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eROSITA - Die Jagd nach der Dunklen Energie



Start: 13. Juli 2019

 Die sieben eROSITA-Spiegelmodule
zum Bild Die sieben eROSITA-Spiegelmodule

Wissenschaftliche Zielsetzung

 Schematische Zeichnung von eROSITA
zum Bild Schematische Zeichnung von 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.

 

 Das eROSITA-Flugmodell während der abschließenden Testkampagne
zum Bild Das eROSITA-Flugmodell während der abschließenden Testkampagne

Teleskop und Raumsonde

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 und das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam.

eROSITA soll im Juli 2019 auf der Raumsonde Spektrum-Röntgen-Gamma in den Weltraum gebracht werden, die als zweite Nutzlast das russische Teleskop ART-XC trägt. Dieses wird vom Space Research Institute in Moskau entwickelt. Eine Proton-Rakete bringt die Sonde 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

 Optik: 7 Spiegelmodule, jedes mit 36 Zentimetern Durchmesser und aus 54 ineinander geschachtelten Spiegelschalen bestehend, deren Oberfläche aus einem Paraboloid und einem Hyperboloid (Wolter-I-Optik) zusammengesetzt ist
 Brennweite: 1,6 Meter
 Detektor: CCD-Kamera, Kernstück ist ein Silizium-"Frame Store pnCCD",
Bildfläche circa 3 x 3 Zentimeter, zusammengesetzt aus 384 x 384 Pixeln mit je 75 Mikrometern Größe,
Zeitauflösung 50 Millisekunden, Betriebstemperatur -90°C
 Gesichtsfeld: 1° Durchmesser
 Spektralbereich: 0,2 - 12 keV (Kiloelektronenvolt)
 Abmessungen: circa 3,0 Meter lang (mit geöffnetem Deckel 4,5 Meter)
 Masse: 809 Kilogramm

 

Spektrum-Röntgen-Gamma-Mission

 Start:

13. Juli 2019, 14:31 MESZ,  auf einer Proton-Rakete vom Startplatz Baikonur, Kasachstan

 Raumsonde: Russische Navigator-Plattform mit den beiden Teleskopen eROSITA und ART-XC
 Orbit: um den Lagrange-Punkt L2 (1,5 Millionen Kilometer von der Erde)
 Bodenstationen: Ussurijsk (70 Meter Spiegeldurchmesser), Bärensee (64 Meter Durchmesser)
 Nominelle
 Missionsdauer:
7 Jahre

 


Kontakt
Dr. Thomas Mernik
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Deutsche Raumfahrtagentur
, Erforschung des Weltraums
Bonn

Tel.: +49 228 447-111

Downloads
eROSITA - Auf der Suche nach der Dunklen Energie (2,41 MB)
eROSITA - Searching for Dark Energy (2,32 MB)
Links
DLR-Pressemitteilung - eROSITA – erster Blick ins heiße Universum
DLR-Pressemeldung - eROSITA - die Jagd nach der Dunklen Energie beginnt
Pressemappe des MPE zu eROSITA
DLR-Pressemitteilung - Weltraumteleskop eROSITA fertiggestellt
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik - eROSITA
Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft - eROSITA
Experimentelle Hochenergie-Astrophysik im Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen
Space Research Institut (IKI), Moskau - Spektrum-Roentgen-Gamma
Russische Raumfahrtagentur ROSKOSMOS
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