Röntgenastronomie auf Briefmarken
 

Im Herbst 1999 brachte die Deutsche Post einige Briefmarken mit astronomischen Themen heraus. Die Briefmarken zeigen kosmische Motive, überwiegend im Röntgenlicht.

Was haben Röntgenstrahlen, die den meisten von uns durch medizinische Anwendung bekannt sind, mit dem Sternenhimmel zu tun? Die Röntgenstrahlen wurden im Jahre 1895 von dem deutschen Physiker und Nobelpreisträger (1901) Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt. Sie sind energiereiche, kurzwellige und durchdringende elektromagnetische Wellen, vergleichbar mit Radiowellen und dem sichtbaren Licht. Sie entstehen beim plötzlichen Abbremsen von Elektronen in einer Röntgenröhre. Aber auch sehr heißes Gas mit Temperaturen von vielen Millionen Grad, wie es im Weltall vorkommen kann, sendet Röntgenstrahlung aus.

Bild 1 zeigt den Gesamthimmel im Gammalicht, dies ist extrem kurzwellige Röntgenstrahlung. Im Hintergrund wird das Gammastrahlenobservatorium und der vergrößerte zentrale Teil unserer Milchstraße gezeigt. In der Mitte des Bildes ist die galaktische Scheibe mit dem galaktischen Zentrum sichtbar

Um möglichst viel über die Welt draußen im Raum zu erfahren, wurden nach dem Zweiten Weltkrieg neben dem sichtbaren Licht auch andere Strahlenarten zur Beobachtung verwendet: Infrarotstrahlung, Radiowellen und die Röntgenstrahlung. Allerdings wird die Röntgenstrahlung völlig durch die Erdatmosphäre absorbiert, so dass die Detektoren und Röntgenteleskope in mindestens 120 km Höhe gebracht werden müssen.

Als Geburtsstunde der Röntgenastronomie kann das Jahr 1949 gelten, als der Amerikaner Burnight entdeckte, dass die Sonne Röntgenstrahlen aussendet. Die Röntgenuntersuchung der Sonne wurde während der sechziger und siebziger Jahre durch die NASA höchst erfolgreich fortgeführt. Bis 1970 waren ungefähr 50 weitere Röntgenquellen im Weltall entdeckt worden, darunter auch der Krebsnebel, ein Überrest einer Supernova, die vor 900 Jahren beobachtet wurde. In den achtziger Jahren konnte die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen der Röntgenteleskope erheblich gesteigert werden, was zur Entdeckung von mehreren Tausend neuen Röntgenquellen führte. Auch große Bereiche einer Galaxie können Röngtenstrahlung aussenden. Die Röntgenastronomie liefert viele neue Informationen über die Strukturen ausgedehnter Quellen: Überreste explodierter Sterne, die von einigen Galaxien nach außen gerichteten Materiestrahlen, nahe Galaxien.

Bild 2 zeigt die Andromeda-Galaxie. Diese ist ähnlich wie unsere eigene Milchstraße aufgebaut. Die photographische Aufnahme zeigt zudem noch die Spiralstruktur und zwei weitere Begleitgalaxien. Sie ist ungefähr zwei Millionen Lichtjahre von uns entfernt.

Bild 3 zeigt einen explodierten Stern im Röntgenlicht. Diese Marke zeigt eine Explosionswolke eines Supernova-Überrestes im Sternbild Vela (Segel). Die Farben der Röntgenaufnahmen sind ein Maß für Dichte und Temperatur des Gases (je heller desto dichter und heißer).

Viele starke kosmische Röntgenquellen stellen Doppelsterne dar, bei dem von einem normalen, massereichen Stern mit einer ausgedehnten Atmosphäre Materie auf die Oberfläche eines kleinen Begleiters mit extrem hoher Dichte stürzt. Die angesaugten Gasmassen werden durch das starke Gravitationsfeld auf so hohe Geschwindigkeiten beschleunigt, dass sie sich extrem stark erhitzen und dadurch Röntgenstrahlen aussenden. Als Kandidaten für solche superdichten Begleitsterne kommen Neutronensterne in Frage, die praktisch nur aus Kernmaterie bestehen und Objekte mit noch höherer Dichte, die sog. "schwarzen Löcher", bei denen die Gravitation so stark ist, dass nicht einmal Licht entkommen kann. Berühmt wurde das Doppelsternsystem Cygnus X-1 im Sternbild des Schwans. Dort umkreisen sich ein Riesenstern mit etwa 40facher Sonnenmasse und ein vermutlich kollabierter Stern mit etwa 10facher Sonnenmasse, bei dem es sich offenbar um ein schwarzes Loch handelt.

Bild 4 zeigt das Sternbild Schwan. Die Sternkarte mit dem Sternbild Schwan ist dem Sternbildatlas von J. E. Bode aus dem Jahre 1782 entnommen. Das Bild der Radiostrahlung zeigt das Gebiet um das Sternbild Schwan.

Grundsätzlich liefert die Röntgenastronomie Informationen über das Vorkommen und die Verteilung von sehr heißem Gas im Weltall. Sie ergänzt so die herkömmlichen Beobachtungsmethoden, die auf dem sichtbaren Licht und seinen Eigenschaften beruhen.

Der Briefmarkenfreund bewundert die Qualität der abgebildeten Briefmarken. Mögen die obigen Ausführungen den wissenschaftlichen Hintergrund der Abbildungen ein wenig erhellen!

W. Steffen

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