Röntgenstrahlung wird im Kosmos unter extremen Bedingungen erzeugt, durch Plasmen mit Temperaturen von Millionen bis Milliarden Grad oder durch die Wechselwirkung hochenergetischer Elektronen mit Magnetfeldern oder Photonenfeldern. Die Untersuchung der Röntgenstrahlung kosmischer Objekte bietet Einblicke in die dort herrschenden physikalischen Bedingungen, die mit Beobachtungen in anderen Spektralbereichen nicht zu gewinnen sind.

X-rays originate in the universe from regions under extreme conditions, from plasma with temperatures of millions even billions of degrees, or from the interactions of highly energetic electrons with magnetic fields or photon fields. Studying the X-rays from cosmic objects gives insights into the physical processes in these regions, insights that cannot be achieved through observations in other wave bands.

Da Röntgenstrahlen in der Erdatmosphäre absorbiert werden, ist die Röntgenastronomie auf satellitengestützte Beobachtungsmethoden angewiesen. Mit dem deutschen Röntgensatelliten ROSAT betreibt das Institut seit 1990 ein hervorragendes Beobachtungsinstrument in diesem Forschungsbereich. Ende 1998 ging diese außerordentlich erfolgreiche Mission zu Ende.

Anfang 1998 hatte das 8. Gastbeobachterprogramm von ROSAT - für das wegen der großen Nachfrage wieder nur jeder vierte Beobachtungsvorschlag akzeptiert werden konnte - noch normal begonnen. Das Beobachtungsprogramm wurde im Februar kurz unterbrochen, um mit dem PSPC Detektor, einem ortsauflösenden Proportionalzähler, das spektakuläre Schauspiel der Mondbedeckung von Sco X-1, der hellsten Röntgenquelle am Himmel, zu beobachten (Abb. 2.27). Als am 28. April 1998 der Sternsensor am Röntgenteleskop ausfiel, war etwa ein Drittel der für diese Periode geplanten Beobachtungen durchgeführt. Trotz der Versuche mit einer vorbereiteten Alternativ-Lösung gelangen danach nur noch wenige Beobachtungen, bis dann am 20. September ein unkontrollierter Schwenk des Teleskops über die Sonne den HRI Detektor (High Resolution Imager) zerstörte. Deshalb wurde am 3. Oktober 1998 das Gastbeobachterprogramm des Röntgenobservatoriums offiziell beendet. Am 8. Dezember konnte ROSAT aber noch einmal kurz zu abschließenden Beobachtungen in Betrieb genommen werden, da im PSPC, dem in den ersten 4 Jahren hauptsächlich eingesetztem Detektor, ein kleiner Restbestand an Betriebsgas übriggeblieben war. Am 18. Dezember wurde ROSAT schließlich nach Sicherung der Instrumente und der Lageregelung abgeschaltet.

Mit über acht Jahren aktiver Meßzeit und eindrucksvollen wissenschaftlichen Ergebnissen ist ROSAT zum bislang ertragreichsten Observatorium der Röntgenastronomie geworden. Nachdem unser Institut bereits 1975 erste Vorschläge für ein deutsches Röntgenobservatorium vorgelegt hatte, war die Beteiligung der Vereinigten Staaten und Großbritanniens an diesem Projekt im Jahre 1983 ein entscheidender Schritt. Deutschland übernahm den Bau und den Betrieb des Satelliten, baute das Röntgenteleskop und zwei der drei Röntgendetektoren. Die USA brachten die Delta Rakete, den Start und den dritten Röntgendetektor ein. Großbritannien fügte mit der Wide Field Camera (WFC) ein kleineres EUV Teleskop hinzu, das den von ROSAT überdeckten Energiebereich zu längeren Wellenlängen hin ausdehnte. Nach dem Vorbild des wissenschaftlichen Datenzentrums für ROSAT in unserem Institut wurden ähnliche Zentren an der Universität Tübingen, in den USA und in Großbritannien eingerichtet, um die Wissenschaftler in den verschiedenen Ländern adäquat zu betreuen.

With more than eight years of active observations and impressive scientific results, ROSAT is the most successful observatory in X-ray astronomy up to now. After our institute had proposed the first concepts for a German X-ray observatory as early as 1975, the participation of the USA and the United Kingdom in this project in 1983 was a decisive step forward. Germany built and operated the spacecraft, and also provided the 4-fold nested X-ray telescope including two X-ray cameras, the Position Sensitive Proportional Counters. The United States provided the launch with a Delta rocket and the High Resolution Imager as the third X-ray camera aboard, while the United Kingdom contributed the Wide Field Camera (WFC), extending the ROSAT energy coverage to the extreme ultraviolet region. Similar ROSAT Science Data Centers to that at our institute have been installed at the University of Tübingen, in the USA and in Great Britain, in order to provide scientists in the different countries an adequate service to this satellite.

Nach dem Start am 1. Juni 1990 führte ROSAT die erste Himmelsdurchmusterung mit einem abbildenden Röntgen- und einem EUV-Teleskop durch. Während dieser Phase von einem halben Jahr wurden etwa 80.000 Röntgenquellen und 500 EUV Objekte entdeckt. 650 Gastbeobachter aus 26 Ländern untersuchten in den folgenden Jahren in 9000 längeren Einzelbeobachtungen besonders interessant erscheinende Himmelsregionen. Die Ergebnisse, darunter viele neue Entdeckungen, sind von insgesamt etwa 4000 Wissenschaftlern in mehr als 3000 wissenschaftlichen Artikeln veröffentlicht worden. Zur Zeit kommen pro Tag 1 bis 2 neue Publikationen hinzu. Da bisher nur ein Teil der ROSAT Beobachtungen in vollem Detail ausgewertet wurde, werden die ROSAT Archivdaten noch für viele Jahre wichtige Impulse für die Astrophysik liefern.

After the launch on 1^st June 1990, ROSAT carried out the first All Sky Survey with an imaging X-ray and EUV telescope. This half-year operation led to the discovery of some 80,000 X-ray and 500 EUV sources. 650 principal investigators from 26 countries studied in the following years the most interesting fields in the sky in 9000 longer pointings through the ROSAT guest observer programme. Numerous new discoveries have been made and more than 3000 scientific publications with more than 4000 scientists as co-authors have been published up to this time. Currently more than one ROSAT based publication appears every day in the scientific literature. Up to now only part of the ROSAT observations have been explored in full detail, thus ROSAT archive data will continue having a strong impact on astrophysics for many more years to come.

Das ROSAT Datenzentrum im MPE ist das Bindeglied zwischen Observatorium und Beobachter. Dort werden die Beobachtungen geplant, alle Daten durchlaufen eine Standardanalyse, es wird interaktive Analyse-Software entwickelt und an über 70 Institute weltweit verteilt, und es werden im Rahmen eines umfangreichen Serviceangebots die stark nachgefragten Daten- und Resultat-Archive gepflegt und erweitert. Die Standardisierung der Software wurde weiterentwickelt, um bisherige Investitionen auch für Missionen wie XMM und ABRIXAS nutzen zu können.

Die Ergebnisse der Standardanalyse werden in Quellkatalogen zusammengefaßt. Neben dem 1996 herausgegebenen ´ROSAT All-Sky Survey Bright Source Catalogue´, der die 18.811 hellsten Quellen aus der Himmelsdurchmusterung enthält und jetzt um Identifizierungen mit optischen und Radiokatalogen erweitert wurde, sind 1998 zwei weitere Kataloge vorbereitet worden: ein Katalog der schwächeren Quellen in der Himmelsdurchmusterung, der ´ROSAT All-Sky Survey Faint Source Catalogue´, sowie ein Katalog der Quellen, die in der Himmeldurchmusterung deutliche Veränderlichkeit zeigten. Analysen zeigen, daß etwa 70 % dieser veränderlichen Quellen Sterne sind, und der Rest vorwiegend aus extragalaktischen Objekten besteht. Weit fortgeschritten sind die Arbeiten an einem Quellkatalog der pointierten ROSAT Beobachtungen.

Results of the standard pipeline analysis are compiled into source catalogues. The ´ROSAT All-Sky Survey Bright Source Catalogue´, containing the 18,811 brightest sources detected in the All-Sky Survey and published in 1997, has been extended in 1998 by correlations with different catalogues from the optical and radio regimes. In addition, two new catalogues have been prepared in the past year: a catalogue of the fainter sources detected in the All-SkySurvey, the ´ROSAT All-Sky Survey Faint Source Catalogue´, and a catalogue of sources showing clear signs of flux variability during the All-Sky Survey. Analysis shows that about 70 % of the sources showing variability in the All-Sky Survey can be identified with stars, the remaining sources belonging mostly to the extragalactic class of objects.

Neben den ROSAT Beobachtungen werden am MPE auch Daten von anderen Röntgensatelliten ausgewertet. Basierend auf ROSAT - Daten wurden zahlreiche Beobachtungen mit ASCA durchgeführt, hauptsächlich an aktiven Galaxien und Galaxienhaufen. In den Themenbereichen "Röntgenemission von Sternen" und "Supernova-Überreste und Neutronensterne" wurden japanisch-deutsche Workshops organisiert, die auf große Resonanz stießen. Auch nutzten wir die garantierte Zeit, die uns an dem italienischen BeppoSAX Projekt zusteht und analysierten Daten des amerikanischen Röntgensatelliten RXTE (Rossi X-Ray Time Explorer).

Daß Kometen Röntgenstrahlung aussenden, war 1996 eine der überraschenden Entdeckungen von ROSAT. Kometenbeobachtungen haben seither einen festen Platz im ROSAT Programm. So wurde im Januar/Februar 1998 der "Leonidenkomet" 55P/Tempel-Tuttle mit dem HRI beobachtet. Die PSPC-Beobachtungsphase im Februar konnte für die Untersuchung der Kometen C/1995 O1 (Hale-Bopp), 103P/Hartley 2 und 62P/Tsunchinshan 1 genutzt werden. Höhepunkt der letzten PSPC-Beobachtungen im Dezember 1998 war der Nachweis intensiver Röntgenstrahlung des Kometen C/1998 U5 (LINEAR). Mit ROSAT wurde damit Röntgenstrahlung von insgesamt 10 Kometen nachgewiesen. Wie Modellrechnungen nahelegen, entsteht die Röntgenstrahlung durch einen Ladungsaustausch zwischen den hochionisierten Atomen schwerer Elemente im Sonnenwind und dem weitgehend neutralen Kometengas.

Als interessant erwies sich die großräumige Verteilung von 8593 Quellen aus der ROSAT Himmelsdurchmusterung, die bei einer Korrelation mit dem optischen Tycho Katalog gefunden wurden. Es handelt sich hierbei um röntgenhelle, junge Sterne, die sich entlang eines Bandes am Himmel konzentrieren, das gegen die galaktische Ebene geneigt ist. ROSAT hat hier die bisher unbekannten Spättyp-Sterne des Gould Belts entdeckt, eines Ringes von heißen Sternen und Molekülwolken, der als Band auch mit bloßem Auge am Südhimmel sichtbar ist.

Bei optischen Nachbeobachtungen von ROSAT Quellen in der Molekülwolke MBM 12 wurden, neben bereits bekannten T-Tauri Sternen, viele weitere junge Mitglieder dieser massearmen Vor-Hauptreihensterne entdeckt. Mit nur 65 pc Abstand ist MBM 12 die uns nächst stehende Wolke mit noch aktiver Sternentstehung. Sie bietet somit ideale Voraussetzungen für detailreiche Beobachtungen von T-Tauri Objekten, die in den nächsten Jahren mit optischen Teleskopen und den demnächst betriebsbereiten Röntgen-Observatorien AXAF und XMM fortgeführt werden sollen.

Eine T-Assoziation von zehn jungen Sternen um TW Hya und HD98800 herum, die beide laut Hipparcos Katalog eine Entfernung von 50 pc haben, wurde photometrisch und spektroskopisch am Cerro Tololo Observatorium untersucht. Die meisten dieser T-Tauri Sterne sind mit ROSAT entdeckt worden und sind die uns nächst gelegenen Objekte dieses Sterntyps. Es zeigte sich, daß es sich dabei um ca. 10 bis 15 Millionen Jahre alte Objekte handelt und sich die Wolke, in der diese Sterne einmal entstanden sein müssen, offenbar bereits wieder aufgelöst hat.

Erstmals wurde Röntgenstrahlung von einem Braunen Zwerg - also einem Stern, dessen Masse nicht zur Zündung der Kernfusion ausreicht – entdeckt. Gefunden wurde der 1 Millionen Jahre alte braune Zwerg Cha Ha 1 in den ROSAT Archivdaten einer PSPC Beobachtung der Chamäleon I Dunkelwolke (Abb. 2.28). Die Röntgenstrahlung entsteht vermutlich durch koronale Aktivität, ähnlich wie bei M Sternen. Trotz teilweise sehr langer Beobachtungen wurden weder die 100 Millionen Jahre alten braunen Zwerge in den Pleiaden entdeckt, noch die nahen, aber alten braunen Zwerge in dem hier untersuchten Feld. Offenbar emittieren nur sehr junge braune Zwerge Röntgenstrahlung in nachweisbarem Umfang.

Fortgeführt wurden numerischen Simulationen zur dreidimensionalen Bewegung der B-Sterne innerhalb der nächsten 200 pc, wobei in die Rechnungen jetzt auch die Bewegungen der Sterne senkrecht zur Scheibe miteinbezogen wurden.

Die Untersuchung isolierter Neutronensterne hat große Bedeutung für das Verständnis der Eigenschaften der extrem dichten Materie in diesen Objekten. Seit in ROSAT Daten 2 dieser Objekte entdeckt wurden, die keine Radioemission zeigen, wurden weitere radio-stille Kandidaten identifiziert. Die genaue Röntgenposition und das Fehlen eines optischen Gegenstücks heller als B = 26 mag machen 1RXS J130848.6+212708 zu einem fast sicheren Mitglied dieser Objektklasse. Von den jetzt als sicher angenommenen 4 radio-stillen Objekten konnte bisher nur einer (RX J1856.5-3754) eindeutig optisch identifiziert werden. Die bisherigen Beobachtungen reichen jedoch noch nicht aus, um zwischen isoliert abkühlenden Neutronensternen mittleren Alters und alten, Materie akkretierenden Neutronensternen zu unterscheiden.

The investigation of isolated neutron stars is very important for our understanding of the properties of the extremely dense material in these objects. Since in ROSAT data two of these objects had been detected, that do not show any radio emission, more objects were identified as possible radio-quiet candidates. One of them is 1RXS J130848.6+212708, where the absence of an optical counterpart brighter than B = 26 mag at the precisely known X-ray position provides almost firm evidence for it being an isolated neutron star. Of the 4 objects currently assumed to safely belong to the radio-quiet class, only RX J1856.5-3754 up to now has been identified optically. The present investigations are not yet sufficient to clearly decide between isolated cooling neutron stars of intermediate age and old neutron stars, accreting matter from their neighbourhood.

Beobachtungen des japanischen Röntgensatelliten ASCA an rotationsgetriebenen Radio-Pulsaren legen die Existenz ausgedehnter Röntgenemissionsgebiete bei einigen dieser Objekte nahe, die als Pulsarwindnebel interpretiert werden. Für den Neutronenstern PSR 1055-52 existieren auch BeppoSAX und ROSAT Daten. Eine detaillierte Analyse der Emissionsgebiete mit allen Daten zeigt nun, daß es sich im Fall von PSR 1055-52 nicht um Röntgenemission von einem Pulsarwindnebel, sondern um räumlich mit ASCA nicht aufgelöste Vorder- oder Hintergrundquellen handelt.

Die von ROSAT und ASCA gemessene Röntgenstrahlung von RX J0822-4300, einem im Radiobereich nicht entdeckten Objekt im Zentrum des Supernova-Überrestes Puppis A, kann als Emission eines Neutronensterns gedeutet werden (Abb. 2.29). Die Anpassung der beobachteten Daten an Atmosphärenmodelle ergibt eine Temperatur von etwa 1,7 Millionen Grad, verträglich mit den Voraussagen von Standard-Kühlkurven für isolierte Neutronensterne. Daraus abgeleitete Werte für die Entfernung und das interstellare Gas entlang der Sichtline stimmen gut mit davon unabhängig ermittelten Werten überein. Die Röntgenemission des Objektes zeigt eine Pulsstruktur mit einer Periodendauer von 75,3 ms, die mit einer Rate von 1,49 x 10^-13 s/s zunimmt. Das hieraus abgeleitete Alter von 8000 Jahren und das Magnetfeld von 3,4 x 10¹² G sind typisch für junge Radiopulsare. Es handelt sich also wohl um einen rotierenden magnetisierten Neutronenstern, bei dem wegen einer ungünstigen Orientierung die stark gerichtete Radiostrahlung nicht sichtbar ist. Die im Röntgenbereich beobachtete Pulsstruktur könnte von einer ungleichförmigen Temperaturverteilung auf der Sternoberfläche herrühren, die durch ungleichmäßige Wärmeleitung auf Grund des starken Magnetfeldes verursacht wird.

Zum Strahlungsmechanismus von rotationsgetriebenen Neutronensternen wurde ein Modell entwickelt, bei dem Prozesse in der Magnetosphäre die gepulste Strahlung vom Radio- bis ins Röntgenband erklären sollen. Inverse Comptonstreuung von Krümmungsstrahlungsphotonen an hochenergetischen Elektronen kann die mit ROSAT gemessenen Leuchtkräfte und den allgemeinen Verlauf des Spektrums erklären. Energetische Probleme des Modells bei jungen Pulsaren und die Entwicklung geeigneter Konzepte zur Erzeugung von Kohärenzbedingungen sind Gegenstand derzeit andauernder Untersuchungen. Mit einem anderen Modell wird versucht, die aus Beobachtungen ermittelten Emissionshöhen und Mikropulsflüsse der Radiostrahlung von Pulsaren durch kohärente inverse Comptonstreuung von relativistischen Elektronen zu erklären.

For the radiation mechanism of rotation driven neutron stars, a model was developed, whereby processes in the magnetosphere of neutron stars should explain the pulsed emission components from radio through to X-ray frequencies. Inverse Compton scattering of photons, that are created along the field lines of the strong magnetic field, with highly energetic electrons of the magnetosphere, can explain the luminosities and the general spectral shape as measured by ROSAT. Current investigations aim to resolve existing problems of the model in the case of young pulsars, and search for suitable concepts to produce the required conditions of coherence. In a second model we try to explain, using coherent inverse Compton scattering of relativistic electrons, the distances of the emission regions from the pulsar, and the micro pulse fluxes of the radio emission, as derived from observations.

ROSAT Beobachtungen von 4U1630-47, einem Kandidaten für ein galaktisches schwarzes Loch, zeigen zeitlich veränderliche Strukturen. In dem komplexen, ausgedehnten Emissionsgebiet der Röntgenquelle gibt es zwei Intensitätsmaxima, deren Positionen sich zwischen 1990 und 1992 symmetrisch verlagert haben und mit einer Rotation um ein gemeinsames Zentrum erklärt werden können. Vielleicht beobachten wir hier einen bipolaren, gerichteten Energieausstoß, wie er in ähnlicher Form von anderen Röntgenquellen, wie SS 433, bekannt ist.

Bei der Suche nach Supernova-Überresten in der ROSAT Himmelsdurchmusterung wurden 454 Objekte gefunden, die aufgrund ihrer Ausdehnung zunächst als Kandidaten in Frage kamen. Durch nachfolgenden Untersuchungen blieben schließlich 271 Objekte übrig, die die minimale Entdeckungskriterien bezüglich Gesamtphotonenzahl, Signal- zu Rauschverhältnis und Winkeldurchmesser (>15') erfüllen. Mit einem Modell, das die Verteilung der Sterne und der interstellaren Materie in Spiralarmen, Zwischenarmregionen und dem galaktischen Halo berücksichtigt, sowie eine Supernova-Rate mit einer Standardverteilung unter den verschiedenen Typen annimmt, wurde die Zahl der im weichen Röntgenbereich sichtbaren Supernova-Überreste berechnet. Unter Berücksichtigung der interstellaren Absorption stimmt die Zahl der prognostizierten Überreste mit der Zahl der beobachteten überein, wenn die totale Supernovarate 2,5 Ereignisse pro Jahrhundert beträgt.

Bei der Untersuchung des Vela Supernova-Überrestes wurde in den Daten der ROSAT Himmelsdurchmusterung bei Photonenenergien von mehr als 1,3 keV ein neuer, 2^o großer Supernova-Überrest im Vordergrund von Vela entdeckt. Das Röntgenspektrum deutet auf mehr als 30 Millionen Grad hohe Temperaturen hin. Von diesem Überrest wurde mit dem Comptel-Instrument auch g -Linienstrahlung aus dem radioaktiven Zerfall von Titan 44 entdeckt, das ausschließlich in Supernovae produziert wird und eine Halbwertszeit von nur 60 Jahren besitzt. Aus der Verbindung der Röntgen- und g -Daten ergibt sich ein Alter von 680 Jahren und eine Entfernung von 200 pc. Damit ist dieser Überrest das Produkt der erdnächsten Supernova der jüngeren Menschheitsgeschichte. Weitere Informationen finden sich in einem Übersichtsartikel in diesem Jahresbericht.

Die aus der ROSAT-Himmelsdurchmusterung gewonnenen Himmelskarten des diffusen Röntgenhintergrundes wiesen bisher noch einige unbelichtete Streifen auf. Diese Regionen wurden 1998 durch Pointierungen mit dem PSPC Detektor nachbeobachtet, von Punktquellen bereinigt und in die bestehenden Karten des diffusen Röntgenhintergrundes eingearbeitet. Das Resultat ist in einer 3-Farben-Komposit-Darstellung in galaktischen Koordinaten in Abb. 2.30 zu sehen.

Untersuchungen über den Ursprung der interstellaren Wolken in der Umgebung unserer Sonne wurden fortgesetzt. Detaillierte spektrale Modelle, angepaßt an ROSAT PSPC Daten aus der Wechselwirkungszone zwischen Loop I und der Lokalen Blase, haben dabei eine deutliche Antikorrelation zwischen den Zählraten bei weichen Röntgenenergien und der Säulendichte an neutralem Wasserstoff auf Skalen von etwa 4 Quadratgrad ergeben. Demnach beträgt der Durchmesser der entdeckten Löcher ca. 2 pc, in sehr guter Übereinstimmung mit dem von uns berechneten Durchmesser der Wolken aus einer hydromagnetischen Instabilität. Die kürzlich veröffentlichte Durchmusterung der Verteilung des neutralen Wasserstoffs in der Milchstraße (Leiden-Dwingeloo-Survey) wurde mit einem neu entwickelten Suchalgorithmus nach interstellaren Wolken durchforstet, die sich durch hydromagnetische Instabilitäten aus der Wechselwirkungszone von Loop I und der Lokalen Blase herauslösen. Zahlreiche Wolken wurden detektiert, die sich mit etwa 10-20 km/s auf uns zu bewegen. Diese Geschwindigkeiten werden von den oben genannten Modellen vorhergesagt.

Bei einer Korrelation der Quellen aus der ROSAT Himmelsdurchmusterung (RASS II) mit allen Galaxien bis zu 7 Mpc Entfernung wurden 40 Galaxien gefunden, aus denen die lokale Röntgenleuchtkraftfunktion abgeleitet wurde. Sie ist von Bedeutung für den Vergleich mit der Leuchtkraftfunktion der AGNs sowie für den Beitrag von diskreten Quellen zum Röntgenhintergrund.

In einer ersten Studie über die Röntgeneigenschaften von verschmelzenden Galaxien zeigte sich, daß sich während des Verschmelzungsprozesses die Entwicklung der Röntgenemission deutlich von der Entwicklung im optischen, infraroten und dem Radio Bereich unterscheidet. Im Vergleich zur Emission im fernen Infrarot nimmt die Röntgenstrahlung nur etwa ein Zehntel so stark zu. Dies hängt wahrscheinlich mit der großen räumlichen Ausdehnung der heißen Gaskomponente zusammen, die in der mittleren Phase des heftigen Verschmelzungsprozesses beobachtet wird.

In the first ever study of the X-ray properties of an evolutionary sample of merging galaxies, it has been discovered that the evolution of the X-ray emission through a merger process is markedly different from the evolution in the infrared or the radio regime. The factor, by which the X-ray luminosity increases through the merger process, appears to be only about a tenth of that seen in the far-infrared band. The observed difference is probably linked with the large extensions of hot gas that are observed surrounding the violent mid-stage mergers.

ROSAT HRI and PSPC observations have shown that the Seyfert galaxy IC 4329A and its giant elliptical companion IC 4329 are both very bright in X-rays, and are possibly connected in X-rays through their mutual interaction. In addition, residual unresolved emission is detected surrounding the IC4329A/IC4329 pair, extending for some 200 kpc. Its two-component nature comprises both a hard component, due partly to the extremely bright IC4329A wings and partly to hot gas associated with the galaxy group of which the two are members, and a soft offset component, possibly due to a very large "superwind", or to a "stripped wake" of intragroup gas.

Die Röntgenleuchtkraft der von der Seite gesehenen LINER/Seyfert 2 Galaxie NGC 3079 ist etwa zehnmal höher, als man das bei optisch gleich hellen, normalen Galaxien beobachtet. ROSAT Beobachtungen zeigen, daß sich die Emission in ungefähr gleichen Anteilen auf die Kernregion, die Scheibe und den galaktischen Halo verteilt. Die erhöhte Leuchtkraft wird wahrscheinlich durch einen aktiven Kern und nicht durch Starbursts hervorgerufen.

In Zusammenarbeit mit dem MPIfR Bonn, ESTEC Noordwijk und der ATNF Sydney wurden Röntgenbeobachtungen des interstellaren Mediums naher Galaxien durch Messungen im Radiobereich ergänzt. So konnten einige Zwerggalaxien erstmalig aufgrund der Radio-Linienemission ihres neutralen Wasserstoffs identifiziert werden. Beobachtungen polarisierter Radiokontinuumsstrahlung von Balkengalaxien und von der Seite gesehenen Spiralgalaxien erlauben Rückschlüsse auf die Wechselwirkung zwischen Sternentstehung, Magnetfeldern und die Bildung galaktischer Halos, die sich mit Röntgenergebnissen vergleichen lassen.

In ROSAT Daten der schmallinigen Seyfert 1 Galaxie IRAS 13224-3809 wurde 1996 erstmals extreme, schnelle und andauernde Röntgenvariabilität in einer aktiven Galaxie nachgewiesen und in weiteren Beobachtungen bestätigt (Abb. 2.31). Insgesamt wurde diese extreme Aktivität über einen Zeitraum von 6 Jahren beobachtet. Solch starken Intensitätsvariationen können durch die Bewegung heißer Flecken (Gebiete auf der Akkretionsscheibe mit erhöhter Emissivität) um das zentrale schwarze Loch hervorgerufen werden. Bei der Bewegung des heißen Fleckens im System der Akkretionsscheibe ändert sich im System des Beobachters die gemessene Intensität auf Grund der relativistischen Dopplerverschiebung. Die Variabilität stellt neben den beobachteten asymmetrischen Linienprofilen der Eisen Ka Linie einen weiteren Hinweis auf die Existenz relativistischer Geschwindigkeiten in Galaxienkernen dar.

In ROSAT data from the narrow-line Seyfert 1 galaxy IRAS 13224-3809, extreme, fast, and continuous X-ray variability of an active galaxy has been observed for the first time in 1996 and was confirmed in further observations (Fig. 2.31). In summary, the extreme activity was observed over a period of 6 years. Such strong intensity variations could result from the movement of hot spots (regions on the accretion disk with enhanced emissivity) in their orbits around the central black hole. By the movement of the hot spot in the reference system of the accretion disk, the measured intensity changes in the reference system of the observer due to the relativistic doppler shift. Besides the observed asymmetric profiles of the iron Ka line, the variability is an additional clue to the existence of relativistic velocities in the nuclei of galaxies.

Galaxienhaufen sind ideale Testobjekte zur Erforschung der großräumigen Struktur des Universums. In der ROSAT Himmelsdurchmusterung sind sie relativ leicht zu finden. Im letzten Jahr konnte ein vollständiger Katalog der 466 hellsten ROSAT Galaxienhaufen am Südhimmel im Rahmen eines "ESO Key Programme" abgeschlossen werden (weitere Ergebnisse dazu im Theorieteil). Eine vergleichbare Zusammenstellung am Nordhimmel mit bisher ca. 450 Haufen wurde mit neuen Entdeckungs- und Analyseverfahren verbessert und vervollständigt. Neue Rotverschiebungsmessungen am Calar Alto Observatorium haben dabei auch zur Entdeckung entfernter, sehr heller und massereicher Haufen geführt. So wurde ein außergewöhnlich reicher Galaxienhaufen bei einer Rotverschiebung von etwa 0,3 gefunden, von dem auf den fotografischen Aufnahmen im Palomar Sky Survey nichts zu sehen ist, der sich aber durch seine ausgedehnte Röntgenemission verraten hatte.

Clusters of galaxies are ideal test objects for investigating the large-scale structure of the universe. In the ROSAT All-Sky Survey they can be found relatively easily. During the last year, a complete catalogue of 466 of the brightest ROSAT galaxy clusters from the southern hemisphere could be completed within the framework of an "ESO Key Programme" (for more details, see the theory part). A comparable compilation of clusters in the northern hemisphere, comprising up to now about 450 objects, has been improved and completed using newly developed detection and analysis tools. Recent redshift measurements made at the Calar Alto Observatory have led in this context to the detection of distant, very bright and rich clusters. Thereby an unusually rich cluster of galaxies at a redshift of about 0.3 was found, that was not recognizable on photographic plates of the Palomar Sky Survey. Only the extended emission visible in the X-ray images gave any clue as to its detection.

Der Galaxienhaufen in Centaurus, einer der nächstgelegenen, weniger reichen Haufen mit der zentralen cD Galaxie NGC4696, wurde mit Hilfe neuer ASCA Beobachtungen und vorhandenen ROSAT Daten im Detail untersucht. Röntgenhelligkeitsprofile in verschiedenen Energiebändern zeigen, daß der zentrale Emissionsexzeß nicht nur, wie schon früher nachgewiesen, bei Energien < 4 keV, sondern auch bei höheren Energien bis zu 10 keV vorhanden ist. Deshalb kann die erhöhte zentrale Emission nicht allein durch ein Modell mit Temperaturabfall zum Zentrum und flachem King-Model-Gravitationspotential erklärt werden, sondern erfordert ein tieferes zentrales Potential als es die Sternkomponente der zentralen Galaxie alleine liefern kann. Dies deutet auf eine zentrale Überdichte an dunkler Materie hin. Die Daten lassen auch eine ortsaufgelöste Spektroskopie der Zentralregion des Haufens zu. Danach weist das diffuse Haufenmedium eher eine zwei-Temperatur-Verteilung auf und weniger die üblicherweise angenommene "cooling flow" Struktur.

Die Steilheit der spektralen Energieverteilung von aktiven Galaxien hat im ROSAT Energieband eine größere Dispersion als bisher angenommen. Die Steilheit korreliert außerdem mit der Breite (FWHM) der optischen Hb Linie. Diese Korrelation kann durch ein Zweikomponenten-Modell mit einem Planck'schen Strahlungsgesetz (Emission der Akkretionsscheibe) und einem Potenzgesetz (Emission der Akkretionsscheiben-Korona) erklärt werden. Der bestimmende Parameter ist das Verhältnis von Akkretionsrate zum Quadrat der Masse des Schwarzen Loches.

Eine systematische Untersuchung heller röntgenweicher AGNs (aktiver Galaxienkerne) im Optischen zeigte, daß die meisten dieser Quellen sehr niedrige oder gar keine Polarisation zeigen. Dies steht im Einklang mit der Analyse der Röntgenspektren, bei denen sich keine Hinweise auf starke intrinsische Absorption ergaben. Beides deutet auf unabsorbierte, direkte Sicht ins Zentrum der AGNs hin. Interessante Ausnahmen sind die beiden hoch-polarisierten Quellen IRAS 1334+24 und IRAS 1239+33, die sowohl mit ROSAT als auch mit ASCA intensiv untersucht wurden. Erste Ergebnisse deuten bei IRAS 1334+24 auf einen zeitlich veränderlichen, hochionisierten Absorber hin.

Bei einer Korrelation der ROSAT Himmelsdurchmusterung mit dem 87GB Radiokatalog wurde eine Reihe von neuartigen BL Lac Objekten gefunden, einer speziellen Klasse von aktiven Galaxienkernen. Die Analyse der spektralen Energieverteilung dieser Quellen und detaillierte Röntgenspektren, die mit den Satelliten ASCA und BeppoSAX gewonnen wurden, zeigen, daß es sich dabei um die lange vermuteten Bindeglieder zwischen den bereits bekannten Klassen der röntgen- und der radioselektierten BL Lac Objekte handelt (Abb. 2.32). Die bislang existierende Zweiteilung beruhte also auf Selektions-effekten in den untersuchten Stichproben.

Mit statistischen Methoden wurden die Röntgeneigenschaften einer großen Stichprobe radio-lauter Quasare mit flachen Radiospektren untersucht. Daraus ergaben sich eine Reihe von Indizien, die eine frühere Behauptung stützen, wonach die beobachtete starke Rötung des optischen Kontinuums in einer Vielzahl von Quasaren dieser Stichprobe auf intrinsische Staubabsorption zurückzuführen ist.

Der ROSAT Deep Survey im "Lockman Hole" ist mit insgesamt 1,4 Millionen Sekunden die längste und empfindlichste Röntgenbeobachtung. Die Flächendichte der Röntgenquellen erreicht 1000/Quadratgrad, womit 70 bis 80 % des extragalaktischen diffusen Hintergrundes bei 1 keV in diskrete Quellen aufgelöst werden. Dabei handelt es sich vorwiegend um AGNs. Zusammen mit den Ergebnissen der ROSAT Himmelsdurchmusterung und verschiedenen ROSAT Beobachtungen mittlerer Tiefe ergibt sich Evidenz für eine starke kosmologische Evolution der Raumdichte von AGNs geringer Leuchtkraft.

Nach dem Abschluß der ROSAT Mission werden vor allem das europäische Röntgenobservatorium XMM und die deutsche Mission ABRIXAS in den nächsten Jahren als zukünftige Beobachtungsinstrumente für die Röntgengruppe dienen. Ein großer Teil unserer Kapazitäten wurde daher 1998 für die Fertigstellung und Kalibration der Instrumentation dieser beiden Satelliten eingesetzt. Auch der amerikanische Röntgensatellit Chandra (früher AXAF), an dem sich das Institut ebenfalls stärker beteiligt hat, spielt in unserer Planung eine wichtige Rolle. Daneben sind wir an einer Reihe weiterer internationaler Röntgenprojekte beteiligt.

XMM, the "X-ray Multi Mirror" mission, is the second cornerstone of the ESA programme "Horizon 2000" and the most ambitious astronomical satellite project presently undertaken in Europe. After the launch, now foreseen for January 2000, the observatory will observe the X-ray sky with sensitivities at medium and high spectral resolution that by far exceed the performance of earlier missions. Our institute contributes to this project in three areas: (1) MPE provides the Telescope Scientist, responsible for the design and calibration issues of the X-ray telescopes. (2) Within the EPIC collaboration, MPE develops, builds and calibrates the pn-CCD camera, one of the 3 focal XMM instruments. (3) In addition, MPE is part of the Survey Science Centre consortium, that will undertake the standard processing and analysis of all XMM data. Through these participations we acquired appreciable data rights from the "Guaranteed Time" observation program, for which we forwarded proposals that had beforehand been selected from a call for proposals within the institute. Both the "Guaranteed Time" program as well as the programs for the calibration and performance verification phases of XMM were intensely discussed in the XMM Science Working Team and, at the end of last year, eventually forwarded to the XMM Observation Time Allocation Committee, a committee nominated by ESA, for refereeing and acceptance of the XMM mission program.

Die Eichung der ersten drei, je aus 58 ineinandergeschachtelten Schalen bestehenden XMM Spiegelmodule, wurde schon 1997 in unserer Testanlage PANTER durchgeführt. Die Vermessung eines vierten Moduls (FM4) im ersten Halbjahr 1998 schloß die Kalibrationen planmäßig ab. Die Abbildungseigenschaften von FM4 erwiesen sich dabei als nochmals verbessert gegenüber den hervorragenden Werten der ersten drei Module. Mit den beim FM4 erreichten Leistungen von nur 4,5" FWHM (der Winkeldurchmesser, bei dem die Intensität im Bild einer Punktquelle auf die Hälfte der zentralen Intensität sinkt) und 13" für die HEW (der Winkeldurchmesser der Fläche, die die Hälfte der Photonen im Bild einer Punktquelle enthält) wurden die Spezifikationen um mehr als einen Faktor zwei unterboten. Die drei besten Spiegelmodule wurden inzwischen in den Satelliten integriert.

The calibration of the first three XMM mirror modules, each consisting of 58 nested mirror shells, had been already performed in 1997 at our test facility PANTER. With the measurement of a fourth mirror module (FM4) in the first half of 1998, the mirror calibration phase was completed as planned. The measurements demonstrated that the imaging properties of FM4 were even better than the already excellent performance achieved by the first 3 modules. With an angular resolution of 4.5" FWHM (the angle at which the intensity of a point source drops to half its central value) and of 13" HEW (angular diameter of the area in which half the photons from a point source are focussed), achieved by module FM4, the specifications were exceeded by more than a factor of 2. The three modules with the best overall performance have in the meantime been integrated into the satellite.

Das Kernstück der pn-CCD Kamera bildet ein im Halbleiterlabor des MPE entwickelter CCD Detektor mit einer aktiven Fläche von 6 cm x 6 cm. Die große Dicke der Siliziumscheibe und der Einfall der Strahlung auf die unstrukturierte Rückseite des Chips garantieren eine hohe Quantenausbeute im Energiebereich von 0,1 bis über 17 keV. Die Größe der einzelnen Bildelemente (Pixel) wurde an die Winkelauflösung des Teleskops angepaßt, woraus sich eine Reihe von Vorteilen für die Auslese des Detektors ergibt. Die Kamera beherbergt auch die hochkomplizierte, redundant ausgelegte Betriebselektronik, die zusammen mit der Universität Tübingen entwickelt wurde und eine Reihe unterschiedlicher Betriebsmoden erlaubt. Als weitere Komponente ist das Filterrad zu nennen, das neben einer Kalibrationsquelle verschiedene Filter zur bestmöglichen Unterdrückung der jeweils herrschenden "Störlicht-Bedingungen" besitzt.

Im vergangenen Jahr durchliefen die XMM Flugkamera und die Flugersatzkamera mehrere ausgedehnte Kalibrationsperioden. Im Februar/März wurden in der Testanlage PANTER die verschiedenen Betriebsmoden des Detektors im offenen Röntgenstrahl und im Fokus eines der XMM-Flugspiegel geeicht. Außerdem wurden zahlreiche "flat fields" bei verschiedenen Energien und mehreren CCD Temperaturen aufgenommen. Dieselbe Kamera stand im Mai/Juni in Orsay, Frankreich, hinter einem der Strahlrohre der dortigen Synchrotronanlage. Mit Hilfe von Monochromatoren wurde für den Energiebereich von 0.15 bis 17 keV die Quanteneffizienz des CCDs bestimmt. Nach Fertigstellung des Flugersatzdetektors wurde eine erste Eichung seiner Quanteneffizienz in Berlin am BESSY durchgeführt. Daran schloß sich eine weitere Kalibrationskampagne in Orsay an. Beide Kameras durchliefen außerdem erfolgreich die Qualifikationstests in unseren Testanlagen in Garching (Vibration) und in Neuried (Thermal-Vakuum). Nachdem eine Reihe von technischen Problemen die rechtzeitige Abgabe der Flugkamera vereitelt hatte, wurde schließlich am 7. Dezember die Flugersatzkamera der Fa. Dornier zur Integration in den Satelliten beigestellt.

Das XMM Survey Science Centre (SSC) Konsortium ist innerhalb des XMM Projekts verantwortlich für die Entwicklung von wissenschaftlichen Auswerteprogrammen (zusammen mit ESA), die Durchführung einer Standardanalyse aller XMM Beobachtungen sowie die Erstellung eines XMM-Quellkatalogs und eines Identifizierungsprogramms für den "XMM serendipitous X-ray survey". Innerhalb des Konsortiums hat das MPE die Entwicklung von Software übernommen, die kalibrierte Photonen-Datensätze für die EPIC pn-Kamera erzeugt. Auch entwickeln wir Programme mit graphischen Benutzeroberflächen, die zur Qualitätskontrolle der Datenprodukte aus der Standardanalyse benötigt werden. Hierbei können wir auf einschlägige Erfahrungen bei der Überprüfung der ROSAT Quellkataloge zurückgreifen. 1998 haben wir vorläufige Versionen dieser Module in zwei Software Ausgaben der ESA eingebunden.

Nach der Fertigung der ABRIXAS Flug-Spiegelsysteme bei der Firma Carl Zeiss wurden die Spiegel noch 1998 beim Satelliten-Hauptauftragnehmer OHB-System in Bremen in den Satelliten eingebaut (Abb. 2.33). Dazwischen waren die 7 Flug-Spiegelmodule in der PANTER-Anlage ausgiebig getestet und kalibriert worden Das Programm umfaßte Messungen zur Fokusbestimmung, Abbildungsqualität und effektiven Fläche bei verschiedenen Energien. Die angestrebte Güte der Abbildung, charakterisiert durch den Winkeldurchmesser der Fläche (HEW) im Bild, die die Hälfte der Photonen einer Punktquelle enthält, wurde von allen sieben Spiegeln übertroffen. Die erreichten Werte liegen zwischen 21" und 25" bei 0,93 keV bzw. 26" und 34" bei 8,0 keV. Untersuchungen der Streuanteile ergaben eine Mikrorauhigkeit der Spiegel von 5 Ångstrom und weniger.

Der Bau der mit der XMM Kamera fast identischen ABRIXAS Flugkamera wurde ebenfalls 1998 abgeschlossen. Zum Jahresende 1998 begann die Kalibration der Kamera in der Testanlage PANTER. Erste Ergebnisse zeigen, daß uns für ABRIXAS ein Röntgendetekor mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich Sensitivität, Uniformität und spektralem Energieauflösungsvermögen zur Verfügung stehen wird.

Während der ABRIXAS Mission wird unser Institut eine Standardanalyse aller Daten durchführen und deren Ergebnisse den Kollaborationspartnern zur Verfügung stellen. Die dazu gehörende umfangreiche Software kann dabei weitgehend vom ROSAT Projekt übernommen werden, wo sie mit erheblichem Aufwand für die Auswertung der Himmelsdurchmusterung entwickelt worden war. Trotzdem erfordert die Anpassung noch beträchtliche, zusätzliche Anstrengungen. Nahezu abgeschlossen ist die Umstellung vom ROSAT Betriebssystem VMS auf UNIX. Auch die ABRIXAS Experimentkonfiguration ist inzwischen weitgehend implementiert. Erste Testläufe mit Simulationsdaten haben begonnen.

Nach mehreren Verschiebungen soll das amerikanische Röntgenobservatorium Chandra, früher AXAF (Advanced X-Ray Astrophysics Facility) noch 1999 gestartet werden. Das MPE hat in Zusammenarbeit mit dem holländischen Institut SRON in Utrecht ein Niederenergie-Gitterspektrometer (Low Energy Transmission Grating, LETG) beigesteuert, welches aus 540 einzelnen Transmissionsgittern zusammengesetzt ist. Während des letzten Jahres waren wir mit der Analyse der 1997 bei Messungen in der Röntgentestanlage des Marshall Space Flight Center in Huntsville/Alabama gewonnenen Kalibrationsdaten beschäftigt (Abb. 2.34).

After a number of delays, the US X-ray observatory Chandra, formerly called AXAF (Advanced X-ray Astrophysics Facility), should now be launched in 1999. Our institute, in collaboration with the Dutch institution SRON in Utrecht, provided a low energy spectrometer, the LETG (low energy transmission grating), as part of the instrumentation. The grating itself is composed of 540 individual small grating units. The last year was essentially occupied with analyzing the calibration data of this instrument, data collected in 1997 in the long X-ray test facility of the Marshall Space Flight Center at Huntsville/Alabama (Fig. 2.34).

Auf Einladung der NASA haben wir uns an einem Satellitenvorschlag für das amerikanische Explorer Programm beteiligt. IBEX (International Burst Explorer) soll g -Strahlen-Ausbrüche nach ihrer Entdeckung schneller als bisher möglich untersuchen. Getriggert von einem g -Strahlen-Detektor wird innerhalb von wenigen Minuten zunächst mit Hilfe einer Röntgenweitwinkelkamera, dann mit einem abbildenden Röntgenteleskop und einem parallel dazu betriebenen optischen Teleskop die Strahlung der Ausbrüche beobachtet und die Position der Quelle auf Bogensekunden genau bestimmt. Wir wollen uns mit einer Weiterentwicklung der pn-CCD Kamera von XMM/ABRIXAS beteiligen.

Auf dem russischen Röntgensatelliten Spektrum-Gamma-X deckt das Instrument JET-X den Röntgenbereich von 0,3-10 keV ab. JET-X ist eine Kollaboration zwischen Rußland, Italien, Großbritannien und Deutschland. Der Start der Mission hat sich aufgrund von Schwierigkeiten in Rußland weiter verschoben. Die Aktivitäten an der Nutzlast konnten abgeschlossen werden. Bis zu einem möglichen Start wurde die Nutzlast eingelagert.

>WFXT (Wide Field X-ray Telescope), ein Weitwinkelteleskop auf einem Kleinsatelliten, soll in einer Kollaboration zwischen Italien, USA, UK und Deutschland realisiert werden. Das Ziel dieses italienischen Röntgensatelliten sind Untersuchungen großräumiger Strukturen. Nach dem Abschluß einer Phase-A Studie soll Anfang 1999 eine Entscheidung über die Durchführung des Vorhabens in Italien fallen. Unser Institut ist an der wissenschaftlichen Nutzung interessiert. Im vergangenen Jahr haben wir mit ersten Spiegeltests in der PANTER Anlage begonnen, um ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für die Spiegelschalen zu finden.

Mit XEUS (X-ray Early Universe Spectroscopy) wird zur Zeit die Definition eines Röntgenobservatoriums der nächsten Generation im europäischen Rahmen diskutiert. Ziel ist es, ein leistungsstarkes Teleskop mit 10 m² effektiver Sammelfläche zu entwickeln, das eine Vielzahl von Detektoren und Spektrometern bedient. Unser Institut beteiligt sich unter der Federführung der ESA an ersten Studien hierzu. Dabei steuert MPE seine Expertise auf den Gebieten der Spiegelentwicklung und der Halbleiterdetektoren bei. In der Testanlage PANTER in Neuried haben wir erste Spiegel-Testproben vermessen.

Die Basis für erfolgreiche Wissenschaft in der Röntgen-astrophysik liegt nicht zuletzt in der Möglichkeit ausreichend mit aktuellen Daten arbeiten zu können, die man sich mit einer Beteiligung an dem Bau oder der Kalibration der Satelliteninstrumentation sichern kann. Dies ist nur mit Labors und Testeinrichtungen möglich, die im internationalen Vergleich bestehen können. Neben den kleineren Labors im Institut, in dem einzelne Komponenten der Instrumente entwickelt und getestet werden, besitzt die Röntgengruppe mit der 130 m langen PANTER Teststrecke in Neuried und der kleineren ZETA Installation im Institut sehr effektive Möglichkeiten Detektoren, Spiegel, Gitter, ja sogar ganze Satelliteninstrumente umfangreich mit Röntgenstrahlen zu untersuchen und zu kalibrieren. Das Halbleiterlabor in München-Pasing betreibt mit großem Erfolg die Entwicklung von optimal an das jeweilige Instrument angepaßten Detektoren. Ein weiteres Labor in Garching-Hochbrück, in dem UV Eigenschaften einzelner Komponenten vermessen werden können, ergänzt die Untersuchungsmöglichkeiten.

Auch im vergangenen Jahr war die Testanlage PANTER zu mehr als 60 % der Zeit durch Tests und Kalibrationen für die XMM Instrumente belegt. Während der ersten 3 Monate haben wir in aufwendigen Tests eine MOS-CCD Kamera und eine pn-CCD-Kamera vermessen, sowohl im konvergenten Strahlengang eines XMM Spiegelmoduls als auch im direkten Strahl ohne Röntgenoptik. Geeicht wurde auch eine Konfiguration mit einem Reflexionsgitter hinter dem Spiegelmodul. Mit dem letzten Test für XMM, einem Thermal-Vakuumtest der pn-CCD-Kamera im November 1998, wurde schließlich die über zehnjährige Entwicklungsphase für dieses Projekt erfolgreich abgeschlossen. Ebenfalls erfolgreich verlief ein Thermal-Vakuumtest mit der Fokalinstrumentierung von ABRIXAS. Neben den röntgenoptischen Untersuchungen beschäftigten wir uns in kleineren Testkammern auch mit Ausgasuntersuchungen für die Vorhaben XMM und ABRIXAS. Für das Röntgenteleskop von WFXT haben wir 2 Spiegelschalen vermessen. Die erste war mit dem bei XMM angewandten Replikationsverfahren hergestellt worden, bei der zweiten war als Spiegelträger Siliziumkarbid und ein Epoxidharz-Replikationsverfahren eingesetzt worden. Es zeigte sich, daß mit beiden Verfahren Spiegelsysteme mit der geforderten räumlichen Auflösung von 10 bis 15 Bogensekunden hergestellt werden können.

In the past year, the test facility PANTER was again occupied to more than 60 % of the time with tests and calibrations for the XMM instrumentation. During the first 3 months, a MOS-CDD camera and a pn-CCD camera underwent thorough testing, both in the convergent beam of an XMM mirror module, and without X-ray optics. These tests were complemented further by calibrating a configuration whereby a reflection grating was located behind the mirror module. With the last test for the XMM mission, a thermal vacuum test of the pn-CCD camera in November 1998, the more than 10 year long development phase for this project in our test facility finally came to a successful end. Also successfully performed was a thermal vacuum test with the ABRIXAS focal plane instrumentation. Besides the different X-ray measurements, investigations of the outgassing properties of different components for the ABRIXAS and XMM instruments were performed. For the WFXT project, two mirror shells underwent detailed tests. The first mirror shell had been produced by the same replication process as used with XMM, while the second mirror had been manufactured using silicon carbide as the material for the mirror base, and an epoxy replication technique. The analysis demonstrated that, with both methods, mirror systems with the specified angular resolution of 10 to 15 arcsec can be manufactured.

In der Testanlage ZETA vermaßen wir die Eigenschaften der bei uns eingesetzten Röntgenquellen sehr genau. Außerdem testeten wir verschiedene ABRIXAS Spiegelproben und untersuchten Filter-Transmissionen für ABRIXAS und XMM. Ebenfalls im Zusammenhang mit den Projekten XMM und ABRIXAS führten wir in dem UV-Testlabor eine Reihe von UV-Untersuchungen durch, insbesondere Messungen von Filtertransmissionen und der Ansprecheffizienz von in unserem Halbleiterlabor entwickelten pn-Dioden.

Im Mittelpunkt der Aktivitäten des Halbleiterlabors, das das MPE zusammen mit dem MPI für Physik betreibt, standen im vergangenen Jahr die Integration, Qualifikation und Kalibration von zwei Flugkameras und einer Flugersatzkamera für XMM und ABRIXAS. Durch eine metallische Kontamination während der Tests wurden etwa 2,5 % der sensitiven Fläche des XMM/EPIC Flugdetektors deaktiviert. Eine Reparatur dieses Detektors kann nun begonnen werden, nachdem an dessen Stelle der Flugersatzdetektor in den Satelliten eingebaut wurde. Mit lediglich 8 unsensitiven von insgesamt 153.600 Bildzellen ist der XMM Flugersatzdetektor der größte, quasi fehlerfrei gefertigte, Röntgen-CCD. Obwohl der ABRIXAS Detektor bei einer um etwa 20° höheren Betriebstemperatur betrieben wird, ist er dem XMM Detektor fast ebenbürtig. Er hat – bedingt durch einen Fehler in der Photolithographie – eine unsensitive Bildspalte und etwa 20 über das ganze Gesichtsfeld verteilte "verrauschte" Pixel. Dies entspricht einem Ausfall von etwa 0,14 % der gesamten Bildfläche. Beide Detektorsysteme liegen in ihren Eigenschaften innerhalb der eng gesteckten Spezifikationen. Für die geplanten XEUS und IBEX Missionen haben wir neue Konzepte für Fokaldetektoren entwickelt. Es handelt sich dabei um aktive Pixelsensoren und um Frame Store pn-CCDs. Sie werden derzeit numerisch simuliert und auf ihre Realisierbarkeit hin überprüft. Zwei bei BESSY absolut kalibrierte Siliziumdriftkammern (Abb. 2.35), die wir zur Absoluteichung der ABRIXAS Flugkamera benötigen, wurden in der PANTER Testanlage installiert und in Betrieb genommen.

During the past year central activities within the solid state laboratory, which MPE operates in collaboration with the MPI für Physik, were the integration, qualification, and calibration of two flight cameras and one flight spare camera for XMM and ABRIXAS. Due to a metallic contamination during the tests, about 2.5 % of the sensitive area of the XMM flight detector was deactivated. As a replacement for this detector, the XMM flight spare camera had to be delivered beginning of December to the spacecraft contractor Dornier. With as little as 8 insensitive pixels out of the total 153,600 image cells, the XMM flight spare model is the largest, near-perfectly manufactured X-ray CCD chip. Despite the 20° higher operating temperature of the ABRIXAS detector, the chip displays almost the same quality as the XMM chip. It has – caused by a problem in the photo-lithographic process – one insensitive image column, and about 20 noisy pixels distributed over the face of the detector. In total, this corresponds to a loss of about 0.14 % of the sensitive chip area. The performance figures of both detector systems are within the narrow specifications. For the future IBEX and XEUS missions, concepts for new types of focal detector systems have been developed, so-called active pixel sensors and frame store pn-CCDs. At the present time their properties are being numerically simulated and the possibilities of manufacturing them are being thoroughly checked. Two of the silicon drift chambers (Fig. 2.35) were absolutely calibrated at Bessy and installed in the PANTER facility, to support the absolute calibration of the ABRIXAS flight camera.

Wegen auslaufender Betriebsgenehmigungen am Standort München-Pasing, aber auch wegen der technischen Begrenzungen, wurde gemeinsam mit der Generalverwaltung der MPG eine Mietlösung für ein neues Halbleiterlabor auf dem Gelände der ^"Zentralen Forschung" von Siemens in München Neuperlach erarbeitet. Bereits vor der Unterzeichnung der Mietverträge Ende Dezember 1998 wurden die umfangreichen Umbaumaßnahmen für das neue Labor begonnen. Die Fertigungstechnologie soll im Mai 1999 eingerichtet werden und der Umzug der Mitarbeiter ist für August 1999 vorgesehen. Wenn die Arbeiten wie geplant vorangehen, wird das Labor Mitte 2000 wieder vollständig betriebsbereit sein.