Auf der Jagd nach Dunkler Energie: die eROSITA Mission

Die ROSAT Mission hat der Röntgenastronomie erstmals eine Himmelsdurchmusterung im weichen Röntgenlicht von 100 eV bis 2.000 eV beschert und hunderttausende neue Röntgenquellen entdeckt – ein riesiger wissenschaftlicher Erfolg. Mit höherer Sensitivität, besseren Röntgenbilddetektoren und der Erweiterung des messbaren Energiebereiches zu wesentlich höheren Energien (10.000 eV) bei hoher spektraler Auflösung soll die Nachfolgerin, die eROSITA Mission, im Jahr 2016 zu neuen astrophysikalischen Ufern aufbrechen. eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array) wird als Hauptinstrument des russischen "Spektrum-Röntgen-Gamma" (Spektr-RG) Satelliten von Baikonur aus in einen L2 Orbit gestartet werden.

Eine der faszinierendsten Fragen der Astronomie und Physik ist die nach der Natur der mysteriösen Dunklen Energie, welche das Universum auseinandertreibt. Zur Beantwortung dieser Frage will eROSITA einen Beitrag leisten. Die konkreten wissenschaftlichen Ziele sind der systematische Nachweis von schwarzen Löchern in nahen Galaxien und von entfernten neuen aktiven Galaxien, sowie der Nachweis von heißem intergalaktischen Gas, um damit die großräumige Struktur des Kosmos und dessen Entwicklung aufzuspüren. Dies wird auch neue wissenschaftliche Erkenntnisse bezüglich der Dunklen Energie bringen.

Die Abbildungen der sieben unabhängigen Teleskope auf eROSITA werden mit sieben unabhängigen Kameras mit hoher spektraler und räumlicher Auflösung detektiert. Jede Kamera hat ca. 400 × 400 Bildpunkte mit einer sensitiven Fläche von 8,3 cm² und kann 20 mal pro Sekunde ausgelesen werden. Über viele Jahre hat PNSensor in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik die pn-Technologie für bildgebende Röntgenspektrometer vorangebracht: Die Pixel wurden verkleinert, die Nachweiswahrscheinlichkeit erhöht, das elektronische Rauschen wurde reduziert, spezielle Filter, die das sichtbare Licht absorbieren, aber transparent für die Röntgenquanten sind, wurden integriert, die Langzeitstabilität wurde verbessert und vieles mehr. All diese Eigenschaften, die an die theoretischen Grenzen der Messgenauigkeit heranreichen, wurden von PNSensor erstmals für eine Raumfahrtmission realisiert. Auch für wissenschaftliche Experimente am Boden werden die pnCCDs eigesetzt, wie z.B. am CAST Experiment am CERN, an Synchrotronstrahlungsquellen (BESSY, ANKA, ESRF, PETRA) ebenso wie in der Materialanalyse und bei der Protonen-, Alpha- und Elektronendetektion.

Weblinks:

• "eROSITA - Die Jagd nach der Dunklen Energie" im DLR Web
• "Spektr-RG to expand horizons of X-ray astronomy" RussianSpaceWeb.com

Literatur:

1. N. Meidinger et al., "Design and performance of the eROSITA focal plane instrumentation", Proc. SPIE 8453, 84530P, 2012; DOI:10.1117/12.925367
2. P. Predehl et al., "eROSITA", Proc. SPIE 6686, 668617, 2007; DOI:10.1117/12.733583
3. N. Meidinger et al., "First measurements with a frame store pnCCD X-ray detector", NIM A 512, pp 341-349, 2003; DOI:10.1016/S0168-9002(03)01912-0