XMM-Newton
Die pnCCD Kamera von XMM-Newton – mehr als 15 Jahre erfolgreich im Weltraum
Bereits vor dem Start der deutschen ROSAT Röntgenmission im Jahr 1990 begann die ESA mit den Vorbereitungen einer europäischen Studie, die das größte jemals gebaute Teleskop für Röntgenstrahlung enthalten sollte. Auch technologisch sollte die Mission einen Quantensprung machen: sowohl in der Röntgenoptik, als auch bei den Röntgendetektoren. Ziel von XMM-Newton, der im Dezember 1999 gestartet wurde, war die Erforschung energiereicher astronomischer Prozesse in einem Wellenlängenbereich von etwa 0,07 nm bis 10 nm (Energien zwischen etwa 100 eV bis 15 keV). Seit nunmehr 15 Jahren arbeitet der Röntgendetektor fehlerfrei und liefert Messdaten, die zu mehr als 5.000 wissenschaftlichen Publikationen geführt haben. Die Veröffentlichung zum pnCCD Detektor wurde bereits 1.300-mal zitiert und gehört damit weltweit zu den Spitzenreitern bei Publikationen über wissenschaftliche Instrumente.Der pnCCD Detektor hat eine sensitive Fläche von 6 cm × 6 cm und kann innerhalb von 4,5 Millisekunden sehr rauscharm ausgelesen werden (Abb. 1). Er war zu seiner Zeit der weltweit größte, schnellste und empfindlichste Röntgendetektor. Abb. 2 zeigt eine typische Messung: Die Röntgenstrahlung des Supernova-Überrestes Tycho wurde hinsichtlich ihrer Energie, ihres Ortes und des Zeitpunktes ihrer Ankunft präzise vermessen. Nun kennt man die Verteilung der chemischen Elemente (siehe Spektrum), kann die Temperatur im Supernova-Gebiet bestimmen und daraus Schlussfolgerungen über die Dynamik der Supernova-Explosion (Typ Ia) ziehen. Weit mehr als eine halbe Million neuer Röntgenquellen wurden mit XMM Newton entdeckt. Doppelt so viele wie bis dahin bekannt.
Mitarbeiter von PNSensor haben in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, universitären Partnern aus Europa und den Raumfahrtagenturen ESA und DLR über einen Zeitraum von 14 Jahren an der Entwicklung der pnCCD Kamera für XMM-Newton federführend mitgearbeitet. Dieses Projekt war auch der Anlass für die Gründung des MPI Halbleiterlabors.Weblinks:
Literatur:
- H. Soltau et al., "Performance of the pn-CCD X-Ray Detector System Designed for the XMM Satellite Mission", NIM A 377(2,3), pp 340-346, 1996
- L. Strüder et al., "The European Photon Imaging Camera on XMM-Newton: The pn-CCD Camera", Astronomy & Astrophysics Vol. 365, No. 1, pp 18-26, 2001
- L. Strüder et al., "pn-CCDs on XMM-Newton - 42 months in orbit", NIM A 512, pp 386-400, 2003
Abb. 1: pnCCD Wafer entwickelt am MPI Halbleiterlabor als Fokaldetektor für die XMM-Newton Mission · Photo MPE
Abb. 2: Röntgenbild des Supernova-Überrestes Tycho im Sternbild Cassiopeia. Jedes einzelne Röntgenquant wurde räumlich, zeitlich und energetisch vermessen.
