Schlagwort: Fermi

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Ein unerwarteter Blitz im Krebsnebel

Auf zwei Bildfeldern sind je zwei rot umrandete helle Lichtquellen zu sehen. Die obere ist der Krebsnebel, er leuchtet auf dem rechten Bild vom April 2011 hell auf.

Credit: NASA, DOE, Fermi LAT, R. Buehler (SLAC, KIPAC)

Beschreibung: Warum blitzt der Krebsnebel auf? Niemand weiß das genau. Das ungewöhnliche Verhalten wurde im Lauf der letzten paar Jahre entdeckt. Es tritt anscheinend nur in sehr energiereichem Licht auf: im Spektrum von Gammastrahlen.

Vor erst einem Monat zeigten Beobachtungen des Krebsnebels mit dem Gammastrahlenteleskop Fermi ein unerwartetes Aufleuchten im Licht von Gammastrahlen. Dabei erreichte der Nebel etwa das Fünffache seiner üblichen Helligkeit in diesem Spektralbereich. Nach nur wenigen Tagen verblasste er wieder.

Üblicherweise ist die betroffene Region umso kleiner, je schneller die Veränderung geschieht. Das ist vielleicht ein Hinweis, dass der Krebspulsar am Geschehen beteiligt ist. Der mächtige Pulsar im Zentrum des Nebels ist ein kompakter Neutronenstern, der 30 Mal pro Sekunde rotiert.

Die Überlegungen richten sich besonders auf Veränderungen des Magnetfeldes, das vermutlich den mächtigen Pulsar umgibt. Rasche Veränderungen im Magnetfeld könnten zu Wellen rasch beschleunigter Elektronen führen, welche die Blitze abstrahlen könnten, möglicherweise auf ähnlichen Wegen wie unsere Sonne.

Dieses Bild zeigt, wie der Krebsnebel normalerweise im Vergleich zum Geminga-Pulsar im Gammastrahlenlicht aussieht, und wie er aussah, als er heller wurde.

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Riesige Gammastrahlenblasen um die Milchstraße gefunden

Eine ovale Fläche auf schwarzem Hintergrund ist rot und blau gefleckt, Waagrecht in der Mitte sind auch weiße und schwarze Flecken. Text oben: Fermi data reveal giant gamma-ray bubbles

Credit: NASA, DOE, Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop, LAT-Detektor, D. Finkbeiner et al.

Beschreibung: Wusstet ihr, dass sich in unserer Galaxis, der Milchstraße, riesige Blasen befinden, die Gammastrahlen aus der Richtung des galaktischen Zentrums aussenden? Nein? Das wusste auch sonst niemand. Im Lauf der letzten zwei Jahre wurden die Daten des Satelliten Fermi im Erdorbit immer schärfer, und damit wurde eine große, ungewöhnliche Struktur in der Richtung unseres galaktischen Zentrums immer deutlicher erkennbar.

Die beiden Blasen sind zusammen als das rot und weiß gefleckte Oval erkennbar, das die Mitte dieses gestern veröffentlichten Ganzhimmelsbildes umgibt. Die Ebene unserer Galaxis verläuft waagrecht in der Bildmitte. Wenn man annimmt, dass die Blasen aus dem galaktischen Zentrum stammen, sind sie riesig – von der Größe her konkurrieren sie mit der ganzen Galaxis, sie messen von oben bis unten etwa 50.000 Lichtjahre.

Schon auf früheren Ganzhimmelskarten gab im Radio-, Mikrowellen– und Röntgenbereich Hinweise auf die Blasen. Der Ursprung der Blasen ist derzeit unbekannt, wird jedoch voraussichtlich in den kommenden Jahren erforscht.

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Fermi katalogisiert den Gammastrahlen-Himmel

Dargestellt ist eine Grafik des ganzen Himmels als blaues Oval, die aus Daten des Teleskops Fermi erstellt wurde. Durch die Mitte verläuft ein hellblauer Streifen, das ist die Milchstraße.

Credit: NASA, DOE, Internationale Fermi-LAT-Arbeitsgruppe

Was leuchtet am Himmel in Gammastrahlen? Das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi bietet die bisher vollständigste Antwort auf diese Frage. Es erstellte einen ersten Himmelskatalog. Fermis Quellen kosmischer Gammastrahlen zeigen die energiereichsten Teilchenbeschleuniger der Natur. Sie liefern Photonen mit 100 MeV bis 100 GeV. Das ist mehr als das 50-Millionenfache bis 50-Milliardenfache der Energie von sichtbarem Licht.

Elf Monate lang durchmusterte Fermi den Himmel mit seinem Large Area Telescope (LAT). Aus den Daten wurden 1451 Quellen katalogisiert. Zu diesen Quellen gehören energiereiche Galaxien mit intensiver Sternbildung. Auch aktive galaktische Kerne (AGN) außerhalb der Michstraße zählen dazu. Auch in unserer Milchstraße befinden sich viele Pulsare (PSR) und Pulsarwindnebel (PWN). Außerdem gibt es Supernovaüberreste (SNR), Röntgen-Doppelsterne (HXB) und Mikroquasare (MQO).

In der Mitte verläuft die Milchstraße durch Fermis Himmelskarte. Die diffuse Gammastrahlung in der galaktischen Ebene verläuft waagrecht durch das Bild. Wenn ihr den Mauspfeil über die Karte schiebt, werden die katalogisierten Gammastrahlenquellen markiert. 630 katalogisierte Quellen von Gammastrahlen sind noch unbekannt. Sie können also nicht mit beobachteten Quellen im niedrigeren Energiebereich in Verbindung gebracht werden.

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Fermis Gammastrahlen-Pulsare

Der ganze Himmel ist dunkelblau oval dargestellt, waagrecht verläuft ein rotes Band. Über das Bild sind einzelne Strahlungsquellen verteilt.

NASA, DOE, Fermi-LAT-Arbeitsgemeinschaft

Pulsare entstehen in Supernovae. Sie sind rotierende Neutronensterne. Das sind kollabierte Kerne von Sternen. Diese kollabierten Kerne bleiben bei finalen Explosionen massereicher Sterne übrig.

Pulsare werden meist entdeckt, indem man ihre regelmäßigen Radiopulse entdeckt und erforscht. Nun wurden zwei Dutzend Pulsare vom Weltraumteleskop Fermi in der Energie extremer Gammastrahlen entdeckt. 16 Pulsare fand man nur durch ihre gepulsten Emissionen in Gammastrahlen.

Diese Karte zeigt den ganzen Himmel in Gammastrahlen. In der Mitte verläuft die Ebene unserer Milchstraße. Die Positionen von Pulsaren sind markiert. Die 16 neuen Fermi-Pulsare sind gelb eingekreist. 8 Radiopulsare waren schon zuvor bekannt. Sie sind mit rosaroten Kreisen markiert.

Die hellsten bizarren Sternenreste am Gammastrahlenhimmel sind der Vela-Pulsar, der Krebs-Pulsar und der Geminga-Pulsar auf der rechten Seite. Die Pulsare Taz, Eel und Rabbit wurden nach den Nebeln benannt, die sie mit Energie versorgen. Auch die Pulsare Gamma Cygni und CTA 1 links gehören zu den expandierenden Supernovaüberresten gleichen Namens.

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Ferimis erstes Bild

Siehe Erklärung. Durch ein leuchtendblaues ovales Bild des ganzen Himmels verläuft waagrecht ein rotes Band, das die Milchstraße darstellt.

Credit: NASA, DOE, das internationale LAT-Team

Beschreibung: Das Gamma-ray Large Aera Space Telescope (GLAST), das am 11. Juni gestartet wurde um das Universum in extremen Energiebereichen zu erforschen, wurde nun offiziell in Fermi Gamma-ray Space Telescope umbenannt, zu Ehren des Nobelpreisträgers Enrico Fermi (1901-1954), Pionier der Hochenergiephysik. Nach der Testphase senden nun die beiden Instrumente Fermis, der Gamma-ray Burst Monitor (GBM) und das Large Area Telescope (LAT), regelmäßig Daten.

Dieses Falschfarbenbild zeigt Fermis erste Karte des Gammastrahlen-Himmels von LAT. Es zeigt den ganzen Himmel, das Zentrum unserer Milchstraße und die galaktische Ebene wurden über die Bildmitte projiziert.

Was leuchtet am Gammastrahlenhimmel? In der galaktischen Ebene kollidiert energiereiche kosmische Strahlung mit Gas und Staub und erzeugt das diffuse Gammastrahlen-Leuchten. Starke Emissionen von rotierenden Neutronensternen oder Pulsaren und weit entfernten aktiven Galaxien, bekannt als blazars, sind zu erkennen, wenn Sie den Mauspfeil über die Karte schieben.

Als Vorspiel für künftige Entdeckungen kombiniert dieses bemerkenswerte Ergebnis die Beobachtungen von nur 4 Tagen, was einem Jahr an Beobachtungen mit dem Compton-Gammastrahlenteleskop in den 1990er-Jahren entspricht. Zusätzlich zur Möglichkeit Gammastrahlenblitze zu beobachten erlaubt die stark verbesserte Empfindlichkeit Fermi tiefer in das Hochenergie-Universum hinauszublicken.

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Endlich: GLAST

Aus einer Rauchwolke ragt der Kopf einer startenden Rakete, die den Satelliten GLAST ins All schickt.

Bildcredit: Jerry Cannon, Robert Murray, NASA

Eine Delta-II-Rakete steigt aus einer aufgebauschten Rauchwolke auf. Sie hob am Mittwoch um 18:05 MESZ von der Startrampe 17B am Luftwaffenstützpunkt Cape Canaveral ab. In der Ladebucht war GLAST sicher verpackt. GLAST ist ein Gammastrahlen-Großfeld-Weltraumteleskop. Es befindet sich nun im Orbit des Planeten Erde.

Die Technik der Detektoren von GLAST wurde für Teilchenbeschleuniger auf der Erde entwickelt. Im Orbit untersucht GLAST Gammastrahlen, die von extremen Umgebungen in unserer Milchstraße stammen. Es können auch extrem massereiche Schwarze Löcher in den Zentren weit entfernter aktiver Galaxien erforscht werden. Auch Quellen energiereicher Gammastrahlenausbrüche sind ein Ziel.

Diese kosmischen Teilchenbeschleuniger erreichen Energien, die in Laboratorien auf der Erde niemals freigesetzt werden könnten. Wenn man sie beobachtet, kann man im relativ unerforschten Bereich der energiereichen Gammastrahlung nach Hinweisen auf eine neue Physik zu suchen.

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