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, so wie auch Radiowellen und das sichtbare 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.
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 Röntgenstrahlung aussenden.
Die Röntgenastronomie
liefert viele neue Informationen über die Strukturen ausgedehnter
Quellen: Überreste explodierter Sterne, die von einigen Galaxien nach
außen gerichteten Materiestrahlen oder heiße Gase, die um ein schwarzes
Loch im Zentrum einer Galaxie kreisen.
Viele starke kosmische Röntgenquellen
stellten sich als Doppelsterne
heraus, 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.
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.