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Teleskop eRosita auf dem Weg ins All - dunkler Energie auf der Spur

Weit entfernte Galaxien – das Röntgenteleskop eRosita soll diese in bisher unerreichter Auflösung erforschen. Die deutsch-russische Mission startet in Kürze.

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Darstellung der eRosita-Mission in einem Werbevideo der Max-Planck-Gesellschaft

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Mit Röntgenstrahlen den Kräften des Urknalls auf der Spur: Das deutsche Teleskop eRosita soll Forschern einen neuen erhellenden Blick auf die dunkle Energie des Universums ermöglichen. Am Ende soll eRosita eine Himmelskarte liefern, die das Universum und seine Entwicklung in bisher unerreichter Qualität abbildet.

Am 21. Juni soll eine russische Rakete das Teleskop als Teil des Weltraumobservatoriums Spektrum-RG vom Weltraumbahnhof Baikonur ins All bringen. Forscher sprechen vom größten bilateralen russisch-deutschen Raumfahrtprojekt.

Die Hoffnungen sind groß. "Ich will nicht sagen, dass wir das Rätsel um diese dunkle Energie lösen werden, aber wir sind ihr zumindest auf der Spur", sagt Peter Predehl, wissenschaftlicher Leiter von eRosita beim Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München. "Das Teleskop bietet ein riesiges Potenzial."

Das eROSITA-Flugmodell während der abschließenden Testkampagne. Der geöffnete Teleskopdeckel gibt den Blick auf die 7 Spiegelmodule frei.

(Bild: 

Über Röntgenstrahlung soll eRosita (extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array), gebaut unter Federführung des Garchinger Instituts mit Beteiligung weiterer Einrichtungen in Deutschland und Russland, die Entwicklung des Alls und seine Strukturen sichtbar machen. Weil Licht von fernen Galaxien lange unterwegs ist, kann das Teleskop bis zu sechs Milliarden Jahre zurückblicken. "Wir können in die Vergangenheit gucken und wir können sehen: Wie sah das Universum damals aus, wie sieht es heute aus", sagt Predehl.

Der Schlüssel sind Galaxienhaufen, Ansammlungen von Tausenden Einzelgalaxien, die durch Schwerkraft aneinander gebunden sind. "Galaxienhaufen bilden eine großräumige Struktur, die einem kosmischen Netz ähnelt", sagt Predehl. Die Verteilung der Galaxienhaufen zeigt, wie sich das Universum seit dem Urknall ausdehnt. Das wird maßgeblich bestimmt durch die dunkle Energie, die weiter unsichtbar bleibt. Für eRosita werden die Kräfte durch heißes Gas in den Galaxienhaufen erfassbar: Die Temperatur ist so hoch, dass das Gas Röntgenstrahlung aussendet, die eRosita aufnimmt.

Die sieben eROSITA-Spiegelmodule. Jedes hat einen Durchmesser von 36 Zentimetern und besteht aus 54 ineinander geschachtelten Spiegelschalen, deren Oberfläche aus einem Paraboloid und einem Hyperboloid (Wolter-I-Optik) zusammengesetzt ist.

(Bild: MPI für extraterrestrische Physik )

"Je heißer die Objekte, desto hochenergetischer strahlen sie auch", sagt Thomas Mernik, Projektleiter beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das die Verträge mit der russischen Weltraumorganisation Roskosmos abschloss und eRosita zusammen mit dem MPI finanzierte. Das Teleskop wird nicht in erster Linie einzelne Galaxienhaufen beobachten. "Wir tasten den gesamten Himmel komplett ab und werden auf dieser Datengrundlage eine Himmelskarte erstellen können", sagt Mernik. Die Dynamik der Galaxienhaufen gestatte Rückschlüsse auf die Dynamik des Universums im Ganzen. "Dies wird helfen, die Natur der dunklen Energie besser verstehen zu können."

Etwa 100.000 Galaxienhaufen soll eRosita binnen vier Jahren identifizieren und ihre Verteilung im Universum bestimmen. Damit knüpft eRosita an die Forschung des deutschen Satelliten Rosat an, der acht Jahre Daten aus dem All lieferte und 2011 ausgedient im Indischen Ozeans versank. Rosat hatte unter anderem mehr als 150.000 neue kosmische Röntgenquellen gefunden. Mit neuer Technik ist eRosita zwanzigmal empfindlicher als Rosat. Sieben Spiegelsysteme bilden die Optik. Im Brennpunkt jedes Spiegelsystems sitzt eine hochempfindliche, eigens für die Mission entwickelte Kamera.

CAD-Zeichnung von eROSITA. Das Schnittbild zeigt neben der Anordnung der Spiegelmodule und Kameras weitere wichtige Untersysteme des Instruments.

(Bild: MPE )

US-Forscher hatten 1948 die Röntgenastronomie begründet, als sie die Röntgenstrahlung der Sonne bei einem Höhenflug einer erbeuteten deutschen V2-Rakete entdeckten. Zuvor war die Röntgenstrahlung außerhalb der Atmosphäre unbekannt. Denn die Lufthülle der Erde hält die Strahlen ab. Observatorien wie Spektrum-RG, das neben eRosita das russische Teleskop ART-XC trägt, werden deshalb auf Satelliten stationiert. ART-XC und eRosita messen in unterschiedlichen Energiebereichen und werden bei der Beobachtung von Galaxienhaufen teils zusammenwirken.

Nach dem Start werden die Forscher zunächst die Instrumente prüfen. Nach drei Monaten wird eRosita den Zielbereich in etwa 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde erreichen. "Erste Ergebnisse sind vielleicht Anfang September zu erwarten", sagt Predehl.

Auch eRosita wird dunkle Energie und dunkle Materie, die zusammen 95 Prozent des Weltalls ausmachen, nicht direkt zeigen können, sondern nur die Wirkung ihrer Kräfte. Der größte Teil des Universums bleibt ein Mysterium. Predehl: "Dunkel heißt hier: Wir wissen es nicht." (kbe)