Röntgenteleskop eROSITA

Sieben Augen fahnden ab 2012 nach Dunkler Energie

Das deutsche Röntgenteleskop eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array) soll ab 2012 mit sieben elektronischen "Augen" nach schwarzen Löchern und Dunkler Energie fahnden.
Auf dem Internationalen Luft- und Raumfahrtsalon MAKS in Moskau am 18. August 2009, von links nach rechts: Der russische Ministerpräsident Wladimir Putin, Prof. Dr.-Ing. Johann-Dietrich Wörner (Vorstandsvorsitzender des DLR) und Prof. Gregor Morfill (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) vor einem Modell des Röntgenteleskops eROSITA.

Auf dem Internationalen Luft- und Raumfahrtsalon MAKS in Moskau am 18. August 2009, von links nach rechts: Der russische Ministerpräsident Wladimir Putin, Prof. Dr.-Ing. Johann-Dietrich Wörner (Vorstandsvorsitzender des DLR) und Prof. Gregor Morfill (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) vor einem Modell des Röntgenteleskops eROSITA.

Vereinbarung in Moskau unterzeichnet

Am 18. August 2009 unterzeichneten während des Internationalen Luft- und Raumfahrtsalons MAKS in Moskau Vorstandsmitglieder des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Leiter der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos eine detaillierte Vereinbarung, in der alle organisatorischen und technischen Randbedingungen für das Vorhaben eROSITA festgelegt sind.

"Dieses wissenschaftlich hoch anspruchsvolle Vorhaben ist ein Leuchtturm-Projekt wissenschaftlicher Zusammenarbeit im Weltraum zwischen Russland und Deutschland", erklärte der DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Johann-Dietrich Wörner. Wörner sagte weiter: "Ich gehe davon aus, dass wir mit dieser Kooperation auf die Erfahrungen der Vergangenheit, nicht nur in der unbemannten Raumfahrt, zurückgreifen können".
Das europäische Röntgenteleskop XMM-Newton in der Erdumlaufbahn. Vorne links sieht man die Eintritts-Öffnungen der drei Röntgenteleskope.

Das europäische Röntgenteleskop XMM-Newton in der Erdumlaufbahn. Vorne links sieht man die Eintritts-Öffnungen der drei Röntgenteleskope.

eROSITA wird 2012 an Bord des russischen Satelliten Spektrum Röntgen Gamma (SRG) vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur aus in den Orbit gebracht. Eine Sojus-Fregat-Rakete bringt den Satelliten in eine Bahn um den Lagrangepunkt L2. Dieser von der Sonne aus gesehene circa 1,5 Millionen Kilometer hinter der Erde gelegene Punkt eignet sich besonders gut als Basis für astrophysikalische Beobachtungen. Auch die europäischen Weltraumteleskope Herschel und Planck befinden sich seit Mai 2009 auf ähnlichen Umlaufbahnen. Von hier aus wird eROSITA sieben Jahre lang den gesamten Himmel beobachten und mehrfach durchmustern.

Seit dem Urknall dehnt sich das Universum immer mehr aus. Eigentlich sollte diese Expansion durch die Schwerkraft der Materie verlangsamt werden. Doch angetrieben durch die so genannte Dunkle Energie wird die Expansion schneller. Das physikalische Phänomen "Dunkle Energie" ist weitgehend ungeklärt. Licht in das Dunkel soll eROSITA bringen. Das Röntgenteleskop wird unter der Federführung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) gebaut.

"Die international starke Stellung in der Röntgenastronomie, die wir in Deutschland durch die Mission Rosat und die Beteiligungen an XMM-Newton (X-ray Multi-Mirrow) und Chandra (Chandra X-Ray Observatory) gewonnen haben, wird durch dieses anspruchsvolle Projekt weiter ausgebaut", erklärte DLR-Vorstandsmitglied Gerold Reichle. "Die Ergebnisse der Mission eROSITA werden der internationalen Wissenschaftlergemeinde wertvolle neue Erkenntnisse zum tieferen Verständnis der Vorgänge im Universum liefern", sagte Reichle weiter.
Ein eROSITA-Spiegelmodul beim Einbau in die Röntgen-Testanlage PANTER. Als Ingenieurmodell enthält dieses Modul 27 der insgesamt 54 Spiegelschalen.

Ein eROSITA-Spiegelmodul beim Einbau in die Röntgen-Testanlage PANTER. Als Ingenieurmodell enthält dieses Modul 27 der insgesamt 54 Spiegelschalen.

Der Bau des Teleskops eROSITA begann 2007, da insbesondere die Fertigung der Spiegel und der Kameras lange Zeit in Anspruch nehmen. "45 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker sind alleine am MPE mit der Entwicklung und dem Bau beschäftigt", sagt Dr. Peter Predehl, leitender Wissenschaftler des Projekts vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und fügt hinzu: "eROSITA ist sowohl wissenschaftlich als auch technologisch weltweit ein Spitzeninstrument der Röntgenastronomie".

Das deutsche Röntgenteleskop besteht aus sieben einzelnen Spiegelsystemen mit knapp 36 Zentimeter großen Öffnungen für den Lichteinfall und jeweils 54 ineinander geschachtelten Spiegelschalen, die den gesamten Himmel parallel durchmustern werden. Die Kombination aus Sammelfläche, Gesichtsfeld und Auflösungsvermögen ist bisher unerreicht. Im Brennpunkt jedes Röntgenspiegels sitzt eine speziell für eROSITA entwickelte CCD-Kamera (Charge Coupled Device). Die sieben elektronischen "Augen" müssen während des Betriebs auf eine Temperatur von mindestens minus 80 Grad Celsius gekühlt werden. In den Kameras steckt das Know-how aus dem Halbleiterlabor, das die Max-Planck-Institute für Physik und extraterrestrische Physik unterhalten, und aus dem die weltweit empfindlichsten Röntgendetektoren stammen - etwa für die europäischen Raumsonden XMM-Newton und Rosetta sowie die beiden US-amerikanischen Mars-Rover Spirit und Opportunity.
Die Aufnahme zeigt eine Komposition aus sichtbarem Licht und Röntgenstrahlung und wurde mit dem Röntgentelskop Chandra aufgenommen.

Die Aufnahme zeigt eine Komposition aus sichtbarem Licht und Röntgenstrahlung und wurde mit dem Röntgentelskop Chandra aufgenommen.

Doch wie soll mit dem Röntgenteleskop eROSITA die Dunkle Energie, die ja unsichtbar ist und sich nur auf riesigen Entfernungen bemerkbar macht, erforscht werden? Dazu soll eROSITA etwa 100.000 Galaxienhaufen vermessen, die durch die Strahlung des heißen Gases, das sich in ihren Zentren angesammelt hat, für das Röntgenteleskop sichtbar sind. Ihre Verteilung im Raum und deren Variation mit der Zeit - denn schließlich sehen wir aufgrund der endlichen Geschwindigkeit des Lichts diese Objekte in der Vergangenheit - sind der Schlüssel für die Analyse. Eigenschaften der Dunkeln Energie lassen sich daraus ableiten, zum Beispiel ob und wie sich ihr Anteil an der Energiedichte im Universum, die sie heute mit über 70 Prozent dominiert, im Laufe der kosmischen Evolution geändert hat. Letztendlich führen diese Untersuchungen zu grundlegenden Fragestellungen über unser Universum: Wie ist es entstanden? Wie alt ist das Universum? Wie sieht seine Zukunft aus?

Quelle: DLR