El 21 de junio de 2019 se lanzará la nave espacial Spektrum-Röntgen-Gamma (Spektr-RG / SRG) desde la estepa kazaja, marcando el comienzo de un viaje emocionante. SRG llevará el sondeo ROentgen extendido alemán con un telescopio de rayos X Imaging Telescope Array (eROSITA) y su instrumento asociado ruso ART-XC. Un cohete Proton llevará la nave espacial desde el cosmódromo de Baikonur hacia su destino, el segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, L2, que está a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.

En órbita alrededor de este punto de equilibrio, eROSITA se embarcará en el estudio más grande jamás realizado sobre el universo caliente. El telescopio espacial utilizará sus siete detectores de rayos X para observar todo el cielo y buscar y mapear fuentes calientes como cúmulos de galaxias. agujeros negros activos, restos de supernova, Binarios de rayos X y estrellas de neutrones.

Walther Pelzer, miembro de la junta ejecutiva de la Administración del Espacio en el Centro Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), dice, "Los 'ojos' de rayos X de eROSITA son los mejores que jamás se hayan lanzado como parte de un telescopio espacial. Su combinación única de área de recolección de luz, El campo de visión y la resolución los hacen aproximadamente 20 veces más sensibles que el telescopio ROSAT que voló al espacio en la década de 1990. ROSAT también incorporó tecnología avanzada que fue 'hecha en Alemania'. Con sus capacidades mejoradas, eROSITA ayudará a los investigadores a comprender mejor la estructura y el desarrollo del universo, y también contribuir a las investigaciones sobre el misterio de la energía oscura ".

energía oscura:acelerando la expansión del universo

El universo se ha expandido continuamente desde el Big Bang. Hasta la década de 1990, Se pensó que esta expansión cósmica se ralentizaría y eventualmente se detendría. Luego, los astrofísicos Saul Perlmutter, Adam Riess y Brian Schmidt observaron explosiones estelares que eran visibles desde una gran distancia y siempre emitían la misma cantidad de luz. Midieron sus distancias y apenas podían creer sus hallazgos.

“Las supernovas de Tipo 1a observadas exhibieron niveles de brillo más bajos de lo esperado. Estaba claro que el universo no se estaba desacelerando a medida que se expandía, todo lo contrario, De hecho. Está ganando velocidad y sus componentes se están separando cada vez más a un ritmo cada vez mayor, "explica Thomas Mernik, Gerente de Proyectos de eROSITA en la Administración del Espacio DLR. Con este descubrimiento, los tres investigadores dieron un vuelco a la ciencia y fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2011. Sin embargo, Perlmutter, Riess y Schmidt nos han dejado una pregunta crucial:"¿Cuál es el 'combustible cósmico' que impulsa la expansión del universo? Dado que nadie ha podido responder a esta pregunta todavía, y se desconocen los ingredientes de este catalizador, simplemente se la conoce como energía oscura. eROSITA ahora intentará rastrear la causa de esta aceleración, "explica Mernik.

Cúmulos de galaxias:la clave de la energía oscura

Se sabe muy poco sobre el universo. Los ingredientes que componen el 4 por ciento de su densidad de energía (material "normal" como protones y neutrones) son solo una parte muy pequeña de la "receta del universo". De qué está compuesto el otro 96 por ciento sigue siendo un misterio. Hoy se cree que el 26 por ciento es materia oscura. Sin embargo, la mayor parte, estimado en el 70 por ciento, se compone de energía oscura.

Para rastrear esto, los científicos deben observar algo inimaginablemente grande y extremadamente caliente:"Los cúmulos de galaxias están compuestos de hasta varios miles de galaxias que se mueven a diferentes velocidades dentro de un campo gravitacional común. En el interior, estas extrañas estructuras están impregnadas por una delgada, gas extremadamente caliente que se puede observar a través de sus emisiones de rayos X. Aquí es donde entran en juego los 'ojos' de rayos X de eROSITA. Nos permiten observar cúmulos de galaxias y ver cómo se mueven en el universo, y sobre todo, qué tan rápido están viajando. Esperamos que esta moción nos diga más sobre la energía oscura, "explica Thomas Mernik.

Mapa de todo el universo caliente:el catálogo cósmico más grande

Los científicos no solo están interesados ​​en los patrones de movimiento de los cúmulos de galaxias. También quieren contar y mapear estas estructuras. Hasta 10, 000 de estos grupos deberían ser "capturados" por los "ojos" de rayos X de eROSITA, más de lo que se ha observado antes. Además, otros fenómenos calientes como núcleos galácticos activos, restos de supernova, Se observarán e identificarán binarios de rayos X y estrellas de neutrones.

eROSITA escaneará todo el cielo cada seis meses para este propósito, y crear un mapa de rayos X profundo y detallado del universo durante cuatro años. De este modo, producirá el catálogo cósmico más grande de objetos calientes y, por lo tanto, mejorará la comprensión científica de la estructura y el desarrollo del universo.

eROSITA:siete 'ojos' de rayos X mirando al universo

El telescopio alemán consta de dos componentes centrales:su óptica y los detectores asociados. El primero consta de siete módulos de espejos alineados en paralelo. Cada módulo tiene un diámetro de 36 centímetros y consta de 54 carcasas de espejo anidadas, cuya superficie está compuesta por un paraboloide y un hiperboloide (óptica Wolter-I).

"Los módulos de espejo recogen fotones de alta energía y los enfocan en las cámaras de rayos X CCD, que fueron especialmente desarrollados para eROSITA en nuestro laboratorio de semiconductores en Garching. Estos forman el segundo componente central de eROSITA y están ubicados en el foco de cada uno de los sistemas de espejos. Las cámaras de alta sensibilidad son las mejores de su tipo y, junto con los módulos de espejo, formar un telescopio de rayos X con una combinación incomparable de área de recolección de luz y campo de visión, "explica Peter Predehl, Investigador principal de eROSITA en MPE.