ApertureSynthesisVerfahren

ApertureSynthesisVerfahren, auch als Apertur-Synthese-Verfahren bekannt, ist eine Methode der Observationsastronomie, die darauf abzielt, die effektive Öffnung eines Teleskops durch die Kombination der Signale mehrerer Einzelaperturen oder Teleskope zu vergrößern. Dadurch lässt sich eine deutlich höhere räumliche Auflösung erreichen als mit einem einzelnen Apertur.

Prinzip: Jedes Paar von Aperturen bildet eine Interferometrie-Baseline. Die gemessenen komplexen Visibilities repräsentieren die Fourier-Darstellung des Himmelssignals. Durch die Abdeckung des u-v-Planes—oft durch unterschiedliche Baselines und Erdrotation—wird die Fourierabdeckung verbessert. Aus den Visibilities lässt sich ein Bild rekonstruieren, typischerweise mittels Kompaktalgorithmen wie CLEAN oder Maximum-Entropy-Methoden.

Historisch stammt das Verfahren aus der Radiowellenastronomie der 1950er/1960er Jahre und wurde später auf optische und infrarote Interferometrie übertragen. Bedeutende Beispiele für optische/IR-Apertur-Synthese sind Instrumente wie das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) und CHARA, die teils auch heterogene Arrays nutzen.

Anwendung und Technik: Interferometer-Arrays wie VLA oder ALMA liefern Messungen der Visibilities. Die Kalibrierung korrigiert Instrumenten- und atmosphärische Effekte; Fringefitting bestimmt Phasenverhältnisse. Closure-Phasen helfen gegen störende atmosphärische Phasenfehler. Die Bildrekonstruktion erfolgt mit Verfahren wie CLEAN, MEM oder modernen Optimierungsansätzen.

Herausforderungen umfassen unvollständige u-v-Abdeckung, atmosphärische Turbulenzen, Phasenstabilität und begrenzte Empfindlichkeit. Trotz dieser Einschränkungen bleibt das ApertureSynthesisVerfahren eine zentrale Technik, um Strukturen mit feinen Winkeldimensionen zu untersuchen, die mit einzelnen Teleskopen nicht erreichbar wären.