Hochfrequenzarray für CHAI

• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530175728

Aufbauend auf unserer Erfahrung mit der Entwicklung von Instrumenten für große Beobachtungseinrichtungen wie Herschel und SOFIA an der Universität zu Köln bauen wir derzeit das Chajnantor Heterodyne Array Instrument (CHAI), das am Fred Young Submillimeter Telescope (FYST) des CCAT-Observatoriums auf dem Cerro Chajnantor in Nordchile in 5600 m Höhe eingesetzt werden soll. FYST ist ein neuartiges Teleskop mit einem Teleskopdurchmesser von 6 m, das im Jahr 2024 in Betrieb genommen werden soll. Es wird hochempfindliche Großfeldbeobachtungen bei Submillimeter-Wellenlängen ermöglichen. Seine Instrumente werden sich mit wissenschaftlichen Themen befassen, die von der Sternentstehung und der Entwicklung des interstellaren Mediums in der Milchstraße und nahe gelegenen Galaxien bis hin zu Galaxien im frühen Universum und der Kosmologie reichen. CHAI ist von besonderer Bedeutung, da es das einzige Instrument sein wird, das mit seinem Multi-Pixel-Heterodyn-Spektrometer hochauflösende Spektroskopie bietet und in seinem Niederfrequenzkanal (LFA) bei in Betriebnahme des Teleskops Beobachtungsfrequenzen von 400 bis 490 GHz abdeckt. Dementsprechend werden 25 % der verfügbaren Beobachtungszeit für CHAI und seine wissenschaftlichen Aufgaben zur Verfügung stehen, wie in der CCAT-Konsortialpartnervereinbarung garantiert. Unser Ziel ist es, die hervorragenden atmosphärischen Bedingungen am CCAT-Observatorium noch besser zu nutzen, indem wir zu CHAI einen Hochfrequenzkanal (HFA) hinzufügen, welcher im 800 GHz atmosphärischen Fenster arbeitet. Durch die gleichzeitige Beobachtung von LFA und HFA wird die Leistung des Instruments verdoppelt, zusätzlich zu seiner bereits beispiellosen Messgeschwindigkeit und Empfindlichkeit für Spektroskopie bei diesen Frequenzen. Noch wichtiger ist, dass das zweite Frequenzfenster den Zugang zu einzigartigen neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen ermöglicht, die notwendig sind, um die Forschungsthemen des CCAT-Observatoriums im Rahmen des GEco-Projekts (Galactic Ecology) umfassend zu bearbeiten. Mit dieser Durchmusterung soll der Materiekreislauf im interstellaren Medium der Milchstraße und naher Galaxien untersucht werden, von der Bildung von Wolken über die Bildung von Filamenten, Hubs und Kernen in ihnen bis hin zu Sternen, die ihrerseits stellares Feedback erzeugen. Die Hochfrequenzbeobachtungen sind für eine umfassende wissenschaftliche Analyse unerlässlich, da sie nicht nur für die Interpretation unserer Niederfrequenzbeobachtungen, sondern auch für andere großräumige Durchmusterungen und unser Verständnis der Entstehung von Strukturen im interstellaren Medium und ihrer Entwicklung von unschätzbarem Wert sind. Das Hauptziel dieses Antrags ist es, die Finanzierung für den Bau des CHAI HFA zu sichern und damit die wissenschaftliche Arbeit zu ermöglichen, die bei der Sicherung der Finanzierung des FYST-Teleskops durch die DFG und Partner vorgesehen war.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hochfrequenzarray für CHAI
• Gerätegruppe: 0740 Radio-Teleskope und Zubehör (außer 600-699)
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiter: Professor Dr. Dominik Riechers