02.09.2026

Kosmische Energie: Weltweit größtes Gammastrahlen-Observatorium geht in entscheidende Phase

Astrophysiker der Universität Tübingen an deutschem Konsortium beteiligt – 0,8 Millionen Euro für Tübingen

Startschuss für ein ehrgeiziges Projekt der Astroforschung: Bis 2031 entsteht ein neues Observatorium zur Detektion von Gammastrahlen – mit je einem Standort auf der Nord- und der Südhalbkugel der Erde. Maßgeblich daran beteiligt ist ein deutscher Verbund aus zwei Max-Planck-Instituten, einem Helmholtz-Zentrum sowie sieben deutschen Universitäten, darunter die Universität Tübingen. Mithilfe der Gammastrahlen sollen Quellen kosmischer Strahlung, dunkle Materie und Relikte des Urknalls aufgespürt werden. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert die Universitäten des Verbundes in den kommenden drei Jahren mit 4,1 Millionen Euro, knapp 0,8 Millionen davon erhält die Universität Tübingen.

Gammastrahlen sind ein wahrer Schatz für die Erforschung des Universums. Sie entstehen bei hochenergetischen kosmischen Prozessen, etwa wenn massereiche Sterne explodieren, Neutronensterne miteinander kollidieren oder Jets um Schwarze Löcher Materie aussenden. „Im Gegensatz zu Elektronen oder Protonen werden Gammastrahlen nicht durch Magnetfelder abgelenkt. Damit verraten sie uns ziemlich genau, in welcher Richtung die Quellen kosmischer Energie zu finden sind“, sagt Professor Stefan Funk vom Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP). Treffen Gammastrahlen auf die Erdatmosphäre, erzeugen sie blaues Licht, das für das menschliche Auge zwar unsichtbar ist, von speziellen Sensoren jedoch aufgezeichnet werden kann.

Genau für diesen Zweck werden in den kommenden fünf Jahren in der chilenischen Atacama-Wüste und auf der kanarischen Insel La Palma insgesamt 64 Teleskope errichtet. Zusammen bilden sie das Cherenkov Telescope Array Observatory, kurz: CTAO. Es wird das weltweit größte und genaueste Observatorium für bodengestützte Gammastrahlen-Astronomie sein – zehnmal empfindlicher als bisherige Detektoren. Die unterschiedlich großen Teleskope besitzen insgesamt rund 125.000 ultraschnelle Kamera-Lichtsensoren und überwachen eine Fläche von etwa einer Million Quadratmetern. Die größten Spiegelteleskope haben einen Durchmesser von 23 Metern und sind in der Lage, auch niederenergetische Gammastrahlung zu detektieren.

Deutsches Konsortium maßgeblich an CTAO beteiligt

Den Bau und die Inbetriebnahme der CTAO-Teleskope wird ein deutscher Verbund maßgeblich vorantreiben. Dafür stellt das BMFTR im Rahmen des Programms „Erforschung von Universum und Materie” in den kommenden drei Jahren über vier Millionen Euro bereit. Zum Verbund gehören neben der FAU die Humboldt-Universität Berlin, die Technische Universität Dortmund sowie die Universitäten Bochum, Potsdam, Tübingen und Würzburg. Beteiligt sind außerdem die Max-Planck-Institute für Kernphysik Heidelberg und für Physik München und das zur Helmholtz-Gemeinschaft gehörende Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in Zeuthen. „Die Projektpartner spielen in vielen Aspekten von CTAO eine entscheidende Rolle: Sie erproben Komponenten, entwickeln Software für Detektion und Datenauswertung und begleiten die Inbetriebnahme der ersten Teleskope“, erklärt Verbundsprecher Stefan Funk. „Damit sichern sich die deutschen Hochschulgruppen eine starke Position innerhalb des europäischen CTAO-Verbundes.“

Beteiligung des Instituts für Astronomie und Astrophysik Tübingen

An der Universität Tübingen ist das Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen (IAAT) an CTAO beteiligt. Zum einen wird durch die Tübinger Gruppe die Produktion von Spiegelstellmotoren überwacht, welche unter die Spiegelfacetten der „mittelgroßen“ und der „großen“ Teleskopmodelle montiert werden, aus denen sich die Spiegel der CTAO-Teleskope zusammensetzen. Diese (viele tausend) Stellmotoren werden industriell nach Plänen von CTAO gefertigt. Die Qualität der produzierten Teile muss effizient und nach wissenschaftlichen Standards geprüft werden. „Das IAAT hat langjährige Erfahrung bei der Entwicklung und Erprobung solcher Stellmotoren. Wir haben Equipment zur industriellen Qualitätssicherung zur Verfügung gestellt und überwachen zusammen mit unserem Industriepartner die Serienfertigung“, sagt Dr. Gerd Pühlhofer, Projektleiter der CTAO-Gruppe am IAAT.

Ein zweiter, nicht minder wichtiger Schwerpunkt am IAAT ist die Beteiligung an der Entwicklung und Produktion von Kameras für die „mittelgroßen“ Teleskope am CTAO-Südstandort. Auch hier liegt der momentane Schwerpunkt auf der Qualitätssicherung industrieller Massenproduktion. Die gefertigten Elektronikkomponenten sollen die Digitalisierung und Verarbeitung der Signale der zehntausenden von Photosensoren in den Kameras übernehmen. Die Tübinger Gruppe hat entsprechende Testverfahren und Equipment mitentwickelt und wird damit die gelieferten Elemente prüfen.

Wie schon bei dem seit 25 Jahren erfolgreich betriebenen H.E.S.S.-Teleskopsystem in Namibia, einem der Vorgängerexperimente von CTAO, wird sich Tübingen nach Inbetriebnahme am Astrophysikprogramm von CTAO beteiligen. „Wissenschaftliche Schwerpunkte sind die Suche nach Beschleunigern der kosmischen Strahlung und nach Hinweisen für dunkle Materie im All sowie die Untersuchung von stellaren Binärsystemen“ sagt Professor Andrea Santangelo, Leiter der Abteilung Hochenergieastrophysik am IAAT. „CTAO ist der nächste instrumentelle Meilenstein, der uns bei der Untersuchung des sogenannten nicht-thermischen Kosmos zur Verfügung stehen wird.“

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