Den 21 juni 2019 kommer rymdfarkosten Spektrum-Röntgen-Gamma (Spektr-RG / SRG) att skjutas upp från den kazakiska stäppen, markerar starten på en spännande resa. SRG kommer att bära den tyska Extended ROentgen Survey med ett Imaging Telescope Array (eROSITA) röntgenteleskop och dess ryska ART-XC partnerinstrument. En protonraket kommer att bära rymdfarkosten från Baikonur Cosmodrome mot sin destination - den andra Lagrangepunkten i Sol-Jord-systemet, L2, som är 1,5 miljoner kilometer från jorden.

I omloppsbana runt denna jämviktspunkt, eROSITA kommer att inleda den största undersökningen någonsin av det heta universum. Rymdteleskopet kommer att använda sina sju röntgendetektorer för att observera hela himlen och söka efter och kartlägga heta källor som galaxhopar, aktiva svarta hål, supernovarester, Röntgenbinärer och neutronstjärnor.

Walther Pelzer, styrelseledamot för rymdadministrationen vid German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), säger, "eROSITAs röntgen"ögon" är de bästa som någonsin har skjutits upp som en del av ett rymdteleskop. Deras unika kombination av ljusuppsamlingsområde, Synfält och upplösning gör dem ungefär 20 gånger känsligare än ROSAT-teleskopet som flög till rymden på 1990-talet. ROSAT inkorporerade också avancerad teknik som var "tillverkad i Tyskland". Med sina förbättrade möjligheter, eROSITA kommer att hjälpa forskare att få en bättre förståelse av universums struktur och utveckling, och också bidra till undersökningar av mysteriet med mörk energi."

mörk energi – accelererar universums expansion

Universum har expanderat kontinuerligt sedan Big Bang. Fram till 1990-talet, man trodde att denna kosmiska expansion skulle sakta ner och så småningom stanna upp. Sedan, astrofysikerna Saul Perlmutter, Adam Riess och Brian Schmidt observerade stjärnexplosioner som var synliga på långt avstånd och alltid avgav samma mängd ljus. De mätte sina avstånd och kunde knappt tro sina fynd.

"De observerade supernovorna av typ 1a uppvisade lägre ljusstyrka än förväntat. Det var tydligt att universum inte saktade ner när det expanderade - snarare tvärtom, faktiskt. Den tar fart och dess komponenter drivs allt längre isär i en ständigt ökande takt, " förklarar Thomas Mernik, eROSITA projektledare på DLR Space Administration. Med denna upptäckt, de tre forskarna vände upp och ned på vetenskapen och tilldelades Nobelpriset i fysik 2011. Ändå Perlmutter, Riess och Schmidt har lämnat oss med en avgörande fråga:"Vad är det 'kosmiska bränslet' som driver universums expansion? Eftersom ingen ännu har kunnat svara på denna fråga, och ingredienserna i denna katalysator är okända, det kallas helt enkelt mörk energi. eROSITA kommer nu att försöka spåra orsaken till denna acceleration, " förklarar Mernik.

Galaxkluster – en nyckel till mörk energi

Mycket lite är känt om universum. Ingredienserna som utgör 4 procent av dess energitäthet – ”normalt” material som protoner och neutroner – är bara en mycket liten del av ”universumsreceptet”. Vad de övriga 96 procenten består av förblir ett mysterium. Idag tror man att 26 procent är mörk materia. Dock, den största andelen, uppskattas till 70 procent, består av mörk energi.

För att spåra detta, forskare måste observera något ofattbart stort och extremt varmt:"Galaxhopar är sammansatta av upp till flera tusen galaxer som rör sig med olika hastigheter inom ett gemensamt gravitationsfält. Inuti, dessa konstiga strukturer genomsyras av en tunn, extremt het gas som kan observeras genom dess röntgenstrålning. Det är här eROSITAs röntgenögon kommer in i bilden. De låter oss observera galaxhopar och se hur de rör sig i universum, och över allt, hur snabbt de reser. Vi hoppas att denna motion kommer att berätta mer om mörk energi, " förklarar Thomas Mernik.

Karta över hela det heta universum - den största kosmiska katalogen

Forskare är inte bara intresserade av rörelsemönster för galaxhopar. De vill också räkna och kartlägga dessa strukturer. Upp till 10, 000 sådana kluster borde 'fångas' av eROSITAs röntgenögon - fler än någonsin tidigare. Dessutom, andra heta fenomen som aktiva galaktiska kärnor, supernovarester, Röntgenbinärer och neutronstjärnor kommer att observeras och identifieras.

eROSITA kommer att skanna hela himlen var sjätte månad för detta ändamål, och skapa en djup och detaljerad röntgenkarta över universum under fyra år. Den kommer alltså att producera den största kosmiska katalogen av heta objekt någonsin och därmed förbättra den vetenskapliga förståelsen av universums struktur och utveckling.

eROSITA – sju röntgenögon som tittar in i universum

Det tyska teleskopet består av två kärnkomponenter - dess optik och tillhörande detektorer. Den förstnämnda består av sju spegelmoduler parallellt inriktade. Varje modul har en diameter på 36 centimeter och består av 54 kapslade spegelskal, vars yta är sammansatt av en paraboloid och en hyperboloid (Wolter-I-optik).

"Spegelmodulerna samlar högenergifotoner och fokuserar dem på CCD-röntgenkamerorna, som utvecklades speciellt för eROSITA vid vårt halvledarlaboratorium i Garching. Dessa utgör den andra kärnkomponenten i eROSITA och är placerade i fokus för vart och ett av spegelsystemen. De mycket känsliga kamerorna är de bästa i sitt slag och, tillsammans med spegelmodulerna, bildar ett röntgenteleskop med en oöverträffad kombination av ljusuppsamlingsområde och synfält, " förklarar Peter Predehl, eROSITA huvudutredare vid MPE.