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THESEUS
Das frühe Universum im Visier
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Tübingen
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15. Juni 2018

Die europäische Weltraumagentur ESA sucht derzeit eine Wissenschaftsmission, die im Jahr 2032 starten soll: Aus 25 Vorschlägen wurden inzwischen drei Kandidaten ausgewählt, die ihre Missionen nun gründlicher ausarbeiten werden. Eine dieser Kandidatenmissionen ist THESEUS, ein Satellit, der insbesondere das frühe Universum ins Visier nehmen soll.

Gamma-ray-Burst

Künstlerische Darstellung eines Gammastrahlenausbruchs: THESEUS wird das Universum nach lichtstarken Ereignissen wie diesem durchscannen. Bild: ESA / ESA/ECF [Großansicht]

Astrophysiker der Universität Tübingen sind an einem neuen Projekt der europäischen Raumfahrtagentur ESA beteiligt: Als eines von drei Konzepten wurde die Mission THESEUS, bei der das Institut für Astronomie und Astrophysik (IAAT) eine wichtige Rolle spielt, in das Wissenschaftsprogramm aufgenommen. Der Satellit könnte 2032 starten und soll das frühe Universum erkunden, insbesondere die ersten 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall.

Insgesamt hatten sich 25 Forschungsgruppen aus ganz Europa mit Satellitenprojekten beworben. Im Mai gab die ESA nun die Auswahl von drei Missionskonzepten bekannt, die in den kommenden drei Jahren parallel weiterentwickelt werden und um den Starttermin im Jahr 2032 konkurrieren. Die Entwicklung des Satelliten THESEUS (Transient High-Energy Sky and Early Universe Surveyor) wurde bereits in den letzten Jahren von einem breiten Konsortium aus 60 Wissenschaftlern weltweit vorangetrieben.

THESEUS soll ein 70-Zentimeter-Infrarot-Teleskop (IRT), vier "Lobster-Eye"-Weitwinkelkameras für Röntgenstrahlung (SXI) sowie vier Gamma-Ray Spektrometer basierend auf Szintillator-Kristallen (XGIS) an Bord haben. Mit diesen Instrumenten hat er einen großen Teil des Himmels auf einmal unter Beobachtung und soll sofort auf kurzzeitige Helligkeitsveränderungen reagieren können, die von aufflackernden hochenergetischen Quellen wie Gammastrahlenausbrüchen (sogenannten Gamma-Ray-Bursts) ausgehen.

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Solche Gammastrahlenausbrüche können durch die Verschmelzung zweier Neutronensterne ausgelöst werden oder auch von einer Kernkollaps-Supernova, dem kurzzeitigen Aufleuchten eines sterbenden sehr massereichen Sterns bevor er vernichtet wird. Sie gehören zu den leuchtstärksten Ereignissen am Himmel überhaupt und sind auf sehr weite Distanz sichtbar. Weil dies in der Astronomie auch immer einem Blick zurück in die Zeit entspricht, geben Sie Aufschluss über Ereignisse aus dem frühen Universum, langer vor unserer Zeit.

Entdeckt THESEUS ein solches Ereignis, kann er rasch dessen Koordinaten bestimmen und richtet sich selbst automatisch für eine Nachbeobachtung aus. Zusätzlich gibt er die Koordinaten innerhalb weniger Sekunden an eine Bodenstation weiter, so dass andere Teleskope eigene Beobachtungen der Region durchführen können. Die Universität Tübingen ist durch Professor Andrea Santangelo, Leiter der Hochenergieastrophysik-Arbeitsgruppe am IAAT, direkt beteiligt, sowohl an der wissenschaftlichen Planung der Mission im "Science Study Team", als auch durch Hardware-Beiträge zur Echtzeit-Datenverarbeitung an Bord des Satelliten für alle drei Instrumente.

"THESEUS wird es uns erlauben, Gamma-Ray Bursts genauer zu untersuchen und ihr Potenzial für Forschung der Kosmologie voll auszunutzen, vor allem im frühen Universum", sagt Dr. Chris Tenzer, Mitarbeiter am IAAT und einer der fünf Antragsteller der Mission. "Zusätzlich wird THESEUS eine Vielzahl weiterer variabler Objekte im Hochenergiebereich beobachten und so fundamentale Beiträge zur Astrophysik leisten, auch in Bezug auf die Quellen von Gravitationswellen und Neutrinos."

"Vor allem die Synergieeffekte mit anderen Observatorien, die in den nächsten Jahrzehnten aktiv sein werden ‒ wie LSST, ELT, SKA, CTA, ATHENA, LIGO, VIRGO und KM3Net ‒ erweitern den wissenschaftlichen Nutzen von THESEUS über die Kosmologie hinaus auf weitere Felder der Astro- und Grundlagenphysik", ist Santangelo überzeugt. "THESEUS wird zudem als sehr flexibles Infrarot- und Röntgenobservatorium arbeiten und so einem Großteil der Astronomischen Gemeinschaft von Nutzen sein."

Die Entscheidung, welche der drei ausgewählten Missionen schließlich von der ESA realisiert wird, steht im Jahr 2021 an. Mit THESEUS konkurrieren die Missionsvorschläge Spica, ein leistungsfähiges Infrarot-Weltraumteleskop, und die Venus-Mission EnVision.

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siehe auch
Gamma-ray Bursts: Hellster Gammablitz seit Jahrzehnten - 14. Mai 2013
Gamma-ray Bursts: Gewaltige Explosion in der Milchstraße? - 21 Januar 2013
Links im WWW
Eberhard Karls Universität Tübingen
ESA
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