Freitag, 15. Februar 2013

"Nexus" liefert neue Hinweise auf den geheimnisvollen Ursprung der kosmischen Strahlung

Wie der Nexus aus Star Treck: Eine bandförmige Schockfront rast an der Grenze zwischen den sich ausbreitenden Resten der Supernova von 1006 zum interstellaren Medium durch das All. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) 

Heidelberg (Deutschland) - Die Überbleibsel einer Supernova (SN 1006), die im Jahre 1006 n. Chr. am Südhimmel im südlichen Sternbild Lupus (der Wolf) als "neuer" Stern, heller als die Venus und wahrscheinlich sogar heller als die Helligkeit des Mondes aufleuchtete geben, durch das Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte (ESO) betrachtet, neue Hinweise auf den Ursprung der kosmischen Strahlung. Erstmals wurden Anzeichen von schnellen Teilchen gefunden, die so etwas wie die Vorläufer der kosmischen Strahlung sein könnten.

Wie die Forscher um Sladjana Nikolic vom Max-Planck-Institut für Astronomie aktuell im Fachjournal "Science" berichten, wurde an der Stelle der einstigen Sternenexplosion eine leuchtende Schale aus expandierender Materie entdeckt, die den Überrest des gewaltigen Ereignisses darstellt.

Schon seit langem vermuten Wissenschaftler, dass solche Supernovaüberreste die Orte sind, an denen ein Teil der sogenannten kosmischen Strahlung erzeugt wird. Hierbei handelt es sich um hochenergetische Teilchen, die von außerhalb des Sonnensystems stammen und sich beinahe mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Die Details dieses Prozesses sind jedoch immer noch rätselhaft.


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Schon 2008 entdeckten Astronomen mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble ein merkwürdiges Band, das auf den ersten Blick dem so genannten "Nexus" aus dem Star Trek Kinofilm "Treffen der Generationen" (Star Trek VII - Generations) erinnert (...wir berichteten).

Während Kirk, Picard und die Mannschaft der Enterprise es jedoch mit einem durch das All ziehenden Energieband zu tun haben, in dem sich ein Paralleluniversum befindet, in dem Zeit und Raum keine Rolle spielen, stellt das von Hubble fotografierte "Band" zwar ebenfalls eine sogenannte Schockfront dar, die sich mit hoher Geschwindigkeit ausdehnt und Ähnlichkeit mit dem Überschallknall eines Düsenflugzeugs hat, ist jedoch das Ergebnis des Aufeinandertreffens des bei der Supernova mit hoher Geschwindigkeit herausgeschleuderten Materials mit der im Vergleich dazu nahezu stillstehende interstellare Materie.



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Dem Team um Nikolic gelang es, erstmals Informationen zur Materie im Schock zu sammeln, und dabei nicht nur an einer Stelle die Schockfront zu vermessen, sondern eine ganze Karte der Eigenschaften des Gases und ihrer räumlichen Variationen zu erstellen. Daraus ergaben sich wichtige Hinweise auf eine mögliche Lösung des Rätsels über die Herkunft der kosmischen Strahlung.


VLT/VIMOS-Beobachtungen der Schockfront im Supernova-Überrest "SN 1006".
| Copyright: ESO, Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray: Chandra X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes et al., Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope; NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky Survey.

Zur Überraschung der beteiligten Wissenschaftler gibt es Anzeichen für eine große Zahl von schnellen Protonen im Gas der Schockregion. Bei diesen Protonen handele es sich noch nicht um die kosmische Strahlung selbst, sondern um Vorläuferteilchen (engl. "seed particles"), die anschließend durch Wechselwirkung mit der Schockfront auf die erforderlichen hohen Energien beschleunigt werden und als Teilchenstrahlung hinaus in den Raum fliegen können.

Nikolic erklärt hierzu: "Dies ist das erste Mal, dass wir die physikalischen Prozesse in und um die Schockregion genauer untersuchen konnten. Wir haben dabei Hinweise auf die Existenz einer Region gefunden, die offenbar auf genau jene Weise erwärmt wird, wie man es erwarten würde, wenn dort Protonen existieren, welche die Energie aus direkt hinter der Schockfront gelegenen Regionen in die Bereiche direkt vor dem Schock transportieren."



Teleskop bei Astroshop

Bei der Studie wurde erstmals ein Integralfeld-Spektrograf verwendet, um die Eigenschaften einer Supernova-Schockfront derart detailliert zu untersuchen. Das Team plant nun, die Methode auch bei anderen Supernova-Überresten anzuwenden.

Ko-Autor Glenn van de Ven vom Max-Planck-Institut für Astronomie fügt hinzu: "Diese neuartige Beobachtungstechnik könnte sich als Schlüssel erweisen um herauszufinden, wie Supernova-Überreste kosmische Strahlung erzeugen."

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Quelle: eso.org
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