Chinas riesiges FAST-Teleskop wird für internationale Beobachter geöffnet

Große Radioteleskopschüssel mit fünf Türmen drumherum, umgeben von spitzen, bewaldeten Hügeln.

Foto vom 11. Januar 2020, das das Spherical Radio Telescope (FAST) mit fünfhundert Meter Apertur in China zeigt. Bild überXinhuaNet.com/ China.org.cn.


Die Radioastronomie erlitt Ende 2020 einen Schlag, als das legendäre Arecibo-Teleskop in Puerto Rico – beschädigt durch die jüngsten Hurrikane – nicht mehr funktionsfähig war. Die National Science Foundation hatte gerade im November 2020 angekündigt, dass Arecibodemontiert. Dann, am 1. Dezember, wurden alle Hoffnungen auf die Rettung des geliebten Teleskops zunichte gemacht, als seine 900 Tonnen schwere Empfängerplattformfiel auf die riesige Reflektorschaleunter. Arecibo – einst das größte Radioteleskop der Welt, das aus einer einzigen Schale bestand – wurde in den letzten Jahren von einem größeren Teleskop im Südwesten Chinas überholt. Jetzt haben Astronomen, die hochempfindliche Radiodaten benötigen, ihr Interesse an diesem Teleskop – dem Five-100-Meter-Aperture-Spherical-Radio-Teleskop oder FAST – geheftet, das erst im Januar 2020 für voll funktionsfähig erklärt wurde. Jetzt gibt es mehr Neuigkeiten.XinhuaNet.com berichteteam 4. Januar 2021, dass FAST für ausländische Beobachter geöffnet wird, mit Vorschlägen für Beobachtungsprojekte, die am 1. April 2021 fällig sind.

Es wird erwartet, dass etwa 10 % der Beobachtungszeit für internationale Beobachtungsprojekte vergeben werden, wobei diese Beobachtungen am 1. August 2021 beginnen sollen.


FAST wurde in einem abgelegenen Tal in China gebautProvinz Guizhouzwischen 2011 und 2016. Sein Durchmesser beträgt satte 500 Meter. FAST hat gesehen, was Astronomen nennenerstes Lichtim September 2016; danach wurde es ausgiebig getestet.

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Netzartige parabolische Metallkonstruktion von der Seite gesehen von Metallgerüsttürmen getragen.

Ein Abschnitt der Antennenschüssel von FAST von der Seite gesehen, der dreieckige Aluminiumplatten mit einer Seitenlänge von jeweils 11 Metern offenbart. Bild über den Astronomen Liyuan Lu von derGalaxy and Cosmology Group an der Xiamen University, der dieses und die folgenden Bilder im Jahr 2017 aufgenommen hat. Digitalkameras sind jetzt nicht auf dem Gelände erlaubt, um das Radio der Region still zu halten, um die astronomischen Beobachtungen nicht zu stören.

Rand einer parabolischen Struktur und 5 graue Dreiecke von 11 Metern, die daneben auf dem Boden liegen und winzig aussehen.

Dreieckige Paneele (rechts) mit einer Seitenlänge von 11 Metern (36 Fuß), die die FAST-Schüssel der Antenne bilden. Bild über Liyuan Lu.




Wie ist dieses Teleskop im Vergleich zu Arecibo? Die beiden Observatorien sind sich ziemlich ähnlich, da beide in natürlichen schalenförmigen Vertiefungen in einer Landschaft gebaut wurden. Daher starren sowohl FAST als auch Arecibo nur – mehr oder weniger – gerade nach oben (auf das, was Astronomen den Zenit des Himmels nennen). Die Teleskope folgen der Erdrotation, um die Blickrichtung zu ändern. Ich schreibe „mehr oder weniger“, weil die Richtung tatsächlich ein wenig geändert werden kann. Die Detektoren, die über der breiten Schüssel jedes Teleskops in einer sogenannten Kabine angebracht sind, können bewegt werden, um einem Objekt für einige Stunden zu folgen. Außerdem kann bei FAST die gesamte Detektorkabine bewegt werden, und außerdem ist die Schüssel selbst flexibel, bestehend aus etwa 4.400 einzelnen Aluminiumplatten, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet werden können, wodurch die Schüssel auf verschiedene Bereiche fokussiert werden kann vom Himmel. Im Gegensatz dazu war Arecibos Gericht stationär. Dies, zusammen mit der größeren Tiefe der Schüssel, ermöglicht es FAST, einen größeren Teil (2-3 mal) des Himmels abzubilden als Arecibo es konnte.

Riesige, glänzende Schale mit metallischer Oberfläche mit Schatten oben links.

FAST 500-Meter-Spiegel mit oben aufgehängter mobiler Empfängerbaugruppe. Bild über Liyuan Lu.

Mit seiner 500-Meter-Antenne hat FAST ungefähr das Doppelte der Sammelfläche von Arecibo mit einem Durchmesser von 305 Metern (1000 Fuß). Dadurch ist es doppelt so empfindlich. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass der effektive Durchmesser nie so groß wie der volle Durchmesser ist und im Fall von FAST aufgrund seiner Fähigkeit, einem Ziel zu folgen, immer näher bei 300 als 500 Metern liegt für längere Zeit. Dasselbe war bei Arecibo der Fall, jedoch in geringerem Umfang, wodurch es einen effektiven Durchmesser von 221 Metern erreichte.

Kann FAST als Ersatz für Arecibo angesehen werden? Tatsächlich ist FAST das einzige andere Teleskop, das bei ähnlichen Wellenlängen mit einer ähnlichen (und besseren) Empfindlichkeit beobachten kann. Arecibo arbeitet mit einer Wellenlänge von 3 Zentimetern bis 1 Meter (1 bis 39 Zoll, etwas kürzer bis nicht ganz so lang wie die von FAST beobachteten Wellenlängen). Darüber hinaus war Arecibo jedoch mit einem Sender ausgestattet, der starke Radarsignale aussenden kann. Die NASA hatte Arecibos Planetary Radar System finanziert, mit dem Arecibo feste Objekte vom Merkur bis zum Saturn untersuchen und insbesondere erdnahe Objekte sehr genaue Bahnbestimmungen durchführen konntepotenziell gefährliche Gegenstände. Es ließ Arecibo auch einen mächtigeninterstellare Nachricht1974 unsere erste bewusste Kontaktnachricht an den Kosmos. Für die kleinere Empfangskabine von FAST sind solche leistungsstarken Sender zu groß und zu schwer.


Schema mit einem kleineren Kegel in einer großen Parabolschüssel.

Die effektive Öffnung von FAST beträgt 300 Meter. Bild über Phoenix7777,CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons.

Ein Radioteleskop ist wie ein riesiger Radioempfänger, der auf äußerst schwaches Radio horchtWellenlängenaus dem Weltall. Da Radio mit viel längeren Wellenlängen emittiert wird als sichtbares Licht, muss das Teleskop viel größer als ein optisches Teleskop sein, um eine ausreichende Auflösung – Details – von dem zu erreichen, was Sie beobachten. Im Fall von FAST ist es in der Lage, Wellenlängen von 10 cm bis 4,3 Meter (4 Zoll bis 14 Fuß) zu beobachten, ein Bereich, der es ermöglicht, Forschungsbereiche zu untersuchen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

-Pulsare, nicht nur lokal in der Milchstraße, sondern auch in anderen Galaxien. Extragalaktische Pulsare waren bisher nicht zu beobachten, da ihre Fernsignale für andere Teleskope zu schwach waren. Seit der Inbetriebnahme von FAST hat es bis heute (Januar 2021) 240 Pulsare entdeckt und vermessen.

-Gravitationswellen. Durch die Überwachung von Pulsaren trägt FAST zu einer internationalen Zusammenarbeit bei, die nach niederfrequenten Gravitationswellen sucht.


-Schnelle Funkstöße. Im August und September 2020 entdeckte FAST einen schnellen Funkausbruch namensFRB 121102, die zu schwach ist, um von anderen Teleskopen entdeckt zu werden.

-Exoplanetenbei Radiowellenlängen noch nicht (abschließend) nachgewiesen wurden. FAST ist jedoch stark genug, um es zu erkennenpolarisiertFunkausstrahlung. Eine solche Emission würde darauf hindeuten, dass ein Planet ein starkes Magnetfeld beherbergt, etwas, was Astronomen glauben, dass es wahrscheinlich notwendig ist, um potenzielles Leben (wie für die Erde) zu schützen. Selbst die große Größe von FAST bietet nicht genügend Auflösung, um etwas so Kleines wie einen Planeten zu lokalisieren, aber dies wird durch das Hinzufügen von 36 kleinen 5-Meter-Spiegeln zu einem Array unterstützt, was dieAuflösung(Fähigkeit, klar zu sehen) um das 100-fache.

-Neutraler Wasserstoff– das häufigste Element im Universum,emittieren bei 21 cm– sowohl im interstellaren Medium unserer Milchstraße als auch in anderen Galaxien.

Das Teleskop wird auch Teil vonInterferometrieBeobachtungen, bei denen es mit anderen Teleskopen der Welt verbunden wird, wie zVLBI-Netzwerk.

Im unteren Teil eine in die Jahre gekommene Parabolschüssel, darüber hängende Vorrichtungen.

Die 305-Meter-(1000-Fuß-) Schüssel- und Empfängerbaugruppe des ehemals größten Einzelschalen-Teleskops der Welt, Arecibo in Puerto Rico, einige Jahre bevor sie zusammenbrach. Bild von Theresa Wiegert.

Fazit: FAST, im Südwesten Chinas gelegen, ist mit einem Durchmesser von 500 Metern (1640 Fuß) das weltweit größte Einzelschalen-Radioobservatorium. Es ist jetzt voll funktionsfähig und erhält ab 2021 Beobachtungsvorschläge von internationalen Astronomen.

Weiterlesen: Radioastronom und Professor Elias Brinks spricht über FAST und seine wissenschaftlichen Ziele

Quelle: Projekt des sphärischen Radioteleskops mit fünfhundert Metern Apertur (FAST)