Die Jagd nach dunkler Energie


Pressemitteilung des Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, vom 19.10.2011: http://www.mpe.mpg.de/News/PR20111019/text-d.html

Die deutschen und russischen Partner des neuen eROSITA-Weltraumobservatoriums haben sich darauf geeinigt, wie die Daten der vier Jahre dauernden Himmelsdurchmusterung aufgeteilt werden. Diese Entscheidung wurde heute während der ersten eROSITA-Konferenz in Garmisch-Partenkirchen bekannt gegeben. Damit können deutsche Astronomen die erste vollständige Himmelsdurchmusterung im Röntgenbereich seit der ROSAT-Durchmusterung vor etwa 20 Jahren nutzen.

This image was produced by combining a dozen NASA Chandra X-ray Observatory observations made of a 130 light-year region in the center of the Milky Way. The colors represent low (red), medium (green) and high (blue) energy X-rays. Thanks to Chandra's unique resolving power, astronomers have now been able to identify thousands of point-like X-ray sources due to neutron stars, black holes, white dwarfs, foreground stars, and background galaxies. What remains is a diffuse X-ray glow extending from the upper left to the lower right, along the direction of the disk of the galaxy. NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Ala., manages the Chandra program. (NASA/CXC/UCLA/M. Muno et al.)

Dieses Bild entstand aus der Kombination mehrerer NASA Chandra X-ray Observatory-Beobachtungen einer 130 Lichtjahre großen Region im Zentrum der Milchstraße. Rot steht für niedrigenergetische Röntgenstrahlen, grüne und blaue für energetisch höhere Strahlen.Die Bilder von Chandra haben mit einer maximalen Auflösung von 0,5 Bogensek. eine deutlich bessere Schärfe als Bilder früherer Missionen. Der sehr erfolgreiche deutsche Röntgensatellit ROSAT hatte im Vergleich dazu eine Auflösung von etwa 4 Bogensekunden. eROSITA soll die Beobachtungen weiter verbessern.

Die Konferenz wird von über 150 Astronomen aus vielen Ländern und mit unterschiedlichen Schwerpunkten besucht, was eindrucksvoll das breite Interesse der internationalen Astronomen-Gemeinschaft an diesem neuen Observatorium unter Beweis stellt, das 2013 gestartet werden soll.

Das eROSITA-Röntgenteleskop, das derzeit von einem internationalen Konsortium unter Leitung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) gebaut wird, wird die erste vollständige Himmelsdurchmusterung im mittleren Röntgenbereich bis hin zu einer Energie von 10 keV liefern. Es wird dazu Bilder mit bisher unerreichter räumlicher sowie spektraler Auflösung aufnehmen. Anhand dieser Daten können die Astronomen dann nicht nur etwa 500 000 aktive Sterne sondern auch um die 100 000 Galaxiengruppen und -haufen nachweisen und vermessen sowie bis zu drei Millionen neue, entfernte, extrem massereiche Schwarze Löcher in aktiven galaktischen Kernen finden.

Die Vereinbarung zwischen dem deutschen MPE und dem Weltraumforschungsinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften IKI, den beiden wichtigsten Partnern des eROSITA-Projekts, sieht vor, dass deutsche Wissenschaftler an allen beteiligten Institutionen Daten erhalten, die 20 000 Quadratgrad des Himmels überdecken – eine Fläche, die hunderte Male größer ist als die größte Fläche, die mit dem XMM-Newton Röntgenobservatorium beobachtet wurde. Während dieses Teleskop und sein Pendant, das Chandra Röntgenteleskop, für tiefe Beobachtungen kleinster Bereiche ausgelegt sind, wurde eROSITA speziell für großräumige Beobachtungen entwickelt.

Teleskopspiegel
Jedes der sieben Telekopmodule für eROSITA besteht aus jeweils 54 ineinander geschachtelten Spezialspiegeln.
Bild: MPE

„Mit eROSITA werden wir das Universum systematisch auf große Entfernungen sondieren können, wir können damit zu einer Epoche zurückblicken, als das Universum nur halb so alt war wie heute“, erklärt Peter Predehl, der das eROSITA-Projektteam leitet. „Die letzte vollständige Himmelsdurchmusterung von ROSAT beschäftigte sich hauptsächlich mit dem nahen Universum; eROSITA ermöglicht es uns nun, die großräumigen Strukturen im Universum zu kartographieren.“

Indem die Wissenschaftler die Entwicklung der großräumigen Strukturen untersuchen, so wie sie sich durch das heiße, im Röntgenlicht strahlende Gas darstellen, können die Forscher neue Informationen über die geheimnisvolle Dunkle Energie erhalten, die dafür sorgt, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Auch wenn die Entdeckung dieses Effekts dieses Jahr durch den Physiknobelpreis geehrt wurde, bleibt die Frage nach dem Wesen der Dunklen Energie weiterhin offen.

Wie die Teilnahme vieler Astronomen aus den unterschiedlichsten Bereichen an dieser ersten dezidierten eROSITA-Konferenz zeigt, geht das Interesse an diesem Projekt aber auch weit über die Frage nach der Dunklen Energie hinaus. Die internationale Wissenschaftsgemeinschaft zeigt generell ein sehr breites Interesse, Vorträge und Diskussionen reichen von den Erwartungen für die Beobachtungen von Galaxienhaufe und deren Einsatz als kosmologische Sonden über entfernte aktive Galaxienkerne, Schwarze Löcher und Neutronensterne in unserer Galaxie bis hin zu Röntgendoppelsternen und anderen kompakten Objekten. Einige Kollaborationen mit bodengebundenen Teleskopen, die große Himmelsbereiche bei anderen Wellenlängen beobachten, wurden vorgeschlagen und liefern schon jetzt ergänzende Daten zu der Himmelsdurchmusterung von eROSITA.

„Während der eROSITA-Konferenz werden viele neue wissenschaftliche Entwicklungen vorgestellt, die direkt zu einer ganzen Reihe von interessanten Kollaborationen führen können“, sagt Andrea Merloni, der leitende Wissenschaftler des Projekts. „Das Projekt ist jetzt so weit ausgereift, dass wir es unseren internationalen Kollegen vorstellen und im Gegenzug ihre Ideen zu den wissenschaftlichen Möglichkeiten mit eROSITA diskutieren können. Ein derart großes Interesse hat aber sogar unsere Erwartungen übertroffen.“

Die Herstellung der einzelnen Teile für eROSITA läuft wie am Fließband: die vollständige Teleskopstruktur ist inzwischen am MPE eingetroffen und bei den sieben Spiegelmodulen (sowie einem Reservemodul) wird täglich einer der 54 ineinander geschachtelten Spiegel eingebaut. Tests zeigen, dass alle Spiegel eine exzellente Qualität aufweisen. Die Montage aller Einzelteile inklusive des neuen Röntgendetektorsystems, das am MPE entwickelt wurde, soll Ende 2012 beendet sein und dann wird eROSITA im Frühjahr 2013 von Baikonur aus gestartet. Es wird das Hauptinstrument auf dem russischen „Spectrum-Roentgen-Gamma“-Satelliten (SRG) sein und in einen L2-Orbit gebracht werden. Während der ersten vier Jahre wird eROSITA eine vollständige Himmelsdurchmusterung durchführen, danach steht es drei Jahre lang Wissenschaftlern aus der ganzen Welt für Beobachtungen auf Antrag zur Verfügung.

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