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Röntgenquellen, Energiequellen im Weltraum, die Strahlung im Röntgenbereich des elektromagnetischen Spektrums aussenden. Dabei handelt es sich zum großen Teil um Sterne in späten Entwicklungsstadien, Objekte wie Neutronensterne und Schwarze Löcher. Aber auch normale Sterne senden Röntgenstrahlung aus, wenn auch nur mit geringer Intensität.
Gestirne leuchten nicht nur sichtbar, sondern sie senden auch elektromagnetische Strahlung in anderen Spektralbereichen aus. Röntgenquellen wurden erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts systematisch entdeckt. Die energiereiche Röntgenstrahlung der Gestirne gelangt nämlich nicht bis zum Erdboden, weil sie durch die Erdatmosphäre absorbiert wird. Zudem ist die Beobachtung erschwert, weil die scharfe Abbildung von Röntgenstrahlen anders funktioniert als die von sichtbarem Licht.
Im Jahr 1948 konnte erstmals die Röntgenemission der Sonne nachgewiesen werden, und zwar mit einer Photoplatte auf einer V2-Rakete. 1962 wurde im Sternbild Skorpion die erste Röntgenquelle (Sco X-1) außerhalb des Sonnensystems entdeckt. 1970 bis 1972 entdeckte der erste Röntgensatellit Uhuru in einer systematischen Himmelsdurchmusterung über 300 Röntgenquellen.
Die energiereichen Röntgenstrahlen entstehen in kosmischen Quellen aufgrund hoher Temperaturen (Millionen bis Milliarden Grad Celsius) oder durch die Wechselwirkung hochenergetischer Elektronen mit magnetischen und elektrischen Feldern. Ein typischer Prozess, der zur Aussendung von Röntgenstrahlen führt, ist eine Supernova. Andere punktförmige Röntgenquellen sind Pulsare, die in außerordentlich regelmäßiger Folge kurze Strahlungspulse aussenden. Es handelt sich dabei um rasch rotierende Neutronensterne. Uhuru hat auch Pulsare entdeckt, deren Pulse zeitweise aussetzen. Bei diesen Röntgenquellen handelt es sich um Doppelsterne: einen rotierenden Neutronenstern, vielleicht auch ein Schwarzes Loch oder einen Weißen Zwerg, und einen größeren Stern, der ihn zeitweise verdeckt. Vom normalen Stern wird aufgrund der enormen Gravitationskraft des Begleiters mit großer Geschwindigkeit Materie abgesaugt.
Die Strahlung der Röntgenquellen wurde zunächst nur mit Photoplatten und Geigerzählern registriert. Man konnte damit jedoch keine scharfen Bilder erzielen. Die Situation verbesserte sich, als Anfang der fünfziger Jahre der deutsche Physiker Hans Wolter eine Abbildungsoptik für Röntgenstrahlen entwickelte. Anders als Licht werden Röntgenstrahlen nur bei sehr flachem Einfall reflektiert. Als Spiegel dienen dabei extrem glatte Metall-Spiegeloberflächen. 1978 wurde der amerikanische Satellit Einstein in den Weltraum gestartet. Er hatte als erster Satellit ein abbildendes Wolter-Teleskop an Bord und entdeckte damit bis 1990 rund 5 000 Röntgenquellen.
Der 1990 gestartete Satellit ROSAT (ROentgen SATellit), der in Deutschland unter Beteiligung amerikanischer und britischer Institute gebaut wurde, besitzt ein Wolter-Teleskop mit vier ineinander geschachtelten Spiegeln aus extrem temperaturbeständigem Material. Die Proportionalzähler als Detektoren können sowohl räumliche als auch spektrale Information aufnehmen. Damit sind scharfe Bilder möglich, bei denen das Röntgenlicht auch in einzelne Wellenlängenbereiche zerlegt wird. ROSAT kann auch Röntgenquellen nachweisen, die etwa zehnmal schwächer sind als die schwächsten Quellen, die der Satellit Einstein registriert hat. Er hat bei seiner Himmels-Durchmusterung rund 60 000 Röntgenquellen entdeckt und bei Detailbeobachtungen bestimmter Himmelsausschnitte etwa noch einmal so viele.
Weitere Röntgensatelliten, die derzeit den Himmel nach Röntgenquellen durchmustern, sind z. B. der amerikanische Satellit Chandra (Start: 23. Juli 1999) und das europäische Röntgenteleskop XMM (X-Ray Multi Mirror, Start: 9. Dezember 1999). Die ROSAT-Nachfolge-Mission Abrixas (A Broad Band Imaging X-Ray All-Sky Survey, Start: 28. April 1999) scheiterte im Sommer 1999 an einem technischen Fehler, der die Stromversorgung des Satelliten zusammenbrechen ließ.
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