07.05.2024

Einstein Probe liefert erste Bilder

Aufnahmen bestätigen die revolutionären Fähigkeit des neuen Röntgensatelliten.

Die ersten Bilder des am 9. Januar gestarteten Röntgensatelliten Einstein Probe zeigen eine hervorragende Leistung und übertreffen teilweise die Erwartungen an die beiden wissenschaftlichen Instrumente des Satelliten. Das Wide-Field X-ray Telescope WXT ist in der Lage, innerhalb von nur fünf Stunden den halben Himmel zu durchmustern und systematisch nach neuen Röntgenquellen zu suchen, die auf hochenergetische transiente Phänomene in der Umgebung von schwarzen Löchern und Neutronensternen hinweisen.  Das Follow-up-Teleskop FXT führt Nachbeobachtungen ausgewählter Ereignisse mit tieferen Aufnahmen durch. Zu dem von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geleiteten Satellitenprojekt steuerte das MPI für extraterrestrische Physik MPE maßgeblich bei, insbesondere zum FXT-Instrument, das auf dem Design des eROSITA-Teleskops basiert und der am MPE entwickelten Röntgenbildgebungstechnologie ein weiteres Einsatzgebiet eröffnet.

Abb.: Blick des Einstein-Probe-Satelliten auf unsere Milchstraße, aufgenommen...
Abb.: Blick des Einstein-Probe-Satelliten auf unsere Milchstraße, aufgenommen mit dem WXT mit einer Belichtungszeit von 40.000 Sekunden. Helle Röntgenquellen sind sichtbar (lila). Die blauen ausgedehnten Strukturen zeigen heißes Gas aus unserer Galaxie.
Quelle: EPSC, NAO, CAS / DSS / ESO

„Das WXT verfügt über eine einzigartige Kombination aus Sichtfeld und hoher Empfindlichkeit, und ist darauf ausgelegt, neue Entdeckungen am veränderlichen Röntgenhimmel zu machen. Mit diesen ersten Daten wissen wir nun, dass dieses Versprechen eingelöst werden kann“, sagt Arne Rau vom MPE und Mitglied des Einstein Probe Science Management Committee. Inzwischen wurde bei zehn der zwölf Module des WXT die Kalibrierung abgeschlossen. Mit einer Positionsgenauigkeit von etwa zwei Bogenminuten, einer Winkelauflösung von vier bis fünf Bogenminuten und einer Lichtsammelfläche von etwa drei Quadratzentimetern bei einer Energie von einem Kiloelektronenvolt erfüllt das Instrument nicht nur die wissenschaftlichen Anforderungen, sondern übertrifft sie in einigen Bereichen sogar. Die Leistung der WXT-Optik im Orbit wurde durch die vorherige Kalibrierung am Boden gut vorhergesagt.

Tests des FXT in der Erdumlaufbahn haben die Leistung der beiden Einheiten, die dem Design des eROSITA-Röntgenteleskops des MPE nachempfunden wurden, in ähnlicher Weise bestätigt. Für das FXT der Einstein Probe lieferte das MPE das Ersatzspiegelmodul von eROSITA und arbeitete mit der ESA und Industriepartnern zusammen, um das zweite Spiegelmodul bereitzustellen.

Das MPE steuerte auch die hochmodernen pnCCD-Detektormodule für beide FXT-Einheiten bei. Diese basieren, wie auch schon bei eROSITA, auf einer Sensor-Technologie entwickelt am Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft. „Die am MPE entwickelten FXT-CCD-Detektormodule für die orts- und zeitaufgelöste Spektroskopie von Röntgenphotonen haben die hohen Erwartungen erfüllt, die wir vor dem Start des Satelliten in sie gesetzt haben. Wir freuen uns sehr, einen entscheidenden Beitrag zum Erfolg der Einstein-Probe-Mission geleistet zu haben“, betont Norbert Meidinger, der am MPE für die Detektoren verantwortlich war.

Die Spiegel-Detektor-Kombination bietet eine Positionierungsgenauigkeit der Quelle von besser als zehn Bogensekunden und eine Lichtsammelfläche von etwa dreihundert Quadratzentimetern bei 1,25 keV, zusammen mit einer hervorragenden Leistung in Bezug auf Energie- und Zeitauflösung. Wie das WXT hat auch das FXT seine wissenschaftlichen Anforderungen erfüllt und in einigen Bereichen sogar übertroffen.

Selbst in dieser frühen Testphase hat der Einstein-Probe-Satellit bereits neue Entdeckungen gemacht. „WXT begann fast sofort nach dem Einschalten neue veränderliche Quellen zu finden. Inzwischen haben wir mehr als ein Dutzend neuer Röntgentransienten und über hundert Ausbrüche von Sternen in unserer Galaxie entdeckt“, so Rau. Die ersten Ergebnisse bestätigen das Potenzial von Einstein Probe, neue Quellen und möglicherweise neue astrophysikalische Phänomene zu entdecken, insbesondere energiereiche Ereignisse im Zusammenhang mit schwarzen Löchern, Neutronensternen und deren Verschmelzungen. In den kommenden Monaten wird der Satellit seine Kalibrierungsaktivitäten in der Umlaufbahn fortsetzen, bevor er etwa Mitte Juni 2024 den regulären Betrieb aufnimmt.

MPE / RK

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