Siebenäugige Röntgensonde auf der Suche nach Dunkler Energie

Wenn alles geklappt hat, brachte gestern eine russische Rakete das Röntgen-Weltraumteleskop eROSITA vom Weltraumbahnhof Baikonur ins All. Es handelt sich dabei um das größte bilaterale russisch-deutsche Raumfahrtprojekt und soll erhellende Blicke auf eines der großen Rätsel des Weltraums liefern: die Dunkle Energie.

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."

Über Röntgenstrahlung soll eROSITA (extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array), gebaut in Deutschland und Russland, die Entwicklung des Alls und seine Strukturen sichtbar machen. Weil Strahlung von fernen Galaxien lange unterwegs ist, kann das Teleskop bis zu sechs Milliarden Jahre zurückblicken. "Wir können in die Vergangenheit blicken und erkennen: Wie sah das Universum damals aus, wie sieht es heute aus", sagt Predehl.

Heiße Galaxienhaufen

Der Schlüssel der Einsicht sind Galaxienhaufen, Ansammlungen von Tausenden Einzelgalaxien, die durch Schwerkraft aneinandergebunden 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 100 Millionen Grad heißes Gas in den Galaxienhaufen erfassbar: Die Temperatur ist so hoch, dass das Gas Röntgenstrahlung aussendet, die eROSITA aufnimmt.

"Je heißer die Objekte, desto hochenergetischer strahlen sie auch", sagte Thomas Mernik, Projektleiter beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). 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", sagte 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."

Sieben Spiegelsysteme

Rund 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 Ozean versank. Rosat hatte unter anderem mehr als 150.000 neue kosmische Röntgenquellen gefunden. Mit neuer Technik ist Rosita zwanzigmal empfindlicher als Rosat. Sieben Spiegelsysteme bilden die Optik im rund vier Meter langen Teleskop. Im Brennpunkt jedes Spiegelsystems sitzt eine hochempfindliche, eigens für die Mission entwickelte Kamera.

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, da die Lufthülle der Erde die Strahlen abhält.

Drei Monate nach dem Start von Baikonur wird eROSITA den Zielbereich in etwa 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde erreichen, den Lagrange-Punkt 2.

 

Noch weiß die Physik fast nichts über dunkle Energie

Über die genaue Natur der Dunklen Energie kann derzeit nur spekuliert werden. Das Universum dehnt sich jedenfalls schneller aus, als zu erwarten wäre. Eine Rolle dabei könnte die Dunkle Energie spielen, eine andere Möglichkeit ist Dunkle Materie. Auch eROSITA wird Dunkle Energie und Dunkle Materie, die rechnerisch zusammen 95 Prozent des Weltalls ausmachen, nicht direkt zeigen können, sondern nur die Wirkung ihrer Kräfte. Der größte Teil des Universums bleibt ein Mysterium. Physiker Peter Predehl: „Dunkel heißt hier: Wir wissen es nicht.“