Nur acht der schließlich vierundvierzig Antennenstationen für das LOw Frequency ARray (LOFAR) wurden kombiniert, um das erste hochauflösende Bild eines entfernten Quasars bei Meterwellenlängen zu erzeugen. Das erste Bild zeigt feine Details des Quasars 3C 196, einer starken Funkquelle, die mehrere Milliarden Lichtjahre entfernt ist und bei Wellenlängen zwischen 4 und 10 m beobachtet wird. „Wir haben dieses Objekt für die ersten Tests ausgewählt, weil wir seine Struktur aus Beobachtungen bei kürzeren Wellenlängen sehr gut kennen“, sagte Olaf Wucknitz von der Universität Bonn. „Das Ziel war nicht, etwas Neues zu finden, sondern die gleichen oder ähnliche Strukturen auch bei sehr langen Wellenlängen zu sehen, um zu bestätigen, dass das neue Instrument wirklich funktioniert. Ohne die deutschen Sender sahen wir nur einen Fuzzy-Blob, keine Substruktur. Nachdem wir die langen Baselines aufgenommen hatten, wurden alle Details angezeigt. “
Fünf Stationen in den Niederlanden waren mit drei Stationen in Deutschland verbunden. Um bei so niedrigen Frequenzen detaillierte Beobachtungen machen zu können, müssen die Teleskope weit voneinander entfernt sein. Nach Fertigstellung erstreckt sich das LOFAR-Array über einen großen Teil Europas.
Beobachtungen bei Wellenlängen, die von LOFAR abgedeckt werden, sind nicht neu. Tatsächlich begannen die Pioniere der Radioastronomie ihre Arbeit im gleichen Bereich. Sie waren jedoch nur in der Lage, sehr grobe Karten des Himmels zu erstellen und nur die Positionen und Intensitäten von Objekten zu messen.
„Wir kehren jetzt zu diesem lange vernachlässigten Wellenlängenbereich zurück“, sagt Michael Garrett, Generaldirektor von ASTRON in den Niederlanden, der Institution, die das internationale LOFAR-Projekt leitet. „Aber diesmal können wir viel schwächere Objekte sehen und, was noch wichtiger ist, sehr feine Details abbilden. Dies bietet völlig neue Möglichkeiten für die astrophysikalische Forschung. “
„Die hohe Auflösung und Empfindlichkeit von LOFAR bedeutet, dass wir wirklich Neuland betreten und die Analyse der Daten entsprechend kompliziert war“, fügt Olaf Wucknitz hinzu. „Wir mussten völlig neue Techniken entwickeln. Trotzdem verlief die Produktion der Bilder am Ende überraschend reibungslos. Die Qualität der Daten ist atemberaubend. “ Der nächste Schritt für Wucknitz ist die Untersuchung von sogenannten Gravitationslinsen mit LOFAR, bei denen das Licht entfernter Objekte durch große Massenkonzentrationen verzerrt wird. Eine hohe Auflösung ist erforderlich, um die interessanten Strukturen dieser Objekte zu sehen. Diese Forschung wäre ohne die internationalen Sender nicht möglich.
LOFAR wird aus mindestens 36 Stationen in den Niederlanden und acht Stationen in Deutschland, Frankreich, Großbritannien und Schweden bestehen. Derzeit sind 22 Stationen in Betrieb und weitere werden eingerichtet. Jede Station besteht aus Hunderten von Dipolantennen, die elektronisch zu einem riesigen Radioteleskop verbunden sind, das die Hälfte Europas abdeckt. Mit den neuartigen Techniken, die von LOFAR eingeführt wurden, ist es nicht mehr erforderlich, die Funkantennen auf bestimmte interessierende Objekte zu richten. Stattdessen können mehrere Regionen des Himmels gleichzeitig beobachtet werden.
Die Auflösung einer Reihe von Radioteleskopen hängt direkt von der Trennung zwischen den Teleskopen ab. Je größer diese Basislinien im Verhältnis zur beobachteten Wellenlänge sind, desto besser ist die erreichte Auflösung. Derzeit liefern die deutschen Sender die ersten langen Basislinien des Arrays und verbessern die Auflösung um den Faktor zehn gegenüber der Verwendung der niederländischen Sender. Laut ASTRON-Vertretern wird sich die Bildqualität erheblich verbessern, wenn mehr Stationen online gehen.
„Wir möchten mit LOFAR nach Signalen aus sehr frühen Epochen des Universums suchen“, sagte Benedetta Ciardi vom Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) in Garching. "Ich hatte selbst einen völlig theoretischen Hintergrund und hätte nie gedacht, dass ich mich über ein Radiobild aufregen würde, aber dieses Ergebnis ist wirklich faszinierend."
Quelle: Max-Planck-Institut für Astrophysik
