#EHT-Archiv - Uwe Altemöller

Effelsberg 2

Die Winkelauflösung eines Radioteleskops ist wesentlich schlechter als die eines optischen Teleskops. Ein Radiobild, das aus vielen einzelnen Radiomessung zusammengesetzt wird, ist daher aus diesen physikalischen Gründen unschärfer als ein optisches Bild. So hat das Radioteleskop Effelsberg ein Auflösungsvermögen von 9,4 Bogenminuten bei einer Wellenlänge von 21 cm und von 10 Bogensekunden einer Wellenlänge von 3,5 mm. Man müsste immer größere Spiegel bauen, um die Auflösung eines Radiobildes zu erhöhen. Weil man mit der Bauweise des Radioteleskop Effelsberg mit einem Durchmesser von 100 Metern an technische Grenzen gestoßen ist, geht man in der jüngsten Entwicklung der Radioastronomie einen anderen Weg. So werden in den späteren Verlauf der 70er Jahre nicht noch größere Teleskope gebaut, sondern mehrere kleinere mit einem Durchmesser von zirka 30 Metern, dafür aber gleich mehrere an einen Ort. Die Very Large Array (VLA) in Mexiko besteht aus 28 einzelnen Radioteleskop mit einem Durchmesser von 25 Metern, die entlang dreier Y-förmiger Gleise von je 21 km (!) Länge platziert wurden. (5)

Die 28 Teleskope werden so zu einem Interferometer zusammengeschaltet, was zu einem großen Teleskop mit variabler Größe führt. Das VLA kann durch diese Bauweise eine Winkelauflösung von 0,05 Bogensekunden erreichen.

In den letzten 20 Jahren ist man noch einen Schritt weitergegangen. Statt 30 Teleskope auf ein weites Feld zu stellen, nehmen die Astronomen einfach die Teleskope der Welt und formen sie zu einem globalen Radioteleskop. Dazu werden weltweite Messkampagnen organisiert, die zu einem festgelegten Zeitpunkt Messung eines Objektes durchführen. (6)

Die Messung werden mit Zeitmarken korreliert und auf Festplatten gespeichert. Die Datenmenge ist dabei so groß, dass man diese Festplatten braucht. Da die Teleskope an weit entfernten Orten der Erde aufgestellt sind, an denen kein Glasfaserkabel für einen schnellen Datentransport sorgen kann, werden die Festplatten physisch bewegt und in Rechenzentren ausgelesen. So ein Serverraum steht auch in Effelsberg in dem Faraday-Raum. Die einzelnen Messpunkte (Punktquellen) werden rechnerisch mithilfe der Zeitmarken korreliert und ergeben im Zusammenspiel ein Radiobild, dessen Winkelauflösung höher als das optische Signal einer Quelle ist. Hier befinden wir uns hier in einem Bereich von Mikrobogensekunden. Eine besondere Messkampagne galt 2017 dem schwarzen Loch in M87, einer Galaxie im Sternbild Jungfrau in einer Entfernung von 55 Lichtjahren. Im Vergleich zu der optischen Aufnahme durch das Hubble-Teleskop offenbart das Radiobild von M87 die Details der Nebelstruktur der Galaxie in beeindruckender Weise (s. Bild Vergleich M87 im sichtbaren Licht und Radiowellen) (6)

Durch die Vernetzung von Radioteleskopen im Event Horizon Telescope – Verbund (EHT), die Wellenlängen unter 3mm empfangen können, erreichte man immer höhere Auflösungen, die nach Verarbeitung der Daten und der Kalibrierung zu dem spektakulärem Radiobild des Schwarzen Lochs im M87 führte (Schwarzes Loch M87, Visualisierung des Radiobildes 2018). (6)