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Mittwoch, 18.10.2017
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Milchstraße: Rätsel um mysteriöse Gammastrahlenquellen gelöst

Zahlreiche neue Gammapulsare entdeckt

Ein internationales Forscherteam hat in der Online-Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift „Science“ 16 neue Pulsare - schnell rotierende Neutronensterne - vorgestellt, die ausschließlich anhand ihrer Gammastrahlung identifizierbar sind. Darüberhinaus konnten die Astronomen die Existenz einer Reihe von so genannten Millisekundenpulsaren nachweisen.
Gammastrahlen eines Pulsars

Gammastrahlen eines Pulsars

Für diese Beobachtungen nutzten die Forscher - unter ihnen der Innsbrucker Astrophysiker Professor Olaf Reimer - NASA‘s Fermi Gamma-Ray Space Telescope, das seit einem Jahr die Erde umkreist.

Rotierende Neutronensterne als Gammaquellen


Bisher konnten nur wenige astronomische Quellen von hochenergetischer Gammastrahlung eindeutig identifiziert und charakterisiert werden. Die Entdeckungen des Forscherteams mit Hilfe des Large Area Telescopes (LAT), dem Hauptinstrument auf dem Fermi-Satelliten, helfen jetzt ein Rätsel zu lösen: Was verbirgt sich hinter den zahlreichen bisher nicht identifizierten Gammaquellen in unserer Milchstraße?

„Mit den nun präsentierten Messungen wird klar, dass ein Großteil der hochenergetischen Gammaquellen rotierende Neutronensterne sind“, erklärt Reimer, der am Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck arbeitet. „Diese waren in früheren Experimenten nicht als solche erkennbar gewesen.“


Identifizierte Pulsare

Identifizierte Pulsare

Ungewöhnlicher Typ von Pulsaren


Die Gammastrahlenastronomie übernimmt damit eine Führungsrolle bei der Erforschung kompakter Neutronensterne, denn ein Teil dieser Objekte pulsiert offensichtlich ausschließlich im Licht der Gammastrahlung. Die meisten der heute bekannten etwa 1.800 Pulsare wurden im Radiobereich entdeckt und sind typischerweise bis zu wenigen Millionen Jahren alt. Die neu entdeckten Neutronensterne gehören zu der nunmehr stetig wachsenden Familie von Gammapulsaren.

„Es handelt sich bei den von uns entdeckten Pulsaren um einen ungewöhnlichen Typ, der ohne Gammastrahlenbeobachtungen unbekannt geblieben wäre und dessen größte Energie am oberen Ende des elektromagnetischen Spektrums im Gammastrahlenbereich auszumachen ist“, sagt Reimer.

Blick ins „Herz“ der Pulsare


Ein Pulsar ist ein rotierender hochmagnetisierter Neutronenstern, ein Relikt der Explosion eines normalen Sterns. „Zwar können wir noch nicht jedes Detail dieser Objekte schlüssig erklären“, sagt Reimer, „wir gehen aber davon aus, dass die intensiven elektrischen und magnetischen Feldern und die schnelle Rotation eines Neutronensternes das Potential haben, Teilchen bis nahezu zur Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Mit den Beobachtungen der Gammastrahlung schaut man diesen Objekten nun ins energetische Zentrum, da etwa zehn Prozent der Gesamtenergie im Gammastrahlenbereich auszumachen ist.“

Millisekundenpulsar mit Nachbarsonne

Millisekundenpulsar mit Nachbarsonne

Auch Millisekundenpulsare entdeckt


Die Forscher berichten in Science außerdem über die pulsierende Gammastrahlung von acht Millisekundenpulsaren. Diese werden so genannt, weil sie zwischen 100 und 1000 Mal pro Sekunde rotieren. Sehr viel älter als die jungen Hochenergiepulsare, kommen Millisekundenpulsare vornehmlich gemeinsam mit normalen Sternen vor, von denen sie so lange Materie ansaugen, bis sich die Oberflächengeschwindigkeit des Neutronensterns der Lichtgeschwindigkeit nähert. „Auch Millisekundenpulsare bilden eine Klasse von Gammastrahlenquellen, die erst durch Fermi am Himmel nachweisbar geworden sind“, betont Reimer.

Das Fermi Gamma-Ray Space Telescope der NASA wurde am 11. Juni 2008 gestartet und durchsucht den gesamten Himmel mit einer bisher im Gammabereich unerreichten Empfindlichkeit.
(Universität Innsbruck, 03.07.2009 - DLO)
 
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