Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Suche nach schwarzen Löchern - "Blechkapseln" des Forschungszentrums Jülich schützen Detektoren im All

21.02.2003


Gekapselte, sechseckige Germanium-Detektoren bilden das Herz des Spektrometers SPI


Im Forschunsgzentrum Jülich werden die Aluminiumkapseln gefertigt, die Germanium-Detektoren darin luftdicht verpackt und getestet


Schwarze Löcher sind rätselhaft und faszinierend für Laien und Wissenschaftler gleichermaßen. Noch haben sie viele ihrer Geheimnisse nicht preisgegeben, doch das soll der neue Satellit "Integral" jetzt ändern: Mit bisher unerreichter Genauigkeit kann er exotische Himmelsobjekte orten und analysieren unter anderem mit "Augen" aus hochempfindlichen Germanium-Detektoren.


Diese sind zum Schutz in eine vakuumdichte Kapsel aus Aluminium eingeschweißt, die Ingenieure des Forschungszentrums Jülich mitentwickelt und -konstruiert haben. Erste vielversprechende Bilder hat der Satellit bereits geliefert.

"Integral", das INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory, richtet seinen Blick bis zu mehrere Millionen Lichtjahre weit in die Tiefen des Alls ein Lichtjahr sind knapp zehn Billionen Kilometer. Seit dem Start vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan jagt der Satellit Gammastrahlen. Diese hochenergetischen Verwandten des sichtbaren Lichts zeugen beispielsweise von Sternenexplosionen oder von schwarzen Löchern, die einen Stern verschlingen. Für optische Teleskope wie das Hubble-Teleskop sind Gammastrahlen "unsichtbar". Deshalb kommen an Bord von "Integral" Germanium-Detektoren zum Zug: Sie sind die empfindlichsten Gamma-Schnüffler der Welt, müssen aber durch Aluminiumkapseln geschützt werden. Ein entsprechendes Verfahren, um solche Germanium-Detektoren zum Schutz vor äußeren Einwirkungen ultrahochvakuumdicht einzuschweißen, entwickelten Wissenschaftler des Instituts für Kernphysik (IKP) und der Zentralabteilung Technologie (ZAT) des Forschungszentrums Jülich, der Universität zu Köln und der französischen Firma Canberra Eurisys (damals noch Intertechnique) vor mehr als zehn Jahren. Mittlerweile sind die "hermetisch gekapselten Germanium-Detektoren" patentiert und weit gereist: Während sie an Bord von "Integral" nach schwarzen Löchern fahnden, messen ihre "Artgenossen" bereits seit über einem Jahr Gammastrahlen auf dem Mars.


"Integral" ist mit vier Instrumenten ausgerüstet, die ein Objekt gleichzeitig beobachten: Im 3 Meter hohen und 1,3 Tonnen schweren Spektrometer SPI messen die Germanium-Detektoren die Energie ausgesendeter Gammastrahlung beim sichtbaren Licht würde man von Farbe sprechen. "Im SPI sind 19 sechseckige Detektoren eingebaut. Zusammengenommen sehen sie aus wie ein Fliegenauge", erklärt Hans Kämmerling, Diplom-Ingenieur an der ZAT des Forschungszentrums Jülich. "Die sechseckige Form haben wir gewählt, um die eigentlichen Detektoren in den Aluminiumkapseln nahe zusammenzubringen: So geht ihnen möglichst wenig Strahlung durch die Lappen." Marc Berst von der Firma Canberra Eurisys fügt hinzu: "Wir stellen die Germanium-Detektoren her, in Jülich werden sie ,luftdicht’ verpackt. Da wir diese Detektoren nicht beliebig groß herstellen können, müssen wir die Einzeldetektoren zu Clustern zusammenstellen. Die Zahl 19 ergibt sich als Kompromiss zwischen Detektor-Fläche je größer die Fläche, desto höher die Empfindlichkeit und Gewicht, das gerade bei Messinstrumenten an Bord von Satelliten ein begrenzender Faktor ist."

Der Integral-Satellit kreist in einer stark elliptischen Bahn um die Erde, er entfernt sich dabei bis zu 153 000 Kilometer weit von der Erde und nähert sich ihr bis auf 9000 Kilometer wieder an. Das Besondere am neuen Instrument der Europäischen Weltraumorganisation (ESA): Die Wissenschaftler können "Integral" genauer als bisherige Satelliten ausrichten und so die Quelle, die die Gammastrahlen aussendet, besser bestimmen. Gleichzeitig registrieren zwei Begleitinstrumente an Bord von "Integral" sowohl die Röntgen- und als auch die sichtbaren Strahlen, die von der Quelle ausgehen. Als Testobjekt nahmen die Wissenschaftler Cygnus X-1 unter die Lupe, von dem viele glauben, dass es sich um ein schwarzes Loch handelt. Diese Prüfung haben alle Integral-Instrumente mit Bravour bestanden. Auch einen Gammastrahlenausbruch, Zeuge einer gewaltigen Explosion im fernen Universum, hat "Integral" bereits "im Kasten". Mindestens zwei, maximal fünf Jahre soll die Mission dauern, mit der die Wissenschaftler das Drehbuch des Universums möglichst genau verstehen wollen.

Informationen:
Dr. Renée Dillinger, Wissenschaftsjournalistin
Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
Tel. 02461 - 61-4771 Fax 02461 - 61-4666
E-Mail: r.dillinger@fz-juelich.de

Mechthild Hexamer | Forschungszentrum Jülich

Weitere Berichte zu: Gammastrahl Germanium-Detektor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie