NuSTAR späht nach Schwarzen Löchern
Nach dem erfolgreichen Start macht sich das Weltraumteleskop an die Auflösung des Röntgenhintergrunds in einzelne Quellen.
Das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) hat planmäßig seine Umlaufbahn erreicht und die ersten Systeme aktiviert. Es soll in den nächsten beiden Jahren erstmals den Himmel im harten Röntgenbereich hochauflösend kartieren. Detektoren und „Optik“ sind optimiert für Strahlungsenergien von etwa 6 bis 80 Kiloelektronvolt. Zum Vergleich: Die „großen Brüder“ Chandra und XMM-Newton erreichen höchstens 10 keV, dies jedoch mit einer besseren Winkelauflösung.
Abb.: Mit entfaltetem Ausleger kommt NuSTAR in der Umalufbahn auf eine Gesamtlänge von rund elf Metern. (Bild: NASA)
NuSTARs Aufgabe besteht darin, den energiereichen Röntgenhintergrund in Einzelquellen aufzulösen und eine ganze Reihe von Phänomenen des Hochenergie-Universums zu untersuchen: neben den Emissionen kollabierter Sterne und supermassereicher Schwarzer Löcher, darunter auch das der Milchstraße, stehen die Explosionshüllen von Supernovae auf dem Beobachtungsprogramm, außerdem Gamma-Ray Bursts (GRBs), Mikroflares auf der Sonnenoberfläche aber auch die Quellen kosmischer Strahlung.
Das Teleskop besitzt zwei 19-Zentimeter-Wolter-Optiken aus mehr als hundert konzentrischen Oberflächen, deren in Dänemark gefertigte Beschichtung aus hauchdünnen Lagen von Platin, Siliziumkarbid und Wolfram besteht. Die Brennweite beträgt rund zehn Metern, weshalb die Optik durch einen ausfaltbaren Ausleger vom eigentlichen Rumpf des Satelliten getrennt ist. Um leichte Schwankungen der Struktur des Auslegers auszugleichen, sorgt ein Lasermesssystem für die genaue Bestimmung der Orientierung von Optik und Detektor. Die Bilder der beiden identischen Einheiten werden schließlich am Boden kombiniert und erreichen so eine bessere Empfindlichkeit. Die Messungen von NuSTAR sind daher den Aufnahmen des europäisch-russischen Satelliten INTEGRAL deutlich überlegen. Jener kann dafür jedoch auch weit energiereichere Objekte abbilden, bis hinauf zu 10 Megaelektronvolt.
Abb.: Der Vergleich mit Aufnahmen von INTEGRAL (links oben) zeigt eine deutliche Verbesserung in der Bildschärfe im harten Röntgenbereich. Der diffuse Hintergrund bricht in diskrete Einzelquellen auf. (rechts unten; Bild NASA)
Dabei ist NuSTAR wesentlich kleiner als INTEGRAL, Chandra oder XMM-Newton und zählt zu den „Small Explorer“-Missionen (SMEX) der NASA. In seiner Startkonfiguration hat der Satellit nur einen Durchmesser von 1,1 Meter und ist 1,9 Meter lang, somit passt er in die Ladebucht einer Pegasus-Rakete, einem vergleichsweise billigen Transportmittel.
Und Kosten sind derzeit bei der NASA ein wesentlicher Faktor. So strich die US-Weltraumbehörde gerade eine Nachfolgemission, den Satelliten Gravity and Extreme Magnetism (GEMS). Er hätte 2014 starten sollen, sprengt aber den SMEX-Rahmen von 120 Millionen Dollar. Zudem arbeiten die amerikanischen Wissenschaftler derzeit mit ihren japanischen Kollegen an einem weiteren Röntgensatelliten, dem „New X-ray Telescope NEXT“ (Astro-H), das das JAXA-Weltraumteleskop Suzaku (Astro-E-II) ablösen soll. Er kann die Beobachtungen von NuSTAR fast eins zu eins fortsetzen, gleichzeitig aber auch weniger energiereiche Photonen abbilden. Sein Start ist ebenfalls für 2014 vorgesehen. Idealerweise ist NuSTAR dann noch einsatzbereit und kann weiterhin als scharfes Auge für kosmische Röntgenstrahlung dienen.
Oliver Dreissigacker
