eROSITA - Die Jagd nach der Dunklen Energie

Start: 2014

Wissenschaftliche Zielsetzung

Schematische Zeichnung des Röntgenteleskops eROSITA

Seit dem Urknall dehnt sich das Universum aus. Eigentlich sollte diese Expansion durch die Schwerkraft der Materie verlangsamt werden. Doch angetrieben durch die Dunkle Energie beschleunigt sich die Ausdehnung sogar. Dabei ist das physikalische Phänomen "Dunkle Energie" weitgehend ungeklärt. Welche grundlegenden Kräfte stecken dahinter? War die Dunkle Energie früher stärker oder schwächer als sie es heute ist? Licht in das Dunkel soll das deutsche Röntgenteleskop eROSITA (extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array) bringen, das unter der Federführung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching gebaut wird.

Wie kann man die Dunkle Energie, die ja unsichtbar ist und sich nur auf riesigen Entfernungen bemerkbar macht, mit einem Röntgenteleskop erforschen? Der Schlüssel dazu sind Galaxienhaufen, Ansammlungen von bis zu mehreren Tausend Einzelgalaxien. Im Inneren dieser Galaxienhaufen befindet sich ein Gas, das so heiß ist, dass es Röntgenstrahlung aussendet und damit für eROSITA sichtbar wird. Etwa 100.000 Galaxienhaufen sollen identifiziert und ihre Verteilung in Raum und Zeit - denn schließlich sehen wir diese Objekte aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit in der Vergangenheit - bestimmt werden. Diese Verteilung wurde geprägt durch die Stärke der Dunklen Energie, deren Eigenschaften sich nun daraus ableiten lassen. Der Vergleich mit der Gegenwart, also der Beobachtung nahe gelegener Haufen, erschließt die zeitliche Variation der Strukturen. Und so lässt sich beispielsweise klären, ob und wie sich der Anteil der Dunklen Energie an der Energiedichte im Universum, die sie heute mit cirka 70 Prozent dominiert, im Laufe der kosmischen Evolution geändert hat.

Um die 100.000 Galaxienhaufen zu entdecken, wird eROSITA den gesamten Himmel mehrfach durchmustern und dabei auch zahlreiche andere Phänomene und Objekte, wie etwa aktive Kerne von Galaxien, Supernova-Überreste oder Röntgendoppelsterne beobachten.

eROSITA-Spiegelmodul

Teleskop und Satellit

Sieben parallel ausgerichtete Spiegelsysteme bilden die Optik des Röntgenteleskops. Ihre Kombination aus Lichtsammelfläche, Gesichtsfeld und Auflösungsvermögen ist bisher unerreicht. Im Brennpunkt jedes Spiegelsystems sitzt eine hochempfindliche CCD-Kamera, die speziell für eROSITA im Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft entwickelt wurde. An der Entwicklung und wissenschaftlichen Betreuung des Teleskops beteiligen sich neben dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik auch die Universitäten Tübingen, Erlangen-Nürnberg und Hamburg, das Astrophysikalische Institut Potsdam und das Max-Planck-Institut für Astrophysik.

eROSITA soll 2013 auf dem Satelliten Spektrum-Röntgen-Gamma in den Weltraum gebracht werden, der als zweite Nutzlast das russische Teleskop ART-XC trägt. Dieses wird vom Space Research Institut in Moskau entwickelt. Eine Sojus-Fregat-Rakete bringt den Satelliten dann zum Lagrangepunkt L2 des Sonne-Erde-Systems, von wo aus eROSITA sieben Jahre lang die Beobachtungen durchführt, nach deren Analyse wir die Vergangenheit und die Zukunft des Universums besser verstehen werden.

Röntgenteleskop eROSITA

Spektrum-Röntgen-Gamma-Mission