Den lilla flottan av röntgenrymdscouter kommer snart att utökas med ett flaggskepp. Den 21 juni 2019, det tyska teleskopet eRosita kommer att skjutas upp från den ryska rymdhamnen Baikonur ut i rymden. På en plattform ombord på Proton M launcher, Det finns ett ryskt teleskop som heter Art-XC bredvid eRosita. Huvudmålet för eRosita-uppdraget – utvecklat och byggt av ett konsortium av tyska institut under ledning av Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching – är den första kompletta himmelundersökningen i medelröntgenområdet upp till en energi på tio keV.

eRosita markerar början på en ny era inom röntgenastronomi. För inget teleskop tidigare har någonsin fokuserat på hela himlen så detaljerat som eRosita kommer att göra. "Den oöverträffade spektrala och rumsliga upplösningen kommer att tillåta oss att studera fördelningen av enorma galaxhopar och ta reda på mer om den mystiska mörka energin, " säger Peter Predehl från Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, uppdragets vetenskapliga chef.

Frågan om den mystiska mörka energins natur, som sliter isär universum i en accelererad hastighet, har sysselsatt astronomer i många år. Mörk energi står för nästan 70 % av universums totala massa. Det undviker direkt observation. Men tillsammans med mörk materia, som står för cirka 30 % av utrymmet, det påverkar bildandet och utvecklingen av galaxhopar; dessa är de största gravitationsbundna objekten i universum.

Röntgenobservationer av galaxhopar ger insikter om hur universum expanderar. De ger också information om andelen synlig materia samt fluktuationer som troligen inträffade direkt efter Big Bang. De små fluktuationerna i kvantvakuumet som rådde vid den tiden verkar ligga bakom ursprunget till galaxhopar och hela kosmos arkitektur.

I en detaljerad himmelundersökning, eRosita kommer att kartlägga universums storskaliga struktur och observera omkring 100, 000 galaxhopar. Forskarna fokuserar inte bara på det heta intergalaktiska mediet i dessa kluster utan även på gas och damm däremellan. På en stor skala, dessa trådar av materia ger kosmos strukturen av ett nätverk; galaxhoparna ordnar sig vid noderna i detta nätverk.

Forskarna förväntar sig också att röntgenteleskopet ska upptäcka miljontals aktiva galaktiska kärnor som innehåller massiva svarta hål. Inom vår Vintergatan, eRosita kommer också att upptäcka många röntgenkällor, inklusive dubbelstjärnor och resterna av stjärnexplosioner (supernovor). Sällsynta föremål som isolerade neutronstjärnor (d.v.s. utbrända och supertäta reliker av döda, massiva solar) finns också på observationsplanen.

Guldpläterade spegelmoduler

Röntgenstrålar kan inte samlas in och buntas ihop med vanliga paraboliska speglar som de som finns i optiska teleskop. Detta beror på att röntgenfotoner har avsevärd energi. För att reflektera dem från en spegelyta, de måste komma in i en mycket låg vinkel. Wolter-teleskop liknar långa rör där speglarna är sammanfogade för att öka antalet registrerade fotoner. eRosita består alltså av sju identiska spegelmoduler, vardera med 54 kapslade skal. Dessa är extremt släta och guldpläterade för att uppnå den nödvändiga reflektionsförmågan för betesfall. I fokus för varje spegelmodul finns en speciell röntgenkamera.

Forskarna vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics har utvecklat ett nytt detektorsystem baserat på de ljuskänsliga elektroniska komponenterna (röntgen-CCD) som använts i tidigare uppdrag. CCD:er gjorda av ultrarent kisel används för detta. Dessa kyls till en temperatur på −90°C och uppnår därmed en hög grad av känslighet.

2016, den sista spegelmodulen integrerades i teleskopet i renrummet på Garching Institute. Efteråt, eRosita klarade alla tester med glans. Sedan 2017, röntgenscouten har funnits i Ryssland, där det integrerades i uppdraget Spektrum-RG (för röntgengamma) tillsammans med det ryska sekundära instrumentet Art-XC och slutligen fördes till Baikonur i Kazakstan. The launch with a Proton M launcher is scheduled for 21 June.

In contrast to its German predecessor Rosat, eRosita will not circle the earth on an orbit. Istället, it will be placed 1.5 million km away. Där, at Libration (or Lagrange) point 2, the telescope will not remain stationary but will circumnavigate this point on an extended orbit. One of the advantages is that the telescope retains its orientation in relation to the sun and the earth. Shielding from solar radiation is therefore much easier than on an Earth orbit. The eRosita mission should last about seven years.