Heute wieder zurück in die himmlische Welt: harte Fakten über die weiche Röntgenstrahlung.

Blick in die Vergangenheit: Rosat, ein Satellit, der 1990 gestartet ist und mit seinem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre 2011 verglühte. Schnee von gestern? Keineswegs! Rosat, in den achtziger Jahren konzipiert und ein echter Meilenstein der deutschen Raumfahrt, hat schon Generationen von Wissenschaftlern befasst – und kein Ende in Sicht.

In den neunziger Jahren machte Rosat wissenschaftliche Schlagzeilen, als er den Himmel erstmals vollständig auf Röntgenquellen durchsuchte und dabei rund 10.000 Röntgenquellen detektierte. Der aus den Beobachtungsdaten erstellte Himmelskatalog des universalen weichen Röntgenlichts ist nicht nur der erste, sondern bis heute der einzige vollständige Katalog himmlischer Strahlungsquellen im Röntgenbereich.

Die von ihm erhobenen Daten waren Grundlage etlicher neuer Erkenntnisse in der Astronomie und haben über zwei Jahrzehnte eine Flut wissenschaftlicher Veröffentlichungen ausgelöst. Zwar gibt es inzwischen andere Satelliten, die einzelne Himmelsregionen im Röntgenlicht mit größerer Präzision beobachten können, doch sowohl die so erfolgreiche europäische Mission XMM-Newton als auch der amerikanische Satellit Chandra sind nur in der Lage, sehr kleine Ausschnitte des Himmels genau zu untersuchen, also das, was Astrophysiker „Röntgen-Punktquellen“ bezeichnen.

Vor einigen Jahren kam im Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik die Idee auf, die alten, bis heute von Astrophysikern genutzten Daten des universalen Röntgenatlas mit neuen Methoden und besserer Rechnerleistung nochmals auszuwerten und dabei auch noch alle erst später entdeckten systematischen Fehler zu bereinigen. Die erneute Datenauswertung brachte jetzt nicht nur zu einer um zwei Bogensekunden genaueren Positionsbestimmung der bekannten Quellen im Röntgenlicht, sondern förderte weitere 20.000 neue Röntgenpunktquellen ans Licht. Ein Team um den Astrophysiker Thomas Boller, deren Mitglieder schon bei der ersten Auswertung der Rosat-Daten beteiligt waren, hat das „Facelifting“ der Daten durchgeführt und 2016 den zweiten Röntgenatlas von Rosat für die Wissenschafts-Community veröffentlicht.

Neuer Wein in alten Schläuchen also! Ich fand, das ist eine spannende Geschichte aus der Astronomie. Und ganz nebenbei auch eine, die allmählich Schule machen könnte. Denn das Recyceln alter Daten mit neuen Methoden ist durchaus ein probates Mittel, mit vergleichsweise geringem finanziellen Aufwand Neues finden zu können. Darüber wollte ich also mehr wissen, habe das Team in Garching besucht und so allerlei interessante facts & figures aus der sogenannten Hochenergie-Astrophysik erfahren.

Die Röntgen-Astrophysiker erläutern mir in der Sendung, welche Besonderheiten bei der Röntgenastronomie bestehen, wieso die Entfernungsmessung der mehr als 100.000 bekannten Strahlungsquellen nur ganz selten möglich ist und – damit ursächlich zusammenhängend – warum die heute nur für wenige Röntgen-Punktquellen mögliche Röntgenspektroskopie von Himmelsobjekten nicht nur für die Verortung der Strahlungsquellen, sondern auch für das kosmologische Verständnis wichtig ist.

Die Spektroskopie im Röntgenbereich steckt heute noch in den Kinderschuhen, selbst im wesentlich besser untersuchten optischen Bereich sind nur rund zehn Prozent aller Lichtquellen spektroskopisch untersucht. Mit der vollständigen Himmelsdurchmusterung durch eRosita, wichtigste Nutzlast an Bord des russischen Satelliten SRG – für Spektrum-Röntgen-Gamma –, soll die Röntenspektroskopie jedoch einen mächtigen Schub erhalten. Dessen Start ist für 2017 geplant. Mit dem vom Max-Planck-Institut gebauten Rosat-Nachfolge-Teleskop wird der ganze Röntgenhimmel dann ein zweites Mal vollständig durchmustert: dann zehnmal empfindlicher als es Rosat konnte und vor allem in noch höheren Energiebereichen. Strahlung bis zu acht Kilo-Elektronen-Volt wird er aufspüren können und so auch für Röntgenpunktquellen neue spektrale Erkenntnisse bringen. Vor 2020 ist damit jedoch nicht zu rechnen. Bis dahin wird der zweite Rosat-Atlas deshalb für die Astrophysiker gute Dienste leisten können.

Röntgenastronomie befasst sich vor allem mit den „Exoten“ des Himmels, da diese die stärksten Röntgenstrahler sind: Schwarze Löcher, Pulsare und Quasare, die bis zu den Grenzen des bekannten Universum nachweisbar sind. Sie zeigt den Himmel in spezifischem Licht, im Infrarot oder dem optischen Spektralbereich unterscheidet sich die Himmelsansicht ganz erheblich. Die Trenddisziplin der „Multiwavelength Astronomy“ versucht, die mit höchst unterschiedlichen Technologien gemessenen Lichtemissionen unterschiedlicher Spektralbereiche sozusagen “übereinander” zu bringen und bestimmten Himmelsobjekten im Raum eindeutig zuzuordnen. Denn will man die den beobachtbaren astronomischen Phänomenen zugrunde liegenden physikalischen Prozesse verstehen, reicht die Analyse des Lichts einer Wellenlänge allein nicht aus. Es müssen die Informationen des gesamten Spektrums herangezogen werden. Erst die Zusammenführung der Beobachtungen vom Infraroten über den optisch sichtbaren Bereich bis zu jenen der Röntgen- und Gammastrahlung ergibt das “ganze Bild”, das Astrophysiker wie Dr. Antonis Georgakakis finden wollen.

Und hier noch die Talks als ausführliches Bonus-Material.

Thomas Boller berichtet über die Hintergründe des neuen Röntgenatlas.

Mit Frank Haberl habe ich vor allem über die Thematik spektroskopischer Röntgenforschung gesprochen.

Michael Freyberg gibt ein paar Informationen über eRosita und berichtet dann über die berühmte Eisen-Linie im universalen Spektrum, die nun mit der zweiten Himmelsdurchmusterung durch eRosita bald ins Visier der Röntgenforschung geraten wird.