Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch Materie verschluckt oder wenn ein Stern explodiert? Kosmische Röntgenstrahlen können dazu wichtige Informationen liefern, denn sie werden bei diesen Ereignissen freigesetzt. Deshalb hat die NASA das Teleskop NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) in die Erdumlaufbahn geschickt.

Schwarzes Loch im Visier

Nach der Ankunft von NuSTAR im Weltraum startete die NASA eine Reihe von Tests und Messungen, um die Röntgenkamera zu prüfen und richtig einzustellen. Als erstes peilte NuSTAR das Schwarze Loch Cygnus X-1 an. Es befindet sich in unserer Milchstraße im Sternbild Schwan (lateinisch: Cygnus) und saugt von seinem Nachbarnstern riesige Mengen Gas ab. Im Röntgenspektrum strahlt Cygnus X-1 sehr hell. Das machte sich das NuSTAR-Team zunutze, um festzustellen, wo die die Röntgenstrahlen auf die Detektoren des Teleskops treffen.

Sechs Teleskope gemeinsam in Aktion

Um die Kamera zu kalibrieren nahm NuSTAR vom 21. bis 24. Juli auch an einer internationalen Beobachtungsaktion teil. Zusammen mit den Weltraumteleskopen Chandra und Swift der NASA, INTEGRAL und XMM-Newton der ESA sowie dem japanischen Suzako-Weltraumteleskop nahm es den Quasar 3C 273 ins Visier. Diese extrem energiereiche Röntgenquelle ist 2,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und im sichtbaren Licht der hellste Quasar am Himmel. Im August sollen die Tests abgeschlossen sein. Dann kann NuSTAR endlich anfangen, neue Bilder und Daten für die Wissenschaft zu sammeln.

Mit dem Flugzeug in den Weltraum

Da die Atmosphäre die Aufnahmen stören würde, muss man ein Röntgenteleskop in eine Erdumlaufbahn bringen. Im Jahr 1999 transportierte deshalb das Space Shuttle "Columbia" das 13 Meter lange Röntgenteleskop "Chandra" ins All. Doch die NASA hat die Raumfähren ausrangiert. Die Weltraumagentur nutzte daher bei NuSTAR eine kostengünstige Alternative: Ein umgebautes Passagierflugzeug brachte am 13. Juni das Teleskop bis auf eine Höhe von elf Kilometern. Dort wurde eine Rakete ausgeklinkt, mit der NuSTAR in den Weltraum flog.

Satellit mit Ausleger

Herkömmliche Teleskope bündeln mit Linsen und Parabolspiegeln Licht- und andere Strahlen, um schwache Signale zu verstärken. Bei Röntgenstrahlen funktioniert das nicht. Sie durchringen feste Materialien oder werden von diesen absorbiert. Röntgenteleskope nutzen daher einen Trick: Sie lassen die Röntgenstrahlen ganz flach an einem Spiegel abprallen und bündeln sie in einigen Metern Entfernung in einem Detektor. Röntgenteleskope müssen deshalb ziemlich lang sein. Das verursachte aber ein Transportproblem, denn der Laderaum der Raketen war nur zwei Meter lang. Das Teleskop musste aber deutlich länger sein. Damit NuSTAR trotzdem in die Raketenspitze passte, bekam der etwa kühlschrankgroße Satellit einen etwa zehn Meter langen Ausleger, der erst im Orbit ausgefahren wurde. Das passierte neun Tage nach dem Start und dauerte rund 26 Minuten

Teleskop mit Zwiebeloptik

Das Besondere an NuSTAR ist, dass es als erstes Teleskop die hochenergetische harte Röntgenstrahlung messen kann. Die beiden optischen Einheiten des Teleskops bestehen aus je 133 dünnen Glaszylindern, die wie Zwiebelschalen übereinander liegen und mit einer Spezial-Metalllegierung bedampft sind.

Zehnmal schärfere Bilder

Astronomen erhoffen sich von NuSTAR Aufnahmen, die im Vergleich zu bisherigen Röntgenteleskopen zehnmal schärfer sind. NuSTAR soll den Weltraum nach Röntgenquellen absuchen und dabei eine systematische Bestandsaufnahme der Schwarzen Löcher im All liefern. Falls aber eine Supernova entdeckt wird, kann das Teleskop schnell reagieren: Explodiert ein Stern, kann NuSTAR in weniger als 24 Stunden seine Ausrichtung ändern und die Explosionswolke aufnehmen. Und es soll in die bislang unerklärlich heiße Außenschicht unserer Sonne blicken. Die Forscher hoffen auf eine Erklärung dafür, was die sogenannte Korona auf Millionen Grad aufheizt.