Donnerstag, 12. Mai 2011

Mysteriöser Gammastrahlenausbruch im Krebsnebel

Der Krebsnebel zählt zu den hellsten Himmelsobjekten im Gammastrahlenspektrum (s. Fadenkreuz) | Copyright: NASA

Washington/ USA - Der Krebsnebel, der Überrest einer einstigen Sternenexplosion (Supernova) im Sternbild Stier, zählt zu den schönsten und zugleich bekanntesten astronomischen Erscheinungen am Himmel. Die von ihm ausgesandte Strahlung galt Astronomen lange Zeit als Konstante im Universum. Mit dem Gammastrahlen-Weltraumteleskop "FERMI" haben Wissenschaftler am 12. April 2011 einen gewaltigen Gammastrahlenausbruch im Krebsnebel registriert und stehen vor einem Rätsel.

Die Gammastrahleneruption war gewaltiger als alle zuvor beobachteten Gammastrahlenausbrüche und dauerte ganze sechs Tage lang an. Der Nebel selbst ist der Überrest einer Supernova, deren Licht die Erde im Jahr 1054 erreichte. Im Zentrum des sich nach und nach ausbreitenden Nebels befindet sich der Rest des einstigen Kerns des Sternes - ein superdichter Neutronenstern, der sich 30 Mal in der Sekunde um seine eigene Achse dreht. Bei jeder dieser Umdrehungen, schleudert der Neutronenstern Gammastrahlen in Richtung Erde und erzeugt dadurch eine pulsartige Emission, wie se für derartig rotierende Neutronensterne, die aus diesem Grund Pulsare genannt werden, charakteristisch ist.

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Abgesehen von diesen Pulsen gingen Astrophysiker bislang davon aus, dass die Strahlung des Krebsnebels eine konstante Quelle hochenergetischer Strahlung im All sei. Doch schon im Januar 2011 beobachteten Astronomen mit unterschiedlichen Teleskopen auf der Erde und im All, Helligkeitsveränderungen der Abstrahlung aus dem Nebel im Röntgenspektrum. Schon zuvor beobachtete das Gammastrahlen-Weltraumteleskop "FERMI" sowie der italienische Satellit "AGILE" mehrere kurzlebige Gammastrahlenausbrüche von mehr als 100 Millionen Elektronenvolt (eV), die schon damals die bislang bekannten Variationen im Röntgenbereich energetisch um das Hundertfache übertrafen. Zum Vergleich: Sichtbares Licht verfügt über eine Energie von 2 bis 3 eV.

Am 12. April stieg das Energiepotential der Gammastrahlenabgabe aus dem Nebel dann um das 30-fache an und übertraf die bislang stärksten Ausbrüche dieser Art somit um das Fünffache. Diese Aktivität erreichte ihren Höhepunkt am 16. April und verschwand dann innerhalb der folgenden Tage nach und nach vollständig.

Der Gammastrahlenausbruch am 12. April 2011 (s. Abb. r.) ließ die Helligkeit des Krebsnebels massiv ansteigen | Copyright: NASA/DOE/Fermi LAT/R. Buehler

"Diese Superflares sind die intensivsten Ausbrüche dieser Art, die wir bislang beobachten konnten und sie sind sehr verwirrend", erklärt Alice Harding vom "Goddard Space Flight Center" der NASA. "Wir vermuten, dass sie durch eine plötzliche Neuausrichtung des magnetischen Feldes in unmittelbarer Nähe des Neutronensterns (in etwa einem Lichtjahr Entfernung) erzeugt wurden. Wo genau dieser Vorgang jedoch stattfand bleibt weiterhin ein Rätsel."

Bei dieser Neuausrichtung, so vermuten die Forscher, werden Elektronen und andere Partikel auf annähernde Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und interagieren dann mit dem magnetischen Feld, wobei sie Gammastrahlen aussenden. Um für den beobachteten Gammastrahlenausbruch verantwortlich zu sein, müssen die Elektronen ein Energiepotential erreichen, dass selbst die Möglichkeiten, wie sie in Teilchenbeschleunigern wie dem "Large Hadron Collider" (LHC) am Europäischen Kernforschungszentrum "CERN" bei maximaler Auslastung erreicht werden könnten, um das Hundertfache übertreffen. Die Quelle des Ausbruchs selbst, so haben die NASA-Wissenschaftler errechnet, hatte in etwa die Ausdehnung unsres Sonnensystems.


Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov
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