06.05.2009 · Seit ihrer Entdeckung vor rund 25 Jahren zerbrechen sich die Astronomen die Köpfe darüber, welchen Ursprung die diffuse, die Ebene der Milchstraße gleichmäßig bedeckende Röntgenstrahlung hat. Einzelnen Quellen jedenfalls konnte man sie nicht zuordnen.
Von Günter Paul
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Woher kommt die Röntgenstrahlung der Milchstraße?
Seit ihrer Entdeckung vor rund 25 Jahren zerbrechen sich die Astronomen die Köpfe darüber, welchen Ursprung die diffuse, die Ebene der Milchstraße gleichmäßig bedeckende Röntgenstrahlung hat. Einzelnen Quellen jedenfalls konnte man sie nicht zuordnen. Deshalb dachten sich die Forscher exotischere Erklärungen aus. Nun zeigt sich, dass doch die einfache Deutung zutrifft. Mehr als 80 Prozent der diffusen Strahlung können nach jüngsten Beobachtungen tatsächlich diskreten Quellen zugeordnet werden, die sich früher nicht voneinander trennen ließen.
Der überwiegende Teil der kosmischen Röntgenstrahlung wird von heißen Gasen mit Temperaturen von zehn bis hundert Millionen Grad erzeugt. Auch die aus der Milchstraße stammende Röntgenstrahlung, der die Astronomen die Bezeichnung „Galactic Ridge X-ray Emission“ gegeben haben, ist mit einer maximalen Intensität im Bereich von einigen Kiloelektronenvolt und einer kräftigen, von Eisen erzeugten Emissionslinie bei 6,7 Kiloelektronenvolt typisch für ein stark aufgeheiztes Plasma. Sie ist bis zu etwa 800 Lichtjahren oberhalb und unterhalb der Milchstraßenscheibe nachzuweisen.
Ein heißer Plasmawind
Die spezielle Emission findet man oft bei intergalaktischem Gas in Galaxienhaufen, und die Verteilung der Röntgenstrahlung erinnert an die Galaxie M 82, aus der senkrecht zu ihrer Scheibe ein heißer Plasmawind weht. Damit werden große Mengen an Wärmeenergie fortgetragen, die immer wieder nachgeliefert werden müssen. In der Milchstraße reichten die bekannten Energiequellen nicht aus, einen solchen Verlust wettzumachen.
Dass das heiße Gas gar nicht fortgeweht, sondern von der Milchstraße festgehalten wird, scheidet ebenfalls aus. Dafür ist die Schwerkraft unseres Sternsystems zu gering. Auch der Versuch, die Röntgenstrahlung durch den Zusammenstoß kosmischer Teilchen mit dem interstellaren Medium zu erklären, führte zu keinem positiven Ergebnis.
Jüngere Beobachtungen hatten schließlich gezeigt, dass sich die Röntgenemission der Milchstraße nach dem gleichen Muster zu verteilen scheint wie die Sterne. Daraufhin hat eine Forschergruppe um Mikhail Revnivtsev von der Technischen Universität München ein mit dem Röntgenobservatorium Chandra aufgenommenes Bild näher untersucht, das ein kleines, 16 mal 16 Bogenminuten großes Gebiet nahe dem Zentrum der Milchstraße zeigt. 16 Bogenminuten entsprechen dem halben Durchmesser der Vollmondscheibe am Himmel. Damit das Bild genügend Details aufweist, wurde es in mehreren Etappen etwa zwölf Tage lang belichtet.
Innerhalb des belichteten Areals haben die Forscher mit einer hinreichend großen Wahrscheinlichkeit 473 diskrete Röntgenquellen entdeckt, wie sie in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ berichten. Rechnungen zum Energieausstoß deuten darauf hin, dass es sich zum Teil um Weiße Zwerge in Doppelsternsystemen handelt, die von ihrem jeweiligen Begleiter Materie an sich ziehen. Diese Materie sammelt sich zunächst in einer Akkretionsscheibe an, von wo aus sie mit großer Geschwindigkeit auf den Weißen Zwerg stürzt. Bei der Kollision werden die Gase kräftig aufgeheizt. Auch Doppelsterne mit Komponenten, deren Corona (Atmosphäre) besonders aktiv ist und von „Fackeln“ wie in der Corona der aktiven Sonne geprägt wird, dürften zu den Röntgenquellen gehören. Dass das mit Chandra untersuchte Gebiet typisch für die Milchstraße ist, lassen unabhängige Infrarotmessungen plausibel erscheinen.
