Bildnachweis: ESA
Das Integrale Gammastrahlenobservatorium der ESA hat das diffuse Leuchten von Gammastrahlen im Zentrum unserer Galaxie aufgelöst und gezeigt, dass das meiste davon von hundert einzelnen Quellen erzeugt wird.
Dank der hohen Empfindlichkeit und der Präzision des Zeigens konnte Integral diese Himmelsobjekte erkennen, bei denen alle anderen Teleskope seit mehr als dreißig Jahren nur einen mysteriösen, verschwommenen Nebel von Gammastrahlen gesehen hatten.
Im Frühjahr und Herbst 2003 beobachtete Integral die zentralen Regionen unserer Galaxie und sammelte einen Teil des fortwährenden Glühens diffuser niederenergetischer Gammastrahlen, die die gesamte Galaxie baden.
Diese Gammastrahlen wurden erstmals Mitte der 1970er Jahre durch hochfliegende Experimente mit Ballons entdeckt. Astronomen bezeichnen sie als den „weichen“ galaktischen Gammastrahlenhintergrund mit ähnlichen Energien wie in medizinischen Röntgengeräten.
Anfänglich glaubten Astronomen, dass das Leuchten durch Wechselwirkungen mit den Atomen des Gases verursacht wurde, das die Galaxie durchdringt. Während diese Theorie die diffuse Natur der Emission erklären könnte, da das Gas allgegenwärtig ist, konnte es nicht mit der beobachteten Leistung der Gammastrahlen übereinstimmen. Die durch die vorgeschlagenen Mechanismen erzeugten Gammastrahlen wären viel schwächer als die beobachteten. Das Rätsel ist seit Jahrzehnten unbeantwortet geblieben.
Das hervorragende Gammastrahlenteleskop IBIS von Integral, das von einem internationalen Konsortium unter der Leitung des Principal Investigator Pietro Ubertini (IAS / CNR, Rom, Italien) für die ESA gebaut wurde, hat nun deutlich gesehen, dass anstelle eines vom interstellaren Medium erzeugten Nebels die meisten der Gammastrahlen kommen von einzelnen Himmelsobjekten. Nach Ansicht früherer, weniger empfindlicher Instrumente schienen diese Objekte miteinander zu verschmelzen.
In einem heute in Nature veröffentlichten Artikel berichten Francois Lebrun (CEA Saclay, Gif sur Yvette, Frankreich) und seine Mitarbeiter über die Entdeckung von 91 Gammastrahlenquellen in Richtung des galaktischen Zentrums. Zu Lebruns Team gehören Ubertini und siebzehn andere europäische Wissenschaftler mit langjähriger Erfahrung in der Hochenergie-Astrophysik. Sehr zur Überraschung des Teams fällt fast die Hälfte dieser Quellen nicht in eine Klasse bekannter Gammastrahlenobjekte. Sie repräsentieren wahrscheinlich eine neue Population von Gammastrahlenemittern.
Die ersten Hinweise auf eine neue Klasse von Gammastrahlenobjekten kamen im vergangenen Oktober, als Integral eine faszinierende Gammastrahlenquelle entdeckte, die als IGRJ16318-4848 bekannt ist. Die Daten von Integral und ESAs anderem Hochenergie-Observatorium XMM-Newton legen nahe, dass es sich bei diesem Objekt um ein binäres System handelt, das wahrscheinlich ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern enthält und in einen dicken Kokon aus kaltem Gas und Staub eingebettet ist. Wenn das Gas des Begleitsterns vom Schwarzen Loch beschleunigt und verschluckt wird, wird Energie bei allen Wellenlängen freigesetzt, hauptsächlich in den Gammastrahlen.
Lebrun ist jedoch vorsichtig, vorzeitige Schlussfolgerungen über die im galaktischen Zentrum entdeckten Quellen zu ziehen. Es sind auch andere Interpretationen möglich, bei denen es sich nicht um Schwarze Löcher handelt. Zum Beispiel könnten diese Objekte die Überreste explodierter Sterne sein, die durch schnell rotierende himmlische „Kraftwerke“, sogenannte Pulsare, mit Energie versorgt werden.
Beobachtungen mit einem anderen integralen Instrument (SPI, Spectrometer on Integral) könnten Lebrun und seinem Team weitere Informationen über die Art dieser Quellen liefern. SPI misst die Energie einfallender Gammastrahlen mit außerordentlicher Genauigkeit und ermöglicht es Wissenschaftlern, die physikalischen Mechanismen, die sie erzeugen, besser zu verstehen.
Unabhängig von der genauen Natur dieser Gammastrahlenquellen haben die Beobachtungen von Integral überzeugend gezeigt, dass die Energieabgabe dieser neuen Objekte fast neunzig Prozent des weichen Gammastrahlenhintergrunds ausmacht, der aus dem Zentrum der Galaxie kommt. Dieses Ergebnis erhöht die verlockende Möglichkeit, dass sich Objekte dieses Typs überall in der Galaxie verstecken, nicht nur in ihrer Mitte.
Wieder ist Lebrun vorsichtig und sagt: „Es ist verlockend zu glauben, dass wir unsere Ergebnisse einfach auf die gesamte Galaxie übertragen können. Wir haben jedoch nur in Richtung Zentrum geschaut, und das ist im Vergleich zu den anderen ein eigenartiger Ort. “
Als nächstes steht auf Integrals Liste, was zu tun ist, diese Arbeit auf den Rest der Galaxie auszudehnen. Christoph Winkler, Integral Project Scientist der ESA, sagt: „Wir müssen jetzt an der gesamten Scheibenregion der Galaxie arbeiten. Dies wird eine schwierige und lange Aufgabe für Integral sein. Aber am Ende wird die Belohnung eine umfassende Bestandsaufnahme der energiereichsten Himmelsobjekte in der Galaxis sein. “
Ursprüngliche Quelle: ESA-Pressemitteilung
