Viele bunte Sterne zeigt die neueste Aufnahme des Röntgenteleskops Chandra. Zumindest auf den ersten Blick. Doch als Astronomen die Bilder ihres fliegenden Observatoriums genauer unter die Lupe nahmen, entdeckten sie eine selten zuvor gesehene Zahl an Doppelsternen.

Das Bild

Wenn Astronomen ihre Entdeckungen beschreiben müssen, wählen sie selten zurückhaltende Töne. Auch die Betreiber des Chandra-Röntgenteleskops am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge machen da keine Ausnahme - und sprechen von einer "überraschende Goldgrube" in einem "unglaublich dichten" Sternenhaufen.

Gemeint ist 47 Tucanae, ein rund zwölf Milliarden Jahre alter Kugelsternhaufen, gleichzeitig eine der ältesten bekannten Strukturen in der Milchstraße. Zwar zählt der Sternhaufen mit seien mehr als einer Millionen Sonnen schon seit langem zu den bevorzugten Studienobjekten der Astronomen, doch noch keinem Teleskop war es bisher gelungen, die kompakten Doppelsterne im Zentrum von 47 Tucanae komplett zu erfassen.

Die Chandra-Aufnahme, die rund ein Fünfzehntel der Fläche des Vollmonds umfasst, zeigt über hundert Röntgenquellen - mehr als fünfmal so viel wie alle bisherigen Aufnahmen. Die unterschiedlichen Farben stehen dabei für den Energiebereich, in dem der Stern überwiegend seine Röntgenstrahlung abgibt: Roten Quellen repräsentieren niedrigere Energie, mittelstarke Objekte sind grün gekennzeichnet und blaue Punkte stehen für besonders energiereiche Röntgenstrahler.

Der Hintergrund

Bei den meisten Objekten, die im Kugelsternhaufen 47 Tucanae beobachtet werden können, handelt es sich um so genannte Doppelsterne. Dabei umkreist ein sonnenartiger Stern einen deutlich schwereren aber bereits kollabierten Kollegen - entweder einen Weißen Zwerg oder einen Neutronenstern.

Weiße Zwerge sind Sterne, die das Ende ihrer Lebenszeit erreicht haben. Nachdem sie all ihren Brennstoff verbrannt haben, enden sie als Zwergstern von großer Dichte; ein Zustand, den unsere Sonne in etwa fünf Milliarden Jahren erreichen wird. Auch Neutronensterne haben ihre besten Jahre bereits hinter sich. Verglichen mit den Weißen Zwergen stellen sie aber die Überreste deutlich massereicherer Sterne dar.

Von Chandra ins Visier genommen, hat der Kugelsternenhaufen am Rande der Galaxie noch ein weiteres Geheimnis offenbart: eine große, in diesen Ausmaßen noch nie zuvor gesehene Anzahl von "Millisekunden-Pulsaren". Bei den seltenen, erst vor einigen Jahren entdeckten Konstellationen, handelt es sich um Neutronensterne, die bis zu tausendmal in der Sekunde rotieren.

Was die Astronomen allerdings nicht entdecken konnten, war ein zentrales Schwarzes Loch. Offensichtlich konnten sich die kleineren Schwarzen Löcher über die Jahre hinweg nicht zu einem großen Materiesauger vereinigen. Wahrscheinlich sind die Schwarzen Löcher, wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Science" schreiben, den turbulenten Doppelsternen zu nahe gekommen. Dabei wurden sie von den binären Systemen wieder aus dem Zentrum des Sternenhaufens hinaus katapultiert.

Die Kamera

Das Röntgenteleskop Chandra wurde im Juli 1999 vom Space Shuttle "Columbia" ins All gebracht und zieht seitdem in einem stark elliptischen Orbit seine Bahnen. Während des 64 Stunden und 18 Minuten dauernden Umlaufs erreicht das Teleskop eine Höhe, die einem Drittel der Entfernung zwischen Erde und Mond entspricht - nur um sich zweieinhalb Tage später wieder auf 10.000 Kilometer an die Erde anzunähern. Auf diese Weise entkommt Chandra in 85 Prozent aller Fälle den geladenen Teilchen, die sich im Magnetfeld der Erde ansammeln.

• Röntgenteleskop Chandra 

Die aktuellen Aufnahme von 47 Tucanae kamen am 16. und 17. März des vergangenen Jahres zustande, als Chandra seine Röntgenaugen für 74.000 Sekunden auf den Kugelsternhaufen richtete - umgerechnet mehr als 20 Stunden lang. Dabei kam das so genannte Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) zum Einsatz.