Skampi: Neues Radioteleskop durchmustert Südhimmel
Eines der Skampi-Radioteleskope in der abgelegenen Halbwüste und Hochebene Karoo in Südafrika hat seine erste Weltraumaufnahme gemacht(öffnet im neuen Fenster) . Das Falschfarbenbild (Satellitenbild, dessen Farben nicht dem Echtfarbenbild entsprechen) zeigt die Radioemission des Teils des Himmels, der für das Teleskop in Südafrika zugänglich ist.
Neben der Radioemission des galaktischen Zentrums (Sgr A) sind die helle Radiogalaxie Cen A, die beiden Magellanschen Wolken und Sternentstehungsgebiete im Orion und im Vela-Sternbild (Segel des Schiffes) im Bild zu sehen. Damit bewies das Team, dass das Skampi-Teleskop wie gewünscht funktioniert.
Die Errichtung des Skampi-Teleskops
Bei Skampi handelt es sich um ein globales Mehrzweck-Radio-Interferometer der nächsten Generation. Die Abkürzung steht für SKA-MPIfR: SKA bedeutet Square Kilometre Array(öffnet im neuen Fenster) und MPIfR ist die Abkürzung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie. Neben dem MPI wurde Skampi von der Sarao(öffnet im neuen Fenster) (South African Radio Observatory) realisiert und finanziert.
Entworfen wurde das Teleskop von einem internationalen Team aus zehn Nationen. Der Bau erfolgte in China, Mitte 2018 wurde das Teleskop in Karoo errichtet. Die ersten Tests gab es im Jahr 2019. Bis Anfang 2022 erfolgte die technische Inbetriebnahme, und es wurden Hochfrequenzstörungstests, Leistungstests und Systembewertungen durchgeführt.
Anschließend war das SKA-Team damit beschäftigt, den Roboterbetrieb des Instruments zu ermöglichen und die dafür nötigen Softwaretools zu entwickeln. Diese basieren auf der freien Docker -Software, die zur Isolierung von Anwendungen mithilfe von Containervirtualisierung verwendet wird.
Was zeigt die Aufnahme?
Die Aufnahme zeigt bereits jetzt "einen Großteil der charakteristischen Radiostrahlung unserer Milchstraße und externer Galaxien wie Centaurus A" , teilte das Max-Planck-Institut am 24. Januar 2024 mit. Und das, obwohl "unkalibrierten Messungen noch durch Hochfrequenzstörungen, atmosphärische und systembedingte Schwankungen beeinflusst werden" .
Die ersten Beobachtungen von Skampi wurden laut dem Projektwissenschaftler Hans-Rainer Klöckner im S-Band bei Frequenzen zwischen 1,75 und 3,5 GHz durchgeführt. Das Bild wurde in einer Wellenlänge von 2,5 GHz aufgenommen. Die graue Ellipse zeigt den gesamten Himmel in galaktischen Koordinaten. Das galaktische Zentrum (Sgr A) befindet sich in der Bildmitte.
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Durch die Beobachtung des Vela-Pulsars wurde zudem demonstriert, dass Skampi einer seiner Fähigkeiten erfolgreich nachkommt: der Beobachtung von Radiopulsaren, also schnell rotierenden Neutronensternen . Während der Drehung senden sie intensive und stark gebündelte Radiostrahlung von oberhalb ihrer Magnetpole aus.
"Skampi verfügt über ein volldigitales Frontend mit zwei Empfangseinheiten, für Beobachtungen im S-Band bei Frequenzen zwischen 1,75 GHz und 3,5 GHz und im Ku-Band zwischen 12,0 GHz und 18,0 GHz" , erklärte Gundolf Wieching, Leiter der technischen Abteilung Elektronik am Max-Planck-Institut.
"Die Empfänger basieren auf dem für die Meerkat-Teleskope konzipierten S-Band-System." Meerkat(öffnet im neuen Fenster) ist mit 64 Parabolspiegeln das größte Radioteleskop der südlichen Hemisphäre. Das Backend ist ein Hochleistungsrechnersystem. Es nutzt "überwiegend Grafikprozessoren (GPUs) als Beschleunigerkarten für die Berechnung in handelsüblichen Servern" .
SKA: Eine neue Ära der Radioteleskopie
Noch in diesem Jahr soll das Teleskop in den vollen wissenschaftlichen Betrieb übergehen. Skampi soll in ein vollständig robotisches System verwandelt werden, das bereits kurz nach den Beobachtungen seine Ergebnisse zur Verfügung stellen soll.
"In Kürze werden wir beginnen, ein vollautomatisches System zu testen, das die Ergebnisse der automatisierten Analysen einbezieht, um dadurch die gesamten Beobachtungen eines wissenschaftlichen Programms zu verwalten" , teilte Tobias Winchen vom MPIfR mit.
Indien meldete sich Anfang Januar als Vollmitglied für das Square Kilometre Array an. Skampi ist nur der Anfang. Die Erkenntnisse sollen in die Entwicklung des SKA-Mid-Teleskops(öffnet im neuen Fenster) mit 197 Schüsseln einfließen. Diese werden gerade in Südafrika gebaut. In Australien wird die SKA-Low-Anlage(öffnet im neuen Fenster) errichtet, die 131.072 logarithmisch-periodische Antennen an 512 Standorten beherbergen wird.
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