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Röntgenhaufen für den Sternenhimmel

Ein supermassives Schwarzes Loch. Mit ATHENA sollen unter anderem Informationen über die Entstehung solcher Schwarzen Löcher gesammelt werden. (Bild: IRAP-OMP)

FAU unterstützt Entwicklung von zukünftigem internationalen Weltraumobservatorium mit einzigartiger Software

Mit Röntgenaugen tief ins heiße Universum schauen: Das soll die sogenannte Röntgenintegralfeldeinheit (X-IFU) an Bord von ATHENA, einem Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), einmal möglich machen. Das Projekt hat eine wichtige Hürde genommen: Die Machbarkeit des Instruments ist von der ESA und der französischen Weltraumorganisation (CNES) betätigt worden. Die FAU ist ebenfalls Teil dieses Forschungskonsortiums, das aus den Institutionen elf europäischer Länder sowie der USA und Japans besteht, und unterstützt mit einer besonderen Software für mathematische Modelle das Projekt. Das Teleskop soll ab den 2030er Jahren den Weltraum untersuchen.

Mathematische Modelle aus der FAU

Der Astrophysiker Prof. Dr. Wilms und sein Team von der Remeis-Sternwarte der FAU und dem Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) steuern für das ATHENA-Weltraumobservatorium ein wichtiges Element bei. Das Team hat eine Software entwickelt, die den gesamten geplanten Detektionsprozess in Geräten wiedergeben und mit der sich simulieren lässt, welche Daten von Instrumenten wie X-IFU erfasst werden. „Wir können damit mathematische Modelle bauen, die so ausgereift sind, dass die simulierten Daten den Messdaten aus den Geräten gleichen“, erklärt Prof. Wilms. „Das brauchen wir, um die Leistung der Geräte optimieren zu können.“ Mit dieser einzigartigen Simulationssoftware sind die FAU-Forscher sehr gefragt: Sie lässt sich auf alle möglichen Missionen anpassen und ermöglicht spezifische Leistungsstudien. Doch an der Softwareanpassung für die ATHENA-Mission arbeiten die Erlanger Wissenschaftler nicht alleine. Einzelne Module werden von den Partnern im Konsortium geliefert. Die Koordinationsarbeit übernehmen die FAU-Astronomen, die wiederum die Wissenschaftler in den anderen Forschungsinstitutionen unterstützen, die Software bei unterschiedlichen Studien einzusetzen.

Galaxienhaufen und Schwarze Löcher

X-IFU stellt zusammen mit dem vom Garchinger Max Planck Institut für extraterrestrische Physik (MPE) koordinierten Wide Field Imager (WFI) die wissenschaftliche Nutzlast des Weltraumteleskops ATHENA (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics). Beide Instrumente werden mit dem Röntgenteleskop einen Energiebereich des Lichtes beobachten, der nur vom Weltraum aus zugänglich ist, nämlich das heiße und energetische Universum, also die Welt von Galaxienhaufen, Schwarzen Löchern oder explodierenden Sternen. Diese Objekte enthalten die Schlüssel zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung des Universums. X-IFU wird den Forschern ermöglichen, wichtige Informationen über die Bildung und Entwicklung der im Universum beobachteten, großen Materiestrukturen zu erlangen. Zudem sollen so Daten über die Entstehung von Schwarzen Löchern und ihre Wechselwirkung mit den Galaxien, in denen sie sind, gesammelt werden.  WFI, an dem die FAU ebenfalls beteiligt ist, wird hierfür besonders die weiträumigen Strukturen abbilden und Strahlung aus der Nähe der schwarzen Löcher vermessen.  Das ATHENA-Weltraumteleskop wird in den frühen 2030er Jahren starten.

Das X-IFU-Konsortium versammelt Ingenieure und Forscher aus 50 Laboren, verteilt auf elf ESA-Mitgliedstaaten, Japan und die Vereinigten Staaten. Die Arbeiten in der Arbeitsgruppe von Prof. Wilms wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bislang mit 621.000 Euro gefördert, bis 2021 sind weitere 684.000 Euro bewilligt worden.

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter:

http://www.facebook.com/AthenaXIFU

http://x-ifu.irap.omp.eu/

Informationen:

Prof. Dr. Jörn Wilms
Tel.: 0951/95222-13
joern.wilms@sternwarte.uni-erlangen.de