LST empfängt Signale vom Krebspulsar

Nach seiner Einweihung im Oktober 2018 befindet sich das erste LST (Large-Sized Telescope) derzeit noch in der Vorbereitungsphase. Den Forschungsbetrieb soll das LST-1 im Jahr 2021 aufnehmen. Doch bereits jetzt liefert das imposante Gamma-Teleskop einen wichtigen Leistungsnachweis: Es erfasste die extrem schwachen Signale energiereicher Gammastrahlung einer bekannten Quelle – dem Krebspulsar. Das Max-Planck-Institut für Physik (MPP) war wesentlich an der Konzeption und dem Aufbau des Teleskops beteiligt.

Das LST-1 auf der Kanareninsel La Palma (Foto: Otger Ballester/IFAE)

Das LST-1 auf der Kanareninsel La Palma (Foto: Otger Ballester/IFAE)

Bisher gibt es nur vier Pulsare, bei denen Teleskope sehr energiereiche Gamma-Emissionen entdecken konnten. Mit den aktuellen Messungen bestätigt sich die Hoffnung der Wissenschaftler*innen, das Energiespektrum von weiteren Pulsaren im Detail erforschen zu können.

Der Krebspulsar ist der Überrest einer Supernova-Explosion aus dem Jahr 1054. Der Neutronenstern hat einen Durchmesser von nur 20 Kilometern, ist etwa doppelt so schwer wie die Sonne und dreht sich etwa 30 mal pro Sekunde um die eigene Achse.

Wie ein Leuchtturm sendet er dabei Lichtpulse aus – von langen Radiowellen über sichtbares Licht bis hin zu kurzwelligen, energiereichen Gammastrahlen. Der Pulsar befindet sich im Zentrum des Krebsnebels. Dieser sendet allerdings beständig eine 100 Mal intensivere Gammastrahlung aus, die die schwächeren Signale des Pulsars überdeckt.

Die Daten wurden in einer Beobachtungszeit von nur insgesamt 11,4 Stunden, verteilt über zehn Beobachtungsnächte im Januar und Februar 2020, aufgezeichnet und anschließend ausgewertet.

Für schwache Gammastrahlen optimiert

Mit einem Spiegeldurchmesser von 23 Metern und einer Gesamthöhe von 45 Metern ist das LST der größte Teleskoptyp im Cherenkov Telescope Array (CTA). Trotz seiner beachtlichen Größe und seines Gewichts von 100 Tonnen lässt sich das LST in 20 Sekunden auf beliebige neue Himmelspositionen lenken.

Die Teleskope dieser Bauart sind auf kurze, energieschwache Gammastrahlen im Energiebereich von 20 bis 150 Gigaelektronenvolt ausgerichtet. Die Wissenschaftler*innen beobachten damit in erster Linie kurzlebige Gammastrahlung in unserer Milchstraße sowie aktive Galaxienkerne und entfernte Gammablitze.

LST-1 ist das erste Großteleskop, das im Zuge des CTA-Projekts errichtet wurde. Auf der Kanareninsel La Palma und Chile sind je vier LST geplant. Mit den ebenfalls im CTA-Observatorium vorgesehenen kleinen und mittelgroßen Teleskopen können die Forscher*innen auch höhere Energiebereiche erfassen.

Derzeit durchläuft das LST-1 verschiedene Tests. Bevor das LST-1 als Teleskop im multinationalen CTA Observatory (CTAO) zertifiziert werden kann, muss es – wie alle künftigen Teleskope und technischen Instrumente – eine kritische Prüfung bestehen. Diese Maßnahme soll sicherstellen, dass sein Design den wissenschaftlichen Zielen, den operativen Anforderungen und Sicherheitsstandards von CTA entspricht.