News | 06.07.2009 | Drucken | Teilen

Gammastrahlen-Astronomie

Ein Jahr Pulsarjagd mit Fermi

Weltraumteleskop Glast
Glast auf der Jagd
  Glast auf der Jagd
Ein Jahr nach dem Start des Gammastrahlenteleskops Fermi (ursprünglich GLAST) der US-Weltraumbehörde NASA, ziehen zwei Forscherteams eine sehr positive Zwischenbilanz. 16 neue Pulsare wurden bisher mit Fermi entdeckt. Bei acht bereits bekannten Millisekundenpulsaren wurde zum ersten Mal Gammastrahlung nachgewiesen.

Am 11. Juni 2008 war das Weltraumteleskop an Bord einer Delta-II-Rakete vom US-Weltraumbahnhof Cape Canaveral gestartet. Aufgabe des Hightech-Fernrohrs ist es, die energiereichsten Objekte im Weltall zu erforschen. Dazu gehören Pulsare, Aktive Galaktische Zentren und vermutete "kosmische Katastrophen" wie die Kollision zweier Schwarzer Löcher. Zu diesem Zweck beobachtet Fermi Gammastrahlung, den Bereich elektromagnetischer Wellen mit der höchsten Energie, in einem Spektrum von 300 Megaelektronvolt bis 1 Gigaelektronvolt.

  Karte der durch Fermi gefundenen Pulsare
Pulsare sind Neutronensterne, die bis auf einen Durchmesser von 20 Kilometern kollabierten Überreste von Sternen bis acht Sonnenmassen. Nahe den beiden Polen ihres extrem starken Magnetfelds senden sie zwei gebündelte Strahlen elektromagnetischer Wellen aus. Da die Rotationsachse der Sternleichen nicht mit der Achse des Magnetfelds übereinstimmt, kommt die Strahlung in Form von Pulsen auf der Erde an – immer dann wenn einer der Strahlungskegel über uns hinwegstreicht. Die meisten der Objekte rotieren mit einer Periode von Sekunden. Millisekundenpulsare benötigen jedoch nur tausendstel Sekunden für eine Umdrehung.

Die abgegebene Strahlung umfasst ein sehr breites Gemisch von Wellenlängen. Die meisten der mehr als 1800 bekannten Pulsare wurden über ausgesandte Radiowellen gefunden. Diese werden von allen Pulsaren erzeugt und lassen sich relativ einfach durch die Auswirkungen des schnell rotierenden Magnetfelds auf das umgebende Plasma erklären.

Allerdings enthalten die Spektren vieler Pulsare ebenso energiereiche Röntgen- und Gammastrahlung, über deren Ursprung unterschiedliche Theorien existieren. Derart hochenergetische Photonen können nur von Teilchen ausgesandt werden, die annähernd auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden. Sie zu beobachten ist allerdings schwer, da ihre Anzahl im Vergleich zu den energieschwachen Photonen der Radiostrahlung gering ist. Von den entferntesten beobachteten Pulsaren erreichen Fermi gerade einmal zwei Gammaphotonen pro Tag.

Mit seiner hohen Empfindlichkeit konnte Fermi erstmals auch Gammastrahlung bei einigen Millisekundenpulsaren feststellen. Das weist Theorien zurück, die davon ausgehen, dass bei diesen Objekten grundsätzlich andere physikalische Abläufe vonstatten gehen. Weitere Messungen des Teleskops könnten entscheidend dazu beitragen, die Physik von Pulsaren besser zu verstehen.

Ralf Strobel
© Spektrum.de
Weltraumteleskop Glast

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