amerikansk, Tysk, och kanadensiska forskare planerar att utforska bildandet av stjärnor och galaxer såväl som mysterierna kring universums början med en helt ny typ av teleskop. Lanseringen av byggnadsarbeten på Cerro Chajnantor Atacama-teleskopet (CCAT-prime) är planerad till i år. Det är uppkallat efter sin plats, en 5, 612 meter högt berg i den chilenska Atacamaöknen. På denna höjd, det kommer att bli det högsta teleskopet i sitt slag. CCAT-prime har en diameter på sex meter, och planeras vara färdig 2021. Forskarna hoppas få unika nya insikter om bildandet av stjärnor och galaxer med detta teleskop och att komma närmare att lösa mysteriet om hur så kallad mörk materia och mörk energi har påverkat expansionen av universum.

För att utveckla denna högpresterande, toppmoderna teleskop, forskarna från USA, Tyskland, och Kanada bildade ett konsortium kallat CCAT, som leds av Cornell University. I Tyskland, forskare från universitetet i Köln och universitetet i Bonn är involverade. Forskargrupper vid Max Planck Institute for Astrophysics i Garching och Ludwig Maximilians University i München kommer snart att ansluta sig till konsortiet. Det högteknologiska teleskopet kommer också från Tyskland:Vertex Antennentechnik GmbH, ett företag från Duisburg, bygger teleskopet som kommer att nå en oöverträffad grad av precision när det gäller att leverera bilder från yttre rymden på grund av sin innovativa optiska design och sin extremt höga placering.

"CCAT-partnerskapet har nu ägnat mer än ett decennium åt att utforska möjligheten – och utmaningarna – att bygga ett toppmodernt teleskop på denna fantastiska teleskopplats. Under den tiden, teknik och submillimetervetenskap har utvecklats i mycket snabb takt, och vi är nu redo att gå vidare för att bygga ett riktigt spännande teleskop, " sa projektledaren Martha Haynes, Goldwin Smith professor i astronomi vid Cornell University.

Teleskopet kommer att placeras nära toppen av Cerro Chajnantor. Den extremt höga höjden gör det möjligt för forskarna att observera de flesta nordliga och södra himlar under alla årstider. Teleskopet kommer att kunna registrera strålning i våglängdsområdena millimeter och submillimeter – med de kortaste våglängderna endast 0,2 mm. Strålning i övergångsområdet mellan infraröda och radiovåglängder kommer från gas och damm mellan stjärnorna som de bildas av – i vår närhet och i galaxer som ligger långt borta. Men denna strålning kan också härröra från "Cosmic Dawn, " efterglöden från Big Bang. Den torra atmosfären i Atacamaöknen är idealisk för dessa observationer, eftersom det möjliggör en kritisk grad av precision. Alla vattenmolekyler i luften stör kosmisk strålning vid dessa våglängder, så en atmosfär som nästan saknar vattenånga är nödvändig.

CCAT-prime-teleskopet kommer att tillåta forskarna att i detalj utforska bildandet av stjärnor i Vintergatan samt Magellanska molnen och andra galaxer i vårt grannskap. "Med CCAT kommer vi att ta ett viktigt steg framåt mot spännande nya vetenskapsutforskningar och ny teknik, sa professor Jürgen Stutzki, en astrofysiker vid universitetet i Köln. "Den innovativa designen av teleskopet och dess placering på extrem höjd möjliggör hisnande nya observationer som blockeras på lägre höjder." CCAT-prime kommer också att vara en viktig plattform för att distribuera nya kvantdetektorer i framkant av fysiken utvecklad i Köln, som möjliggör ultrakänsliga observationer.

"CCAT-primes stora synfält och den torra atmosfären på Cerro Chajnantor möjliggör en oöverträffad kartläggning av himlen, " förklarade professor Frank Bertoldi, en astrofysiker från universitetet i Bonn. "Detta är en avgörande fördel för högprecisionsmätningar av så kallad kosmisk bakgrundsstrålning, radioekot från Big Bang." Tillsammans med sina kollegor Komatsu och Mohr i München, som nyligen gick med i konsortiet, Bertoldi ser fram emot att ta mätningar med CCAT-prime som kan föra dem närmare att lösa några av universums stora gåtor, till exempel arten av den mystiska mörka energin.

Kostnaderna för att designa och bygga CCAT-prime uppgår till 19 miljoner euro. Den amerikanska partnern, Cornell University, täcker mycket av dessa kostnader med ett bidrag från den privata donatorn Fred Young. För teleskopet och en tidigare studie, han donerade totalt 12 miljoner USD. I Tyskland, German Research Foundations (DFG) program för storskaliga faciliteter bidrar med totalt 5 miljoner euro. Collaborative Research Center 956 "Conditions and Impact of Star Formation" bidrar till utvecklingen av de vetenskapliga instrumenten.