Verbund: 05A2020 - D-MeerKAT-II: Ein deutscher Beitrag zur Weiterentwicklung der Radioastronomie im Zentimeterwellenlangenbereich. Teilprojekt 3

Abstract

Das Vorhaben bezweckt, deutsche Universitäten und Forschungsinstitute in der technologischen Entwicklung und Datenauswertung in eine führende Position auf dem Gebiet der Radioastronomie im Zentimeterwellenlängenbereich zu bringen. Das derzeit leistungsstärkste Radioteleskop in diesem Wellenlängenbereich ist das Meer Karoo Array Telescope (MeerKAT) MeerKAT, ein modernes Radiointerferometer, das vom South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) betrieben wird und 2018 in Betrieb genommen wurde. MeerKAT schließt die spektrale Lücke zwischen LOFAR und ALMA und ergänzt die astronomische Infrastruktur auf der Südhalbkugel (neben E-ELT, LSST, CTA). MeerKAT wird schließlich in das Instrument für mittlere Frequenzen des Square Kilometre Array (SKA) integriert werden. Ein erster Prototyp für diese SKA-Komponente ist das SKA-MPG-Teleskop. Deutschland wird in einem SARAO-MPG-Partnerschaftsprojekt zu einer Erweiterung von MeerKAT beitragen, welche noch vor dem SKA errichtet wird. Das Verbundforschungsprojekt D-MeerKAT-II hat im Rahmen des BMBF Programms ErUM-Pro einem Konsortium von elf deutschen Universitäten und Forschungsinstituten ermöglicht, neue Forschungsmethoden und Techniken, sowie Basistechnologie und Schüsselkomponenten zu entwickeln, um folgende Ziele zu erreichen:

Errichtung eines prototypischen, zukunftorientierten Zentrums für große Mengen radioastronomischer Forschungsdaten, einschließlich der Entwicklung skalierbarer Pipelines für MeerKAT Etablierung neuer Methoden für die MeerKAT-Bildgebung und Signalverarbeitung, basierend auf dem Bayes’schen Ansatz und unter Einbeziehung ionosphärischer Effekte auf die Polarisation Ermöglichung der Durchsuchung von Radiodaten und der Identifikation von transienten Objekten in Echtzeit Vorbereitung von ”on-the-fly”-Interferometrie in Beobachtungen im Abtastmodus mit MeerKAT Ertüchtigung des SKA-MPG-Teleskopes für eine spektro-polarimetrische Durchmusterung und den robotischen Betrieb, sowie der Qualitätsprüfung der Daten mithilfe von Meta-daten Diese Arbeitspakete wurden in enger Kollaboration und Partnerschaft mit SARAO durchgeführt und unterstützen dessen Aktivitäten, sowie die der internationalen Gemeinschaft, soweit es angemessen erscheint. Das Teilprojekt 3 wurde am Lehrstuhl für Astronomie des Astronomischen Instituts der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt und war mit den Aufgaben aus Arbeitspakets 1 befasst. Der Software-Entwicklungsbeitrag ist auch Bestandteil des international verwendeten CARACal (Containerized Automated Radio Astronomy Calibration) Systems. Die Ergebnisse des D-MeerKAT Verbunds ermöglichen den beteiligten Universitäten und Instituten Zugang zum derzeit leistungsfähigsten Radioteleskop bei mittleren Radiofrequenzen und helfen die Weiterentwicklung von MeerKAT zum SKA-Mid Teleskop voranzutreiben.

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