Bodengestützte Gamma-Astronomie

H.E.S.S.: High Energy Stereoscopic System

Das H.E.S.S.-Experiment in Namibia wird im Rahmen einer internationalen Kooperation betrieben. Die Universität Hamburg war seit 2000 einer der wenigen deutschen Partner. Die großen Teleskope mit einer Spiegelfläche von bis zu Σ₂₀₀ m² erfassen das von energiereichen Teilchen in der Atmosphäre erzeugte Cherenkov Licht. Anhand der von einer ultraschnellen Kamera aufgezeichneten Bilddaten werden Herkunft, Energie und Teilchentyp bestimmt. Diese Technik hat den Himmel im Bereich sehr hoher Energien für astrophysikalische Beobachtungen erschlossen.

CTA: Cherenkov Telescope Array

Die nächste Generation bodengestützter Instrumente wird vor allem durch die Entwicklung des Cherenkov Teleskop Arrays (CTA) vorangetrieben. Derzeit sind wir an der Aufstellung und Inbetriebnahme der ersten Teleskope am nördlichen Standort des CTA Observatoriums auf La Palma beteiligt. In den kommenden Jahren werden diese Teleskope die empfindlichsten Instrumente im Energiebereich von einigen 10 GeV bis hin zu TeV Energien sein.

HiSCORE: Hundred Timesi Square-kilometer Cosmic ORigin Explorer

Diese Forschungsaktivität zielt darauf ab, den bisher nur unzureichend erforschten Bereich der ultrahochenergetischen Gammastrahlung (Energien über 10 TeV bis hin zu PeV) zu erschließen. Eine der Hauptmotivation ist die Suche nach Pevatronen aus galaktischer kosmischer Strahlung.

HiSCORE ist ein Timing-Array Konzept, das auf Luft Cherenkov Stationen mit großem Sichtfeld (30 Grad halber Öffnungswinkel) basiert, die über ein sehr großes Gebiet verteilt sind. Die erste Umsetzung des HiSCORE-Konzepts erfolgte im Tunka-Tal. Nach mehreren Prototypenphasen wurden bis 2015 28 Stationen installiert, die eine Fläche von 0,25 km² abdecken. Seit dieser Detektorphase ist das HiSCORE-Array Teil des TAIGA-Experiments (Tunka Advanced Instrument for Gamma Ray Astrophysics).

TAIGA: Tunka Advanced Instrument for cosmic ray physics and Gamma Astronomy

TAIGA verfolgt einen einzigartigen Ansatz, bei dem die Zeitmesstechnik (HiSCORE) mit bildgebenden Luft Cherenkov Teleskopen (IACTs) kombiniert wird. Ein erstes IACT wurde 2016 installiert und in Betrieb genommen. Stand 2017, werden weitere 30 HiSCORE Stationen und ein zusätzliches IACT installiert. Bis 2019 wird TAIGA aus einem 1 km² großen HiSCORE Array und 3 IACTs bestehen.

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