22. Februar 2000

Mit Röntgenstrahlen in die Vergangenheit

10. Dezember letzten Jahres. Start einer Ariane-Rakete im südamerikanischen Kourou. An Bord: der größte und teuerste europäische Satellit, der je gebaut wurde, der Röntgensatellit XMM.

11 Meter lang, vier Tonnen schwer - ausgestattet mit den perfektesten Spiegeln und röntgenempfindlichen CCD-Kameras soll er Röntgenlicht aus dem All einfangen. Auch deutsche Forscher sind am Projekt XMM beteiligt. In der Münchner Testanlage Panter wurde schon die Optik von XMM-Vorgänger Rosat vermessen. XMM wird also nicht das erste, zusammen mit dem amerikanischen Chandra aber das beste Röntgenteleskop im All sein.

"Es enthält Teleskopen mit einer neuen Technologie, es hat sozusagen einen Generationswechsel eingeleitet in der Herstellung von Spiegelsystemen und röntgenempfindlichen Kameras gegenüber zum Beispiel dem, was Rosat gemacht hat. Rosat war über zehn Jahre hinweg ein sehr erfolgreiches Projekt und man kann sagen, dass Rosat die Röntgenastronomie in gewisser Weise revolutioniert hat."

Der Röntgensatellit Rosat hat seit 1990 über 150.000 Röntgenquellen im Kosmos entdeckt. Das Weltall ist also voll mit Röntgenstrahlung. Das ist sehr interessant für die Astronomen: denn diese Röntgenstrahlung kommt vor allem von heißen Himmelsobjekten, also von Sternexplosionen oder aus der Umgebung Schwarzer Löcher.

Das kann man sich so vorstellen: wird ein Gegenstand erwärmt - wie etwa diese Glühwendel - so leuchtet er zunächst überwiegend im roten Bereich. Bei höheren Temperaturen strahlt er vermehrt gelbes Licht aus. Wird er noch heißer, dann leuchtet er bläulich. Genauso verhalten sich Sterne: manche Sterne sind rot, heißere Sterne - etwa die Sonne - leuchten gelb. Sehr heiße Sterne vor allem blau. „ Wenn ein kosmisches Gebilde noch sehr viel heißer ist als ein blauer Stern, und zwar sehr viel heißer, also nicht nur einige tausend Grad, sondern viele Millionen Grad, dann kommt Röntgenstrahlung raus, das heißt im Röntgenbereich sehen wir das heiße Universum. Das sind Objekte wie zum Beispiel schwarze Löcher, Neutronensterne, die Zentren, die superschweren Kraftwerke in den Zentren von Galaxien und so weiter.

Ein sterbender Stern fällt in sich zusammen und explodiert. Riesige Materiefetzen werden ins All geschleudert. Nach einer solchen Supernova bleibt ein sehr heißer Neutronenstern zurück, der vor allem Röntgenstrahlung aussendet. Im sichtbaren Bereich ist der Neutronenstern kaum zu erahnen. Anders im Röntgenbild: der heiße, eben Röntgenstrahlung aussendende Neutronenstern ist gut zu erkennen. Mit Hilfe von XMM werden die Astronomen heiße Objekte wie solche Neutronensterne noch besser untersuchen können. Ein anderes Forschungsgebiet: der Urknall. Je tiefer die Teleskope ins All blicken, desto weiter sehen sie zurück in die Vergangenheit. Dieser tiefste Blick im Röntgenbereich auf Quasare, ist nicht so tief wie im sichtbaren Bereich - aber wertvoller.

„ Wenn wir weit in den Raum hinaussehen, dann wollen wir ja nicht nur ein einzelnes Objekt entdecken, was möglichst weit weg ist, sondern wir müssen ja ganze Objektklassen sehen, wir müssen ja viele von derselben Sorte sehen, um einfach aufgrund der Statistik noch zu einer Aussage zu kommen. Und im Röntgenbereich sehen wir bei großen Entfernungen einfach mehr von diesen Quasaren, als im sichtbaren Bereich."

Die moderne Technik von XMM macht ihn doppelt so teuer wie seinen Vorgänger Rosat. Lohnt sich der Blick auf Neutronensterne und Quasare überhaupt?

„ In wieweit diese Erkenntnisse umsetzbar sind, für die nächste Handy-Generation oder irgend einen Gebrauchsgegenstand, kann man im Vorhinein absolut nicht sagen. Das gilt aber für jeden anderen Gebrauchgegenstand, den sie heute haben, auch. Da waren Erkenntnisse dafür nötig, die teilweise viele Jahrhunderte zurück gingen und die Leute, konnten davon überhaupt nichts ahnen."

Die vielleicht interessantesten Forschungsobjekte von XMM: schwarze Löcher. Die benachbarte Materie verschwindet darin wie Wasser im Abguß einer Badewanne. Auch hier können Röntgensatelliten wie XMM mehr sehen als etwa das Weltraumteleskop Hubble.

„ Diese Materiescheibe heizt sich nach innen sehr stark auf, das heißt, die Materie wird immer heißer, je näher sie dem Schwarzen Loch kommt und ist natürlich am heißesten an dessen Rand; da ist sie so heiß, dass man sie praktisch nur im Röntgenbereich sehen kann. Das heißt, im Röntgenbereich sehen wir die Materie kurz bevor sie im Schlund des Schwarzen Loches verschwindet, wir sehen dem Schwarzen Loch beim Fressen zu."