Er soll dabei sein, wenn 2012 ein Röntgenteleskop in den Weltraum startet, um die Natur der Dunklen Energie zu entschlüsseln: ein Röntgendetektor, den Max-Planck-Forscher extra für diese Weltraummission entwickelten. Dass dieser funktioniert und seine Aufgaben erfüllen kann, haben jetzt Braunschweiger Wissenschaftler gezeigt.
Die so genannte Dunkle Energie sorgt dafür, dass sich das Universum beständig und vermutlich mit steigender Geschwindigkeit ausdehnt. Welcher Art diese Energie ist, wollen Astronomen und Physiker im Rahmen des „eRosita“-Projekts herausfinden, indem sie mit einem Bündel von sieben Röntgenteleskopen die Verteilung von etwa 100.000 Galaxienhaufen und von Millionen Schwarzer Löcher im Weltraum untersuchen. An eRosita sind unter Federführung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik mehrere Forschungseinrichtungen und Unternehmen beteiligt.
Anspruchsvolle Aufgabe
Der dafür entwickelte Röntgendetektor hat die anspruchsvolle Aufgabe, die schwache Röntgenstrahlung von Himmelskörpern zu erfassen, ohne sich vom sichtbaren und UV-Licht von Milliarden Sternen stören zu lassen. Sehr empfindlich soll der Detektor im Wellenlängenbereich von unter einem bis zu etwa 50 Nanometer sein, während er gleichzeitig im anschließenden Bereich bis zu mehreren hundert Nanometern praktisch blind sein muss.
Zwei Elektronen-Speicherringe im Einsatz
Wissenschaftlern der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ist es nun weltweit erstmals gelungen, die spektrale Empfindlichkeit in eben diesem Bereich genau zu charakterisieren. Dies war nur möglich, weil die PTB zwei Elektronen-Speicherringe nutzen kann, die gemeinsam dafür sorgen, dass alle benötigten Spektralbereiche in hoher Qualität zur Verfügung stehen.
Mit der Metrology Light Source wurde in erster Linie die Abschirmung von störendem UV- und sichtbarem Licht überprüft, während im PTB-Labor bei BESSY II in Berlin-Adlershof die Empfindlichkeit des Detektors im Bereich weicher Röntgenstrahlung ermittelt wurde.
Hohe Lichtempfindlichkeit
Bei dem Detektor handelt es sich um einen von der Rückseite beleuchteten, 450 Mikrometer dicken so genannten pn-CCD-Chip, der sich durch Langzeitstabilität und eine hohe Lichtempfindlichkeit auszeichnet. Der Detektor hat einen ultradünnen pn-Übergang als Strahlungseintrittsfenster, um vor allem niedrige Röntgenenergien nachweisen zu können. Ein direkt auf dem Chip angebrachter Filter unterdrückt die störende Strahlung im sichtbaren und UV-Bereich.
(idw – Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 24.02.2010 – DLO)
