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Röntgen-Späher am heißen Himmel

Hätten wir Röntgenaugen, würden wir einen völlig anderen Sternenhimmel sehen: Der Mond wäre so lichtschwach, daß wir ihn sehr schwer finden könnten. Viele hundert Millionen Lichtjahre entfernte Sternsysteme dagegen strahlten auffallend hell.

Für Astronomen sind solche Unterschiede sehr reizvoll. Die Forscher bekommen zusätzliche Informationen, die ihnen zum Beispiel bei der Aufklärung von Sternexplosionen oder bei der Untersuchung Schwarzer Löcher helfen. Leicht ist es allerdings nicht, die Röntgenphotonen aus dem All nachzuweisen, denn sie durchdringen nicht die Erdatmosphäre – und mit unseren hypothetischen Röntgenaugen müßten wir über die Erdatmosphäre hinausfliegen, um den Röntgenhimmel zu sehen: Bei vielen Wechselwirkungen mit den Molekülen der Luft wird die Energie der Röntgenphotonen vollständig aufgezehrt – und das ist gut so für uns, denn unter ständigem Röntgenbeschuß hätte sich kein Leben entwickeln können.
Besonders erfolgreich war der im Sommer 1990 gestartete deutsche Röntgensatellit ROSAT. Zu den damals bekannten 5000 Röntgenquellen entdeckte er etwa 145000 neue. „ROSAT hat uns ein neues Bild des Himmels beschert“, resümiert der Leiter des Projekts, Prof. Joachim Trümper vom Max-Planck- Institut für Extraterrestrische Physik in Garching. ROSAT gilt als einer der erfolgreichsten Astronomiesatelliten.
Im Dezember 1998 stellten die Astronomen seinen Betrieb ein. Doch bald wird es Ersatz geben: Noch im Frühjahr 1999 soll der deutsche ROSAT-Nachfolger ABRIXAS starten. Die amerikanische Röntgensternwarte AXAF (Advanced X-ray Astrophysics Facility) kommt erst im August zum Zuge. Sie hat den Beinamen „CHANDRA“ bekommen – zu Ehren des indisch-amerikanischen Physik-Nobelpreisträgers von 1983 Subrahmanyan Chandrasekhar (1910 bis 1995), der sich mit den Endstadien der Sternentwicklung beschäftigt hatte. Außerdem bedeutet CHANDRA im Sanskrit soviel wie Helligkeit oder Mond.
Dritter im Bunde wird Anfang 2000 das europäische Röntgenobservatorium XMM sein. „Die Aufgaben aller drei Forschungssatelliten werden sich ergänzen“, meint Prof. Trümper. Geplant sind sowohl Detailstudien schon bekannter Röntgenquellen als auch neue Himmelsdurchmusterungen in bislang noch unerforschten Teilen des Röntgenspektrums.
ABRIXAS – die Spürnase für neue Röntgenquellen ROSAT sah am Himmel nur die sogenannte weiche Röntgenstrahlung, die von Teilchen mit Energien von 100 bis zu 2400 Elektronenvolt stammt. Zum Vergleich: Die Elektronen in einer Fernsehröhre haben etwa 20000 Elektronenvolt. Das energieärmere Röntgenlicht könnte man in Analogie zum sichtbaren Licht den „rötlichen“ Bereich des Röntgenspektrums nennen. Der deutsche Kleinsatellit ABRIXAS – die Abkürzung steht für A Broad Band Imaging X-ray All-Sky Survey – wird das All zusätzlich in den „gelblichen“ Farben des Röntgenlichts kartieren, die bis zu 10000mal energiereicher sind als die mit dem Auge sichtbaren Lichtteilchen.
Der wissenschaftliche Projektleiter Prof. Günther Hasinger vom Astrophysikalischen Institut Potsdam rechnet mit der Entdeckung von etwa 10.000 neuen Röntgenquellen. Sie blieben bisher hinter Gas- und Staubwolken der Milchstraße verborgen, die für weiche Röntgenstrahlen undurchdringlich sind.
Die Astronomen erwarten, daß die meisten neuentdeckten Röntgenquellen Galaxien sind, in deren Zentrum Schwarze Löcher unvorstellbar große Energiemengen freisetzen. Die Detailstudien der Galaxienzentren bleiben den nachfolgenden neuen großen Röntgenobservatorien überlassen.
Die schärfsten Röntgenaugen wird CHANDRA haben. Der Satellit ist so groß wie ein vierstöckiges Haus und wird mit dem Space Shuttle in die Umlaufbahn gebracht. Das Teleskop besitzt einen Spiegeldurchmesser von 1,2 Metern (siehe Kasten „Wolter-Teleskope – spiegelnde Hülsen“). CHANDRA kann damit zehnmal feinere Details sehen als die Vorgänger, so Dr. Martin Weisskopf, zuständiger Projektwissenschaftler im Marshall-Raumflugzentrum der NASA.
Mit CHANDRA werden die Astronomen die heißen Gashüllen von vielen tausend Sternen unter die Lupe nehmen, die Überreste von Sternexplosionen in der Milchstraße, in den Magellanschen Wolken und im 2,4 Millionen Lichtjahre entfernten Andromeda-Nebel studieren sowie in die Kernbereiche weit entfernter Galaxien vordringen. Er wird noch Galaxien sehen können, deren Röntgenlicht hundertmal schwächer ist als das der von ROSAT gerade noch wahrgenommenen Objekte.

Uwe Seidenfaden
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