Schlagwort: Gammastrahlung

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Supernova-Kanone stößt Pulsar J0002 aus

Die Illustration zeigt einen Supernova-Überrest mit einer Linie, die sich nach rechts unten erstreckt und die Spur eines Neutronensterns darstellt.

Bildcredit: F. Schinzel et al. (NRAO, NSF), Kanadische Vermessung der galaktischen Ebene (DRAO), NASA (IRAS); Komposition: Jayanne English (U. Manitoba)

Was kann einen Neutronenstern wie eine Kanonenkugel hinausschießen? Eine Supernova. Vor etwa 10.000 Jahren zerstörte die Supernova, die den nebeligen Überrest CTB 1 erzeugte, nicht nur einen massereichen Stern, sondern schleuderte außerdem den neu entstandenen Neutronensternkern – einen Pulsar – in die Milchstraße hinaus.

Der Pulsar rotiert 8,7 Mal pro Sekunde. Er wurde mithilfe der zum Download angebotenen Software Einstein@Home entdeckt. Diese Software durchsucht die Daten des Gammastrahlenobservatoriums Fermi der NASA im Weltraum.

Der Pulsar PSR J0002+6216 (kurz J0002) rast mit mehr als 1000 km pro Sekunde durchs All. Er hat den Supernovaüberrest CTB 1 bereits hinter sich und ist sogar schnell genug, um die Galaxis zu verlassen. Auf diesem Bild ist die Spur des Pulsars gut erkennbar, sie führt vom Supernovaüberrest nach links unten.

Das Bild ist eine Kombination aus Radiobildern der Radioobservatorien VLA und DRAO sowie Archivdaten des Infrarot-Weltraumobservatoriums IRAS der NASA. Wir wissen, dass Supernovae wie Kanonen agieren können, und auch, dass sich Pulsare wie Kanonenkugeln verhalten können – doch wir wissen nicht, wie Supernovae das zustande bringen.

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Galaxie des Schreckens

Geheimnisvolle Dunkle Materie, Friedhofsgalaxie, Zombie-Welten und Gammastrahlenausbrüche des Verderbens.

Poster-Illustration-Credit: NASA, JPL-Caltech, The Galaxy of Horrors

Beschreibung: Heute Abend könnt ihr die extremen und furchterregenden Welten des Universums erkunden. Wenn ihr einen Blick riskiert, sind geheimnisvolle dunkle Materie, eine Friedhofsgalaxie, Zombie-Welten und Gammastrahlenausbrüche des Verderbens noch nicht alles, was euch erwartet.. Folgt einfach dem Link und denkt daran: Es basiert alles auf echter Wissenschaft, sogar die unheimlichen Stellen. Ich wünsche euch ein sicheres und fröhliches Halloween!

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SS 433: Doppelstern-Mikroquasar


Animationscredit: DESY, Science Communication Lab

Beschreibung: SS 433 ist eines der exotischsten Sternsysteme, die wir kennen. Sein unscheinbarer Name entstand durch seinen Eintrag in einem Katalog von Milchstraßensternen, die eine für atomaren Wasserstoff charakteristische Strahlung aussenden. Sein auffälliges Verhalten stammt von einem kompakten Objekt – einem schwarzen Loch oder Neutronenstern –, um das sich eine Akkretionsscheibe mit Ausströmungen gebildet hat. Da die Scheibe und die Ausströmungen von SS 433 jenen um sehr massereiche schwarze Löcher in den Zentren ferner Galaxien ähneln, vermutet man, dass SS 433 ein Mikroquasar ist.

Dieses animierte Video basiert auf Beobachtungsdaten. Es zeigt einen massereichen, heißen, normalen Stern, der gemeinsam mit dem kompakten Objekt in einer Umlaufbahn gefangen ist. Zu Beginn des Videos sieht man, wie durch Gravitation Materie vom normalen Stern losgerissen wird, die auf eine Akkretionsscheibe fällt. Der Zentralstern stößt Strahlen aus ionisiertem Gas in entgegengesetzte Richtungen aus – mit jeweils etwa einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit.

Im nächsten Abschnitt zeigt das Video eine Aufsicht auf die ausströmenden Strahlen, die eine Präzessionsbewegung ausführen und dabei eine sich ausdehnende Spirale erzeugen. Danach sieht man die sich ausbreitenden Strahlen aus noch größerer Entfernung nahe dem Zentrum im Supernovaüberrest W50.

Vor zwei Jahren fand man mithilfe der HAWC-Detektoranordnung in Mexiko unerwartet heraus, dass SS 433 Gammastrahlen mit ungewöhnlich hoher Energie (im TeV-Bereich) aussendet. Doch es gibt weitere Überraschungen: Eine aktuelle Analyse von Archivdaten des NASA–Satelliten Fermi zeigt eine Gammastrahlenquelle, die – wie man hier sieht – von den Zentralsternen getrennt ist, und die aus bisher unbekannten Gründen Gammastrahlenpulse mit einer Periode von 162 Tagen aussendet – das entspricht der Präzessionsperiode der Strahlen von SS 433.

Lehrende und Studierende: Ideen für die Verwendung von APOD im Lehrsaal
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MAGIC NEOWISE

Hinter den MAGIC-Teleskopen der Europäischen Nordsternwarte auf La Palma steht Komet C/2020 F3 (NEOWISE).

Bildcredit und Bildrechte: Urs Leutenegger

Beschreibung: Die 17 Meter großen MAGIC-Teleskope, die aus vielen Spiegeln bestehen, reflektieren den sternklaren Nachthimmel über der Europäischen Nordsternwarte auf dem Roque de los Muchachos auf der kanarischen Insel La Palma.

MAGIC ist die Abkürzung für Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov; die Teleskope sehen die kurzen Blitze im sichtbaren Licht, die von Teilchenschauern in der Luft erzeugt werden, wenn energiereiche Gammastrahlung auf die obere Erdatmosphäre trifft. Am 20. Juli suchten zwei der drei Teleskope im Bild nach Gammastrahlen aus dem Zentrum unserer Milchstraße. Sie reflektieren die hellen Sterne von Schütze und Skorpion in der Nähe des Zentrums der Galaxis im Südosten.

Hinter der Anordnung aus Spiegelsegmenten und unter dem Großen Wagen steht Komet NEOWISE über dem nordwestlichen Horizont. NEOWISE ist ein Akronym für Near Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer. Das ist der Satellit im Erdorbit, mit dem der Komet mit der Bezeichnung C/2020 F3 entdeckt wurde, aber das wisst ihr ja.

Komet NEOWISE in Bildern: Juli 23 || 22 || 21 || 20 || 19 || 18 || 17 || 16 || 15 || 14 || 13 || 12 || 11 || 10 und früher

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Andromeda vor der Bildbearbeitung


Dieses Bild der Andromedagalaxie zeigt viele Mängel, die durch Flugzeuge, Satelliten und kosmische Strahlung entstehen.

Bildcredit und Bildrechte: Kees Scherer

Wie sieht die Andromedagalaxie wirklich aus? Dieses Bild zeigt die nächste galaktische Nachbarin der Milchstraße. So sieht sie aus, wenn man sie mit einer Digitalkamera hinter dem hektischen Himmel der Erde fotografiert. Bei langer Belichtungszeit weist es die üblichen Mängel auf. Das Bild entstand aus 223 gestapelten Aufnahmen. Sie wurden letztes Jahr in einer Sternwarte fotografiert, die in Portugal in einem Garten steht. Jede Aufnahme ist 300 Sekunden belichtet.

Einige Mängel im Bild sind offensichtlich. Flugzeuge ziehen helle Spuren. Die langen Streifen stammen von Satelliten. Manche Störungen entstehen durch kosmische Strahlung mit kurzer Wellenlänge. Dann gibt es noch fehlerhafte Pixel. Diese Mängel wurden nicht mit einem Grafikprogramm entfernt. Stattdessen reduzierte man sie stark mit mehreren Softwarepaketen. Zu diesen Programmen zählen Astro Pixel Processor, DeepSkyStacker und PixInsight.

Die ganze Arbeit soll keine Täuschung durch eine digitale Fantasie sein, die wenig mit dem echten Abbild der Andromedagalaxie M31 zu tun hat. Stattdessen soll sie soll irdische Artefakte minimieren, die nichts mit der fernen Galaxie zu tun haben. Das Ziel ist, das echte Aussehen von M31 besser zu zeigen.

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Seltsames Signal zeigt Zerstörung eines Neutronensterns durch Schwarzes Loch


Illustrations-Videocredit: NASA, Dana Berry (Skyworks Digital)

Beschreibung: Was löste diese ungewöhnliche Explosion aus? Vor drei Wochen erfassten Gravitationswellendetektoren in den USA und Europa – die LIGO– und Virgo-Detektoren – einen Ausbruch an Gravitationswellen. Die Wellenform entsprach dem, was man erwarten würde, wenn ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern zerstört. Ein Objekt des Ereignisses S190814sv passte am besten zu einer mehr als fünffachen Masse der Sonne – das machte es zu einem guten Kandidaten für ein Schwarzes Loch. Das andere Objekt hat anscheinend weniger als drei Sonnenmassen, weshalb es ein guter Kandidat für einen Neutronenstern ist.

Noch nie zuvor wurden bei einem ähnlichen Ereignis Gravitationswellen entdeckt. Leider war bei dieser Explosion kein Licht zu sehen, das von dem zerreißenden Neutronenstern stammen hätte können. Es ist theoretisch möglich, dass auch das Objekt mit geringerer Masse ein Schwarzes Loch war, doch es ist kein eindeutiges Beispiel eines Schwarzen Lochs mit einer so geringen Masse bekannt.

Dieses Video wurde erstellt, um eine zuvor vermutete Kollision zwischen einem Schwarzen Loch und einem Neutronenstern zu veranschaulichen, die 2005 durch Strahlung entdeckt wurde, insbesondere Gammastrahlen vom Ausbruch GRB 050724. Das animierte Video beginnt mit einem Neutronenstern im Vordergrund, der ein Schwarzes Loch umrundet, das von einer Akkretionsscheibe umgeben ist. Die Gravitation des Schwarzen Lochs zerreißt dann den Neutronenstern. Sobald Teile in das Schwarze Loch fallen, entsteht ein Strahl.

S190814sv wird weiterhin untersucht, wobei Hinweise auf die Natur der beteiligten Objekte vielleicht von künftigen Entdeckungen ähnlicher Systeme stammen werden.

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Fermis Finalisten der Wissenschaft

Die beiden Illustrationen zeigen links Gammastrahlenblasen über und unter der Ebene der Milchstraße, rechts kollidierende Neutronensterne, die Gravitationswellen hervorriefen.
Illustrationscredit: NASA, DOE, International Fermi LAT Collaboration, Jay Friedlander (Goddard-Raumfahrtzentrum)

Das Teleskop Fermi für Gammastrahlen im Weltraum erforscht seit 10 Jahren das Universum der Hochenergie. Das feiern wir mit einer wissenschaftlichen Stichwahl. Es gibt zwei Finalisten, die alle früheren Runden der Abstimmung gewonnen haben. Nun treten sie gegeneinander an.

Beide Bilder sind digitale Illustrationen. Sie gehören zu einer Liste mit den 16 besten Entdeckungen von Fermi. Die Spitzenkandidaten im Wettbewerb setzten sich im Halbfinale durch. Ihre Rivalen waren der 12. und der 14. Eintrag: „Neue Hinweise auf Dunkle Materie“ und „Sternbeben in einem Magnetarsturm„.

Das linke Bild zeigt neu entdeckte Gammastrahlenblasen über und unter der Ebene der Milchstraße. Sie sind 25.000 Lichtjahren groß und wurden nicht vorhergesagt. Rechts kollidieren Neutronensterne und verschmelzen. Es war das erste Ereignis mit Gravitationswellen, das durch Gammastrahlen entdeckt wurde.

Aus Fermis erster Dekade der Forschung wurde das beliebteste Ergebnis gewählt.

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Endlich GLAST

Der Kopf einer Rakete steigt aus einer dichten Rauchwolke auf in den blauen Himmel. Die Szene wird von der Sonne beschienen. Von unten beleuchtet der Feuerschweif der Rakete die Abgaswolke.
Bildcredit:  NASA, DOE, Arbeitsgemeinschaft Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi

Diese Delta-II-Rakete stieg vor langer Zeit von einem sehr nahen Planeten auf und hinterließ eine wogende Rauchwolke. Am 11. Juni 2008 verließ sie um 12:05 Uhr EDT die Startrampe 17-B der Luftwaffenstation Cape Canaveral. In der Ladebucht war GLAST verstaut, ein Großflächen-Weltraumteleskop für Gammastrahlen.

Die Technik für die Detektoren von GLAST wurde für den Einsatz in Teilchenbeschleunigern auf der Erde entwickelt. Damit sucht GLAST im Orbit nach Gammastrahlen, die in einer extremen Umgebung über der Erde oder im fernen Universum entstehen. So eine Umgebung kann ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer fernen aktiven Galaxie sein. Auch die Quellen mächtiger Gammablitze gehören dazu. Diese gewaltigen kosmischen Beschleuniger erreichen Energien, die in einem Labor auf der Erde nicht möglich sind.

Das Teleskop für Gammastrahlen im Weltraum heißt nun Fermi. Am 10. Jahrestag seines Starts mögen die Wissenschaftsendspiele Fermi beginnen.

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