Theseus: Blick in die Vergangenheit

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Tübinger Astrophysiker erforschen das frühe Universum. Mit der Entwicklung des Satelliten „Theseus“ beteiligen sie sich an einer Weltraummission der ESA.

In drei Jahren fällt die Entscheidung, welcher von drei Satelliten 2032 ins All starten darf. Dann könnte „Theseus“ neue Erkenntnisse über die Zeit kurz nach dem Urknall liefern. Mit ihrem Missionsvorschlag haben es die Wissenschaftler am Tübinger Institut für Astrophysik bereits in die engere Auswahl geschafft.

Wie ist das Universum entstanden? Woraus besteht es? Und wie entwickelt es sich mit der Zeit? Diese Fragen nach dem Ursprung unserer Welt treiben die Wissenschaftler am Institut für Astrophysik der Universität Tübingen an. Sie sind an dem Entwurf einer vielversprechenden Weltraummission beteiligt. Insgesamt drei von 25 Missionsvorschlägen hat die europäische Raumfahrtagentur ESA im Mai in ihr Wissenschaftsprogramm aufgenommen. Darunter auch das Satellitenprojekt „Theseus“, an dem die Tübinger Wissenschaftler mitwirken. Was „Theseus“ so besonders macht, erklärt der Astrophysiker Chris Tenzer.

„Eines der Instrumente, ein „Röntgen-Imager“, also ein fotografierendes Instrument im Röntgenbereich, macht sehr viele Bilder pro Sekunde, um kurz aufblitzende Quellen dann am Himmel neu zu entdecken. Knapp ein Zehntel vom Himmel wird da gleichzeitig beobachtet.“

Ereignisse in weiter Ferne

Diese aufblitzenden Quellen nennt man „Gamma-Ray Bursts“. Sie sind für die Wissenschaftler von großem Interesse, denn ihre Ursachen liegen weit in der Vergangenheit zurück. Die Beobachtung der Gamma-Ray Bursts lässt auf Ereignisse vor mehreren Milliarden Jahren schließen. Dazu gehören die Verschmelzung zweier Neutronensterne und der Kollaps einer Supernova. Um wichtige Daten zu diesen Ereignissen zu erfassen, kommen ein Infrarot-Teleskop und ein Spektrometer mit an Bord des Satelliten.

„THESEUS soll also dieses Aufblitzen detektieren und dreht sich dann selber dort hin und beobachtet mit dem Infrarot-Teleskop mit einer sehr großen Vergrößerung dann wieder diese Quellen nach; versucht rauszufinden, was ist es für eine Quelle?“

Dazu untersuchen die Forscher das Spektrum der Quelle, also die Intensität der unterschiedlichen Strahlungen. Dadurch erhalten sie Informationen über die Materialien, aus denen die Quelle besteht, und über ihre Entfernung.

„Man kann also in der Zeit zurückschauen mit diesem Teleskop, weil man sehr, sehr weit entfernte Objekte noch sehen kann.“

Viel Arbeit bis zum Auswahltermin

Welches Satellitenprojekt die ESA verwirklicht, ist noch unklar. Wenn sich „Theseus“ gegen seine beiden Konkurrenten durchsetzt, startet der Satellit im Jahr 2032 ins All. Das Tübinger Institut für Astrophysik wird dann für einen reibungslosen Ablauf der Messungen sorgen.

„Wir liefern drei Bordcomputer, die die Daten vorverarbeiten, sammeln, Kommandos ausführen und die Beobachtung auch dann steuern.“

Die Tübinger sind schon ganz gespannt:

„Hier arbeiten Leute, die nachher die Daten mit anschauen wollen, die da zurückkommen; die Bilder und Spektren eben auswerten. Darauf sind wir scharf. Man hofft dann natürlich immer, ganz neue Sachen, mit denen man gar nicht gerechnet hatte bei der Planung, dann also zu entdecken.“

Bis dahin steht noch viel Arbeit an. Bis zum Auswahltermin der ESA in drei Jahren muss das Projekt weitere Wissenschaftler überzeugen und Machbarkeitsstudien bestehen. Erst dann geht es an die konkrete Planung und Umsetzung, die weitere sieben bis acht Jahre in Anspruch nimmt. Chris Tenzer ist jedoch überzeugt, dass sich der Aufwand lohnt.

„Also die Erkenntnisse von der Mission werden dann die nächste[n]  Studentengeneration[en]  schon wenige Jahre später dann tatsächlich hören.“

Foto von cantaloup.fm… hat sein Physik-Diplom (2004) und seine Promotion (2008) an der Eberhard Karls Universität Tübingen absolviert. Währenddessen arbeitete er zuerst als wissenschaftliche Hilfskraft und später als wissenschaftlicher Angestellter am Institut für Astronomie und Astrophysik (IAAT). Seit 2010 ist er dort als Akademischer Rat und seit 2012 als Oberrat tätig. Er forscht an der Instrumentierung und Digitalelektronik in der Hochenergieastrophysik und beteiligt sich mit seinen Kollegen an dem Satellitenprojekt THESEUS.

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Über

Sofia Morelli

... hat im Wintersemester 2017/18 ein Physikstudium in Tübingen begonnen. In ihrer Freizeit spielt sie Horn und Theater, besucht kulturelle Veranstaltungen und schreibt Artikel für die Pforzheimer Zeitung. In der Zukunft möchte sie ihre unterschiedlichen Interessen im Berufsfeld Wissenschaftsjournalismus miteinander verbinden.

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