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Röntgenteleskop Athena soll 2028 starten
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
27. Juni 2014
Die europäische Weltraumagentur ESA hat das Röntgenteleskop
Athena jetzt offiziell als zweite große Wissenschaftsmission des
ESA-Programms Cosmic Vision 2015-25 ausgewählt. Das Teleskop soll
detaillierte Daten über das energiereiche Universum und das Wachstum Schwarzer
Löcher liefern. Der Start des Weltraumteleskops ist für 2028 vorgesehen.
Studienobjekt
von Athena: eine aktive Galaxie.
Bild: ESA/AOES Medialab |
Das Missionskonzept für das Advanced Telescope for High-Energy
Astrophysics (Athena) wurde speziell entwickelt, um das heiße und
energetische Universum zu erforschen. Dieser Themenbereich wurde bereits letztes
Jahr von der ESA als eines der dringendsten wissenschaftlichen Schwerpunkte für
eine zukünftige große Weltraummission ausgewählt und beinhaltet zwei
fundamentale astrophysikalische Fragen: Wie bildeten sich die großräumigen
Strukturen im Universum und wie sind Schwarze Löcher gewachsen und wie prägten
sie das Universum? (astronews.com berichtete)
Athena soll diese Fragen durch die Kombination von ortsaufgelöster
Röntgenspektroskopie mit tiefen, großflächigen und energieaufgelösten
Röntgenaufnahmen beantworten helfen. Die Leistung des Teleskops soll dabei weit
über das hinausgehen, was vorhandene Röntgen-Observatorien leisten können.
Für die Entwicklung einer Mission, die diese Fragen beantworten kann, musste
ein internationales Astrophysikerteam, zu dem auch Wissenschaftler am
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) und den Universitäten in
Bonn, Erlangen-Nürnberg und Tübingen gehörten, zuerst spezifische
Beobachtungsanforderungen formulieren. So müssen sich supermassereiche Schwarze
Löcher auch in durch kosmischen Staub verdeckten Umgebungen und in der Frühphase
des Universums beobachten lassen und es müssen die Zu-und Abflüsse von Materie
und Energie verfolgt werden können, während die Schwarzen Löcher wachsen.
Um mehr über das Wachstum der kosmischen Strukturen zu erfahren, brauchen die
Wissenschaftler eine Kartierung des heißen Gases im Universum - speziell des
Gases in Galaxienhaufen und -gruppen und des intergalaktischen Mediums - samt
einer Bestimmung seiner physikalischen Eigenschaften und deren Entwicklung mit
der Zeit. "Athena wird unsere Sicht auf Schwarze Löcher und kosmische
Strukturen, die mit Millionen Grad heißem Gas gefüllt sind, revolutionieren. Wir
benötigen das, um ein ganzheitliches Bild des beobachtbaren Universums zu
bekommen", sagte MPE-Direktor Paul Nandra, Sprecher für das Thema des heißen und
energiereichen Universums und leitender Wissenschaftler für den Vorschlag der
Athena-Mission.
Eine detaillierte Analyse der wissenschaftlichen Fragen, die dem Thema des
heißen und energiereichen Universums zugrunde liegen, lieferte dem Team die
wichtigsten Leistungsparameter für die Mission. Athena braucht ein
Röntgenteleskop mit einer beispiellos großen Sammelfläche (zwei Quadratmeter bei
1 keV), einer ausgezeichneten Winkelauflösung (fünf Bogensekunden) und einem
weiten Sichtfeld.
Das Teleskop konzentriert die Röntgenphotonen auf eines von zwei
Instrumenten, die mit Hilfe einer beweglichen Instrumentenplattform in den
Teleskopfokus bewegt werden können. Das erste Instrument, die X-ray Integral
Field Unit, bietet ortsaufgelöste hochauflösende Spektroskopie. Das zweite
Instrument ist der Wide Field Imager, ein Detektor auf Siliziumbasis
mit DEPFET Active Pixel Sensor-Technologie, die am Max-Planck-Institut für
extraterrestrische Physik entwickelt wird.
Die Kamera liefert sowohl eine große Himmelsabdeckung als auch eine hohe
Zeitauflösung von etwa 10 Mikrosekunden, sowie hohe Zählraten. "Die Synthese
dieser Eigenschaften macht das WFI zu einem extrem leistungsfähigen Instrument,
mit dem wir tiefe Aufnahmen für schwache Quellen hundert Mal effizienter
durchführen können als das bisher möglich war. Gleichzeitig werden wir in der
Lage sein, die hellsten Röntgenquellen am Himmel zu untersuchen", führt der
WFI-Projektwissenschaftler Arne Rau aus.
Athena wird als Observatorium betrieben werden, auf das alle Nutzer
im Rahmen eines offenen "Call for Proposals" zugreifen können. Damit kann es für
eine breite Palette von wissenschaftlichen Fragen quer über die gesamte
Astrophysik eingesetzt werden. Der Start der Athena-Mission ist für das
Jahr 2028 vorgesehen, das Teleskop wird dann am sogenannten zweiten
Lagrange-Punkt L2 in rund 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde
stationiert werden.
"Es war eine erstaunliche Reise, das Projekt so weit zu bringen", fügt Nandra
hinzu. "Hunderte von Wissenschaftlern brachten ihre Arbeit und Inspiration ein,
um überzeugende Argumente für Athena zu liefern. Heute beginnt ihr
Traum, unsere Sicht auf das beobachtbare Universum transformieren zu können,
wahr zu werden. Alles was jetzt noch zu tun bleibt, ist die Mission tatsächlich
zu bauen." Nach einer detaillierten Entwicklungsphase dürfte Ende des Jahrzehnts
mit dem Bau von Athena begonnen werden.
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