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 Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert

09.12.2016 | Physik Astronomie