Amerikaans, Duitse, en Canadese wetenschappers zijn van plan om de vorming van sterren en sterrenstelsels en de mysteries van het begin van het universum te onderzoeken met een geheel nieuw soort telescoop. De start van de bouwwerkzaamheden aan de Cerro Chajnantor Atacama Telescope (CCAT-prime) is gepland voor dit jaar. Het is vernoemd naar de locatie, een 5, 612 meter hoge berg in de Chileense Atacama-woestijn. Op deze hoogte, het wordt de hoogste telescoop in zijn soort. CCAT-prime heeft een diameter van zes meter, en zal naar verwachting in 2021 worden voltooid. De wetenschappers hopen met deze telescoop unieke nieuwe inzichten te krijgen in de vorming van sterren en sterrenstelsels en dichter bij het oplossen van het mysterie te komen van hoe zogenaamde donkere materie en donkere energie de expansie hebben beïnvloed van het universum.

Om deze hoogwaardige, ultramoderne telescoop, de onderzoekers uit de VS, Duitsland, en Canada vormden een consortium genaamd CCAT, die wordt geleid door Cornell University. In Duitsland, wetenschappers van de Universiteit van Keulen en de Universiteit van Bonn zijn hierbij betrokken. Onderzoeksgroepen van het Max Planck Institute for Astrophysics in Garching en de Ludwig Maximilians University in München zullen binnenkort toetreden tot het consortium. Ook de hightech telescoop komt uit Duitsland:Vertex Antennentechnik GmbH, een bedrijf uit Duisburg, bouwen de telescoop die een ongekende mate van precisie zal bereiken bij het leveren van beelden vanuit de ruimte dankzij het innovatieve optische ontwerp en de extreem hoge locatie.

"Het CCAT-partnerschap heeft nu meer dan een decennium besteed aan het onderzoeken van de mogelijkheid - en uitdagingen - om een ​​ultramoderne telescoop te bouwen op deze verbazingwekkende telescooplocatie. In die tijd heeft technologie en submillimeterwetenschap hebben zich in een zeer snel tempo ontwikkeld, en we zijn nu klaar om verder te gaan met het bouwen van een echt opwindende telescoop, " zei projectdirecteur Martha Haynes, Goldwin Smith hoogleraar astronomie aan de Cornell University.

De telescoop zal worden geplaatst in de buurt van de top van Cerro Chajnantor. Door de extreem hoge ligging kunnen de wetenschappers de meeste noordelijke en zuidelijke luchten gedurende alle seizoenen observeren. De telescoop zal straling kunnen opnemen in het millimeter- en submillimetergolflengtebereik - met de kortste golflengten van slechts 0,2 mm. Straling in het overgangsgebied tussen infrarood- en radiogolflengten is afkomstig van gas en stof tussen de sterren waaruit ze zijn gevormd – in onze nabijheid en in verre sterrenstelsels. Maar deze straling kan ook afkomstig zijn van de "Kosmische Dageraad, " het nagloeien van de oerknal. De droge atmosfeer in de Atacama-woestijn is ideaal voor deze waarnemingen, omdat het een kritische mate van precisie mogelijk maakt. Alle watermoleculen in de lucht interfereren met kosmische straling op deze golflengten, dus een atmosfeer die bijna geen waterdamp bevat, is noodzakelijk.

Met de CCAT-prime-telescoop kunnen de wetenschappers de vorming van sterren in de Melkweg, de Magelhaense Wolken en andere sterrenstelsels in onze buurt in detail onderzoeken. "Met CCAT zetten we een belangrijke stap voorwaarts in de richting van spannende nieuwe wetenschappelijke verkenningen en nieuwe technologieën, " zei professor Jürgen Stutzki, een astrofysicus aan de universiteit van Keulen. "Het innovatieve ontwerp van de telescoop en de locatie op een extreme hoogte maken adembenemende nieuwe waarnemingen mogelijk die op lagere hoogten worden geblokkeerd." CCAT-prime zal ook een essentieel platform zijn om nieuwe kwantumdetectoren in te zetten op het snijvlak van fysica, ontwikkeld in Keulen, die ultragevoelige waarnemingen mogelijk maken.

"Het grote gezichtsveld van CCAT-prime en de droge atmosfeer op Cerro Chajnantor zorgen voor een ongekende mapping van de lucht, " verklaarde professor Frank Bertoldi, een astrofysicus van de Universiteit van Bonn. "Dit is een beslissend voordeel voor zeer nauwkeurige metingen van zogenaamde kosmische achtergrondstraling, de radio-echo van de oerknal." Samen met zijn collega's Komatsu en Mohr in München, die zich onlangs bij het consortium heeft aangesloten, Bertoldi kijkt ernaar uit om metingen te doen met CCAT-prime die hen dichter bij het oplossen van enkele van de grote raadsels van het universum kunnen brengen, bijvoorbeeld de aard van de mysterieuze donkere energie.

De kosten voor het ontwerpen en bouwen van CCAT-prime bedragen 19 miljoen euro. De Amerikaanse partner, Cornell universiteit, een groot deel van deze kosten dekt met een bijdrage van de particuliere donateur Fred Young. Voor de telescoop en een eerdere studie, hij schonk in totaal 12 miljoen USD. In Duitsland, het programma voor grootschalige faciliteiten van de Duitse Onderzoeksstichting (DFG) draagt ​​in totaal 5 miljoen euro bij. Collaborative Research Centre 956 "Conditions and Impact of Star Formation" draagt ​​bij aan de ontwikkeling van de wetenschappelijke instrumenten.