvolt registrieren. Für höhere Energien, wie sie in den Zentren aktiver Galaxien oder in den Überresten explodierter Sterne entstehen, müssen sich die Astronomen mit einem Trick behelfen, da die Gammaquanten aus dem Universum nicht bis zur Erdoberfläche vordringen.
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Wenn Gammateilchen auf die Atmosphäre treffen |
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Dazu nutzen die Forscher die Tatsache, dass sich ein hochenergetisches Gammateilchen in den oberen Schichten der Atmosphäre beim Vorbeiflug an einem Atomkern spontan in ein Elektron und in dessen Antiteilchen, ein Positron, umwandeln kann.
Beide Teilchen erzeugen wiederum in einer Art Schneeballsystem weitere Sekundär-Teilchen: Eine Teilchenlawine, ein so genannter "Luftschauer", entsteht. Die elektrisch geladenen Teilchen des Schauers, deren Geschwindigkeit höher ist als die Lichtgeschwindigkeit in Luft, emittieren ein so genanntes Cherenkov-Licht.
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Vorstoß in neue Bereiche |
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Dieses Licht oder besser gesagt diese Lichtblitze werden von dem neuen Großteleskop untersucht. Das MAGIC-Teleskop wird auf Grund seiner hohen Empfindlichkeit die Lücke zwischen satellitengestützten und bodengebundenen Experimenten schließen und den Spektralbereich zwischen 20 und einigen 100 Milliarden Elektronenvolt untersuchen, der bisher mangels geeigneter Instrumente einen "weißen Fleck" in der Gamma-Astronomie darstellt.
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Cherenkov-Strahlung
Die 1934 von P. A. Cherenkov entdeckte Strahlung breitet sich in Flugrichtung des ursprünglichen Gammateilchens als blauer Blitz aus. Auf der Erdoberfläche beleuchtet solch ein Blitz von wenigen Milliardstel Sekunden Dauer eine Fläche von einigen hundert Metern Durchmesser. Zwar ist seine Intensität für die Beobachtung mit bloßem Auge viel zu schwach, und selbst die bisherigen Luft-Cherenkov-Teleskope konnten lediglich Gammateilchen mit Energien oberhalb von etwa 300 Milliarden Elektronenvolt beobachten. |
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 Ferne Besucher aus dem Universum |
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Neuartige Bauweise |
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Erstmals bei einem Cherenkov-Teleskop wird eine ultraleichte Kohlefaser-Gitterrahmenstruktur als Spiegelträger eingesetzt. Auch die 934 Spiegelsegmente bestehen aus Gewichtsgründen nicht aus Glas, sondern aus Aluminium, dessen Oberfläche mit diamantbestückten Werkzeugen geformt worden ist.
Die Spiegelsegmente selbst sind mit einem computergesteuerten Verstellmechanismus ausgestattet, so dass kleinste Verformungen des Spiegelträgers, wie sie bei Lageänderungen auftreten, automatisch korrigiert werden können. Auf diese Weise bleibt die optische Qualität des Teleskops unabhängig von der Positionierungsrichtung stets gewährleistet.
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Viele Antworten erhofft |
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Damit wird es möglich, bis zu acht Milliarden Lichtjahre weit ins Universum zu schauen. Die Fragen, auf die sich die Physiker dabei Antworten erhoffen, zählen zu den Brennpunkten der modernen Grundlagenforschung.
Dazu gehören etwa die Frage, welche Mechanismen die Teilchen der kosmischen Strahlung auf die enormen Energien beschleunigen, aber auch ein besseres Verständnis der Prozesse, die zur Bildung der ältesten Objekte im Kosmos geführt haben - oder die Untersuchung der infraroten Hintergrundstrahlung im Universum.
Auch die rätselhafte Dunkle Materie, die das Universum erfüllt und über deren Natur bisher nur wenig bekannt ist, könnte für MAGIC beobachtbare Spuren hinterlassen.
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Internationale Zusammenarbeit
MAGIC wird in internationaler Kooperation betrieben: Nahezu einhundert Wissenschaftler aus Deutschland, Italien, Spanien, Finnland, Polen, der Schweiz, Armenien, Russland, Südafrika und den USA beteiligen sich an dem Projekt. |
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01.01.2010 |
