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News: Ganz genau hinschauen

Astronomen haben es schwer! Erstens können sie kaum Experimente machen, um ihre Theorien zu testen, und zweitens sind die Objekte ihres Interesses so ungemein weit weg. Kein Wunder also, dass sie sich über jedes neue Fernrohr freuen, dass noch besser als seine Vorgänger die Tiefen des Alls in die Sternwarte holt. Über die neueste Entwicklung in der Röntgenastronomie werden sie womöglich sogar in lauten Jubel ausbrechen: Ein Verbund mehrerer Teleskope soll so leistungsfähig sein, dass er eine Frisbee-Scheibe auf der Sonne ausmachen könnte. Im Labormaßstab funktioniert die Schaltung schon.
Wie gut wir weit entfernte Objekte erkennen können, hängt von der Dichte der Sehzellen im Bereich der Fovea – der "Sehgrube" – des menschlichen Auges ab. Ohne Hilfsmittel fallen zwei Lichtstrahlen, die in einem Winkel von weniger als einer Bogenminute eintreffen, auf die gleiche Stelle der Netzhaut. Mit den großen Fernrohren, die in der Mitte des 20. Jahrhunderts aufgestellt wurden, ließ sich die Auflösung bis auf eine Bogensekunde verbessern – damit wäre ein Groschen auf fünf Kilometer Entfernung gerade noch zu sehen. Das Weltraumteleskop Hubble drückte die Grenze im optischen Bereich schließlich auf 0,1 Bogensekunde.

Noch besser sind Radioteleskope. Ganze 0,001 Bogensekunden klein darf ein Objekt damit erscheinen. Gleich um den Faktor 3000 wird ein neues Röntgenteleskop diesen Rekord schlagen, kündigen Webster Cash von der University of Colorado in Boulder und seine Mitarbeiter an (Nature vom 14. September 2000). Zwar haben sie momentan nicht mehr vorzuweisen als einen Prototypen, der auf einen Tisch passt, doch das Prinzip wird ihrer Ansicht nach auch bei großen Anlagen funktionieren.

Die Wissenschaftler nutzen einen Trick, den Radioastronomen schon lange anwenden: Anstelle eines einzelnen Teleskops kann man gleich mehrere weit entfernte Systeme zusammenschalten, die dann eine so gute Auflösung haben wie ein einzelnes Gerät, das so groß ist wie die Distanz zwischen den Empfangsschüsseln. Cashs Röntgenteleskop arbeitet statt mit einem Spiegel mit vieren, später sollen es noch viel mehr sein. Sie reflektieren die elektromagnetische Strahlung zu einem Detektor. Dabei kommt es zu Überlagerungen der Wellen, weshalb die Methode auch als Interferometrie bezeichnet wird. "Ein optisches Teleskop mit dem Auflösungsvermögen dieses neu entwickelten Röntgenteleskops könnte benutzt werden, um die Haare auf dem Kopf eines Astronauten zu zählen, während dieser auf dem Mond steht", sagt Cash.

Die wahren Vorhaben der Forscher sind dagegen weniger praktisch. Sie möchten gerne die Umgebung von schwarzen Löchern genauer betrachten. Am Ereignishorizont – jener unsichtbaren Grenze, hinter der selbst das Licht für immer verschwindet – strahlt die Materie im Strudel der Gravitationskraft vorwiegend Röntgenwellen ab. Was dabei genau passiert, könnten Astronomen mit einem Interferometrie-Röntgenteleskop beobachten.

Der Schritt vom Labortisch in den Weltraum ist für die Zeit nach 2010 geplant. Im Rahmen der MAXIM Pathfinder Mission will die NASA zunächst das Verfahren mit einer einzelnen Raumsonde, die über mehrere Spiegel und einen Detektor verfügt, testen. Später soll dann MAXIM folgen, eine ganze Flotte winziger Satelliten in präziser Formation, deren Spiegel das Röntgenlicht auf einen Detektor in fast 500 Kilometer Entfernung werfen. "Wir werden die Staubscheiben um Sterne, die Bildung astrophysikalischer Jets sehen und uns Materieklümpchen anschauen, die auf Spiralbahnen in schwarze Löcher fallen", schwärmt Cash schon jetzt.

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