Gammastrahlung durch Supernova-Schockwellen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Das Fermi-Gammastrahlen-Teleskop mit den Augen eines Künstlers gesehen. SAO-Astronomen haben mit Fermi die ausgesandte Gammastrahlung untersucht, wenn Supernova-Schockwellen auf nah gelegene, dichte Molekülwolken treffen. NASA

 

Gammastrahlung ist die energiereichste Art von Licht. Sie entsteht gewöhnlich auf vier Wegen: in äußerst heißen Regionen (Temperaturen von mehr als etwa 100 Millionen Grad), wenn sehr schnell bewegte geladene Teilchen mit anderen geladenen Teilchen oder Magnetfeldern wechselwirken, wenn atomare Teilchen oder Kerne zerfallen oder wenn sich Materie und Antimaterie vernichten. Obgleich energiereich, ist Gammastrahlung von astrophysikalischen Objekten nicht leicht zu messen und so sind nur Hunderte von himmlischen Quellen bis jetzt bekannt.

Das 2008 von der NASA gestartete Fermi-Gammastrahlen-Teleskop hat unsere Möglichkeiten, Gammastrahlenquellen im Weltraum zu untersuchen, spektakulär erweitert. Daniel Castro und Pat Slane, Astronomen am Smithsonian Astrophysical Observatory, untersuchten mit Fermi die Gammastrahlung rund um vier Supernova-Überresten (supernova remnants = SNRs), die dicht bei Molekülwolken aus Gas und Staub liegen. Von diesen SNRs weiß man, daß sie Schockwellen erzeugen – Radiobeobachtungen haben gezeigt, daß sie gleißend hell im Licht des OH-Moleküls strahlen, ein Zeichen für mächtige Schockwellen. Die Astronomen fragten sich, ob diese starken Supernova-Schockwellen auch die Erzeugung von Gammastrahlung durch die Beschleunigung von Teilchen auslösen könnten und suchten diese vier Quellen zur Beobachtung aus.

Im Astrophysical Journal vom 01. Juli 2010 berichten die beiden Astronomen, daß sie bei allen vier SNRs Gammastrahlung gefunden haben. Das nächste Problem bestand darin, den für die Erzeugung der Gammastrahlung in Betracht kommenden Mechanismus aufzuklären. Als erstes zogen die Wissenschaftler die Möglichkeit in Betracht, daß die Strahlung durch einen Pulsar verursacht wird – Pulsare sind die sich drehende, superdichte stellare Asche, die oft nach einer Supernova-Explosion zurückbleibt. Allerdings findet sich in den vier SNRs kein Pulsar. Daher folgern die beiden Astronomen in ihrer Arbeit, daß die wahrscheinlichste Erklärung in schnellen Schockwellen zu finden ist, die Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen; letzten Endes kommt es zum Zerfall von Teilchen und dabei zur Aussendung von Gammastrahlung. Die neuen Ergebnisse helfen uns zu verstehen, wie Supernovae ihre Umgebung beeinflussen und die Einzelheiten der Mechanismen aufzuklären, durch die eine Form der Gammastrahlung erzeugt wird.

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