Zeitreiseweg: 4. astronomischer Wanderweg Effelsberg

Zum Jubiläum wird mit dem Zeitreiseweg der vierte astronomische Wanderweg am Radioteleskop eröffnet. Eine Information des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, Bonn.

Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.

Das 100m-Radioteleskop des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie begeht im Jahr 2021 seinen 50. Geburtstag. Der Aufbau des Teleskops in einem Eifeltal ca. 40 km südwestlich von Bonn erfolgte in gut dreieinhalbjähriger Bauzeit von 1967 bis 1971. Am 12. Mai 1971 erfolgte das Richtfest in Form einer feierlichen Eröffnung am Standort des Teleskops, nicht weit entfernt von den beiden Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, inzwischen Ortsteile der Stadt Bad Münstereifel.

Zum Jubiläum wird im Mai 2021 mit dem Zeitreiseweg der vierte astronomische Themenwanderweg fertiggestellt. Er verläuft als Rundweg von 5 km Länge um das 100-m-Radioteleskop und berichtet auf 20 Tafeln aus der 50jährigen Geschichte des Radioteleskops Effelsberg. Die Tafeln erzählen von wissenschaftlichen Ergebnissen mit dem Teleskop, sowie von bemerkenswerten technischen Neuerungen wie der Installation eines neuen Subreflektors oder dem Aufbau der LOFAR-Station Effelsberg als Ergänzung zu größeren Wellenlängen.

Das 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie liegt in einem Bachtal unmittelbar an der Grenze zwischen den Bundesländern Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz. Vom Besucherparkplatz bei den Eifeldörfern Effelsberg und Lethert, die beide zur Ortsgemeinde Bad Münstereifel gehören, sind es ungefähr 15 Minuten Fußweg bis zum Besucherpavillon des Radioteleskops mit direktem Blick auf das Teleskop selbst.

Als Rückblick auf 50 Jahre erfolgreiche Forschungsarbeit mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg wird im Mai 2021 ein neuer Wanderweg, der „Zeitreiseweg“, in der Nachbarschaft des Radioteleskops Effelsberg eröffnet. Er beginnt am Besucherpavillon in unmittelbarer Nähe zum 100-m-Radioteleskop, führt auf einer Strecke von etwas mehr als 5 km rund um das Teleskop und endet am Aussichtspunkt direkt vor der riesigen Antenne. Von dort führt ein kurzer Zickzack-Weg direkt zurück zum Pavillon.

„Der neue Wanderweg erlaubt nicht nur einen faszinierenden Einblick in 50 Jahre Forschung und Technik in Effelsberg, sondern ermöglicht auch die Aussicht auf das spektakuläre Teleskop und die umgebende schöne Eifellandschaft aus verschiedenen Perspektiven“, sagt Alex Kraus, der Leiter des Radioobservatoriums Effelsberg. „Bereits im Rahmen meiner Promotion am Institut hatte ich eine Menge Messzeit mit dem Teleskop zur Untersuchung der Kurzzeitvariabilität von aktiven Galaxienkernen.“ Dieses Thema wird in Station Nr. 8 des Zeitreisewegs dokumentiert.

Der Zeitreiseweg beschreibt in insgesamt 20 Stationen eine Reihe von Ereignissen aus fünf Jahrzehnten Geschichte des 100-m-Radioteleskops, von der offiziellen Eröffnung im Jahr 1971 bis zum 50-jährigen Jubiläum im aktuellen Jahr 2021.

Dazu gehören sowohl wissenschaftliche als auch technische Meilensteine, von der ersten Entdeckung der Moleküle Wasser und Ammoniak außerhalb der Grenzen unserer Milchstraße 1977/79 bis hin zum Weltrekord in der Winkelauflösung von nur 11 Mikrobogensekunden (entspricht dem Durchmesser einer 1-Cent-Münze auf der Mondoberfläche) durch Space VLBI-Beobachtungen mit dem 100-m-Teleskop. Hinzu kommen technische Meilensteine wie die Installation eines neuen Subreflektors mit verstellbarer Oberfläche im Jahr 2006 und die Inbetriebnahme eines zweiten Radioteleskops vor Ort, der Station Effelsberg des europäischen LOFAR-Teleskopnetzwerks.

Der Zeitreiseweg verläuft rund um das Gelände des Radio-Observatoriums, im Bereich von gleich zwei Bundesländern (Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz).

Der Wanderweg, gekennzeichnet durch ein schwarzes Teleskopsymbol auf gelbem Grund, wurde in einer Kooperation des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie mit dem Freundeskreis Sahrbachtal, der Touristinfo/Stadt Bad Münstereifel und der Ortsgruppe Bad Münstereifel des Eifelvereins errichtet. Er ergänzt die drei schon länger vorhandenen astronomischen Wanderwege, Planetenweg, Milchstraßenweg und Galaxienweg, die nahezu die komplette kosmische Entfernungsskala von unserem Sonnensystem bis zu den fernsten Galaxien in Abständen von Milliarden von Lichtjahren abbilden.

„Der Eifelverein Bad Münstereifel gratuliert dem Radioteleskop Effelsberg zum 50. Geburtstag und ist stolz, neben den beiden schon bestehenden Eifelschleifen von Bad Münstereifel zum Teleskop und rund um Effelsberg, nun einen weiteren attraktiven und informativen Wanderweg, in Zusammenarbeit mit den anderen Kooperationspartnern, umgesetzt zu haben“, sagt Bernhard Ohlert, der Vorsitzende der OG Bad Münstereifel des Eifelvereins.

„Der Freundeskreis Sahrbachtal e.V. sendet Glückwünsche zum 50-jährigen Bestehen des meisterhaft in die Natur des Ahrgebirges eingebettete Radioteleskops Effelsberg. Mit diesem stets weiterentwickelten wissenschaftlich genutzten Instrument konnten bedeutende Ergebnisse der Grundlagenforschung in der Astronomie erzielt werden“, ergänzt Walter Brüggemann, der Vorsitzende des Freundeskreises Sahrbachtal e.V. „Der Freundeskreis Sahrbachtal e.V. begrüßt die Jubiläumseröffnung des neuen Zeitreiserundweges als weiteres Informations- und Erlebnisangebot für interessierte Wanderer. Wir freuen uns auf die Fortführung unserer „historisch gewachsenen“ guten Kooperation mit dem MPIfR und danken für die ausgezeichnete Zusammenarbeit sowie touristischen Impulse.“

„Mit dem Zeitreiseweg haben wir ein attraktives Ensemble von astronomischen Wanderwegen am Radioteleskop Effelsberg“, schließt Norbert Junkes, der Pressereferent des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, auf den die Konzeption der vier Wanderwege zurückgeht. „In Zukunft möchten wir das System von virtuellen Verbindungsstationen zwischen unseren Wanderwegen noch weiter ausbauen, das den Planetenweg mit der Station „Sirius“ am APEX-Teleskop in Chile schon jetzt zum längsten astronomischen Wanderweg der Erde macht.“

Weitere Informationen
Im folgenden eine kurze Beschreibung der 20 Stationen des Zeitreisewegs Effelsberg (vgl. Tabelle in Abb. 3):

1. Die erste Station des Weges stellt die Eröffnung des Radioteleskops nach rund dreijähriger Bauzeit am 12. Mai 1971 dar. Bereits am 23. April 1971 wurde der Supernova-Überrest HB21 als erste erfolgreiche Messung („First Light“) mit dem Effelsberger Radioteleskop beobachtet.

2. Station Nr. 2 markiert am 1. August 1972 den Beginn des vollen Messbetriebs mit dem Radioteleskop Effelsberg und den Empfängern der ersten Generation. Im gleichen Jahr wurden die ersten Pulsarmessungen bei einer Wellenlänge von 2,8 cm durchgeführt, der bis zu diesem Zeitpunkt kürzesten Wellenlänge für Pulsarbeobachtungen.

3. 1973 wurde das Radioteleskop Effelsberg erstmals in ein weltweites Netzwerk von Radioteleskopen („Very Long Baseline Interferometry“, VLBI) integriert. Die ersten Messungen mit transatlantischen Basislinien fanden statt, ermöglicht durch die Verbindung des 100-m-Teleskops mit Radioteleskopen in den USA.

4. Ein Jahr später, 1974, wurde das Radioteleskop Effelsberg sechs Monate lang tagsüber als Empfangsstation für die Sonnensonde HELIOS genutzt. HELIOS war das erste Großprojekt der deutschen Raumfahrt. Im gleichen Jahr wurde die erste vollständige Kartierung der Radiostrahlung der Andromedagalaxie M31 bei 11 cm Wellenlänge veröffentlicht.

5. Aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit ist das Radioteleskop Effelsberg ideal für die Messung extrem schwacher Radiosignale geeignet. Mit dem 100-m-Teleskop konnten erstmals Spektrallinien von Wasser H₂O (1977 in M33) und Ammoniak NH₃ (1979 in IC342) in anderen Galaxien in mehreren Millionen Lichtjahren Entfernung nachgewiesen werden.

6. Nach etwa zehn Jahren Messungen mit den drei damals größten voll beweglichen Radioteleskopen der Erde (Effelsberg: 100 m, Jodrell Bank: 76 m, Parkes: 64 m Durchmesser) konnte 1982 eine Karte der Radiostrahlung des gesamten Himmels bei 73 cm Wellenlänge in hoher Auflösung veröffentlicht werden.

7. Beobachtungen einer ganzen Reihe von spektroskopischen Linien des Ammoniakmoleküls NH₃ mit dem Radioteleskop Effelsberg führten zur Einführung eines kosmischen Thermometers zur Bestimmung der Temperatur von Molekülwolken, den Geburtsstätten von neuen Sternen.

8. Mit dem Radioteleskop Effelsberg wurde die Kurzzeitvariabilität („intraday Variability“, IDV) in den Kernen von extragalaktischen Radioquellen entdeckt. In den Zentralregionen von extrem weit entfernten aktiven Galaxien (z.B. 0917+624 in neun Milliarden Lichtjahre Entfernung) findet man Helligkeitsschwankungen innerhalb weniger Stunden und kann damit Strukturen von der Größe unseres Sonnensystems erkennen.

9. Der Zeeman-Effekt ist die Aufspaltung von Spektrallinien in Magnetfeldern (Nobelpreis für Pieter Zeeman 1902). Der Nachweis dieses Effekts im Weltraum wurde erstmals mit dem Radioteleskop Effelsberg für das Wassermolekül H₂O erbracht. Dies ermöglicht die Untersuchung von Magnetfeldern in Molekülwolken.

10. Eine kreisförmige Schiene mit 64 m Durchmesser trägt das komplette Gewicht des Radioteleskops Effelsberg. Nach 25 Jahren Betrieb musste diese Schiene komplett ausgetauscht werden. Dazu wurde das Teleskop mit seinem Gesamtgewicht von 3200 Tonnen für die Zeit des Schienenwechsels „aufgebockt“.

11. Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagt eine kontinuierliche Richtungsänderung der Drehachse eines Pulsars (geodätische Präzession) voraus, wenn er sich im Gravitationsfeld eines Begleitsterns bewegt. Mit dem Effelsberger Radioteleskop konnte dieser Effekt erstmals nachgewiesen werden, und zwar für den Pulsar PSR 1913+16.

12. Eine systematische Untersuchung der Magnetfelder von Galaxien und unserer Milchstraße erfolgte durch Beobachtungen der polarisierten Radiostrahlung mit dem Radioteleskop Effelsberg. Ein schönes Beispiel ist eine detaillierte Karte zur Untersuchung des Magnetfeldes unserer Nachbargalaxie M31 bei 6 cm Wellenlänge.

13. Der Subreflektor des Radioteleskops Effelsberg mit einem Durchmesser von 6,50 m befindet sich nahe dem Brennpunkt an der Spitze der vier Standbeine. Am 5. Oktober 2006 wurde ein neuer, verbesserter Subreflektor mit 100 motorisch gesteuerten aktiven Oberflächenelementen installiert, der die Leistung des Radioteleskops weiter erhöht.

14. Die erste deutsche Station des europäischen Niederfrequenz-Radioteleskops LOFAR wurde auf dem Gelände des Radio-Observatoriums Effelsberg errichtet. Die LOFAR-Stationen sind über mehrere Länder in Europa verteilt und über schnelle Datenleitungsverbindungen direkt miteinander verbunden.

15. Am Radioteleskop Effelsberg laufen spezielle Messprogramme zum Auffinden neuer Pulsare. PSR J1745+10 ist der erste Millisekunden-Pulsar, der in Effelsberg entdeckt wurde. Es handelt sich um einen sogenannten „Schwarze-Witwe-Pulsar“, bei dem die hochenergetische Strahlung des Pulsars seinen Partner mit der Zeit fast vollständig verdampft.

16. Ein Pulsar mit einem extrem starken Magnetfeld, ein so genannter Magnetar, wurde mit dem Radioteleskop Effelsberg in unmittelbarer Nähe des Milchstraßenzentrums entdeckt. Er bewegt sich in einer Umlaufzeit von etwa 500 Jahren um das supermassive Schwarze Loch im Zentrum (Sgr A* mit mehr als 4 Millionen Sonnenmassen).

17. Im Rahmen des Projekts „Effelsberg-Bonn-HI-Survey“ (EBHIS) wurde mit dem Radioteleskop Effelsberg der komplette Nordhimmel im Licht der 21-cm-Spektrallinie des neutralen Wasserstoffs (HI) beobachtet.

18. Bei der Untersuchung der Spektrallinien von Wassermasern in der Galaxie NGC 4258 in einem Space-VLBI-Netzwerk, das das Weltraumteleskop RadioAstron mit einer Reihe von erdgebundenen Radioteleskopen einschließlich des 100-m-Teleskops verbindet, konnte die höchste Winkelauflösung in der Astronomie mit einem Wert von 11 Mikrobogensekunden erreicht werden.

19. Das „Global Millimeter VLBI Array“ (GMVA) wird eingesetzt, um Details in den Zentralregionen von Galaxien wie Perseus A, Cygnus A, M87 und Sgr A* (Zentrum der Milchstraße) mit sehr hoher Winkelauflösung zu untersuchen. Bei einer Wellenlänge von nur 3,5 mm stößt das partizipierende 100-m-Radio Effelsberg an seine Grenzen.

20. Im Jahr 2021 hat das Radioteleskop Effelsberg die ersten 50 Jahre seines Lebens vollendet. Aus diesem Anlass hat die Deutsche Post eine Jubiläumsmarke „50 Jahre 100-m-Radioteleskop Effelsberg“ herausgegeben. Die Beobachtungen und Forschungsprogramme mit dem 100-m-Teleskop werden fortgesetzt.

Der Zeitreiseweg am Radioteleskop Effelsberg ergänzt die drei bereits vorhandenen astronomischen Themenwege, Planetenweg, Milchstraßenweg und Galaxienweg, die die komplette astronomische Entfernungsskala von unserem Sonnensystem bis zu den fernsten Galaxien in Milliarden von Lichtjahren Entfernung abbilden.

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