Bildnachweis: ESA
Astronomen, die das XMM-Newton-Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation nutzen, haben einen Neutronenstern mit zwei mysteriösen Röntgenschwänzen entdeckt, der sich über fast ein Drittel eines Lichtjahres erstreckt. Im Gegensatz zu den meisten Neutronensternen ist Geminga im Funkspektrum seltsam leise, pulsiert jedoch große Mengen an Gammastrahlung.
Astronomen, die das Röntgenobservatorium der ESA, XMM-Newton, nutzen, haben ein Paar Röntgenschwänze entdeckt, die sich über 3 Millionen Millionen Kilometer über den Himmel erstrecken. Sie stammen von dem mysteriösen Neutronenstern Geminga. Die Entdeckung gibt Astronomen neue Einblicke in die außergewöhnlichen Bedingungen rund um den Neutronenstern.
Ein Neutronenstern misst nur 20 bis 30 Kilometer und ist der dichte Überrest eines explodierten Sterns. Geminga ist mit einer Entfernung von etwa 500 Lichtjahren eine der erdnächsten. Die meisten Neutronensterne emittieren Funkemissionen und scheinen wie ein Leuchtturm zu pulsieren, aber Geminga ist „radio-leise“. Es emittiert jedoch große Mengen pulsierender Gammastrahlen, was es zu einer der hellsten Gammastrahlenquellen am Himmel macht. Geminga ist das einzige Beispiel für eine erfolgreich identifizierte Gammastrahlenquelle, aus der Astronomen bedeutendes Wissen gewonnen haben.
Es ist 350 000 Jahre alt und pflügt mit 120 Kilometern pro Sekunde durch den Weltraum. Seine Route erzeugt eine Stoßwelle, die das Gas des interstellaren Mediums und sein natürlich eingebettetes Magnetfeld um den Faktor vier komprimiert.
Patrizia Caraveo, Instituto di Astrofisica Spaziale und Fisica Cosmica, Mailand, Italien, und ihre Kollegen (am CESR, Frankreich, ESO und MPE, Deutschland) haben berechnet, dass die Schwänze erzeugt werden, weil hochenergetische Elektronen in diesem verstärkten Magnetfeld eingeschlossen werden. Während sich die Elektronen im Magnetfeld drehen, emittieren sie die von XMM-Newton gesehenen Röntgenstrahlen.
Die Elektronen selbst werden in der Nähe des Neutronensterns erzeugt. Gemingas atemlose Rotationsrate? einmal pro Viertelsekunde? schafft eine außergewöhnliche Umgebung, in der Elektronen und Positronen, ihre Antimaterie-Gegenstücke, auf außerordentlich hohe Energien beschleunigt werden können. Bei solchen Energien werden sie zu leistungsstarken Hochenergie-Gammastrahlenproduzenten. Astronomen hatten angenommen, dass alle Elektronen in Gammastrahlen umgewandelt würden. Die Entdeckung der Schwänze beweist jedoch, dass einige Fluchtwege aus dem Strudel finden.
"Es ist erstaunlich, dass es solchen energetischen Elektronen gelingt, zu entkommen, um diese Schwänze zu erzeugen." sagt Caraveo, "die Schwanzelektronen haben eine Energie, die sehr nahe an der maximalen Energie liegt, die in der Umgebung von Geminga erreichbar ist."
Die Schwänze selbst sind die hellen Kanten der von Geminga geformten dreidimensionalen Stoßwelle. Solche Stoßwellen sind ein bisschen wie die Spur eines Schiffes, das über den Ozean fährt. Anhand eines Computermodells hat das Team geschätzt, dass Geminga fast direkt über unsere Sichtlinie fährt.
Studien über Geminga könnten nicht wichtiger sein. Die meisten bekannten Gammastrahlenquellen im Universum müssen noch mit bekannten Klassen von Himmelsobjekten identifiziert werden. Einige Astronomen glauben, dass ein beträchtlicher Teil von ihnen Geminga-ähnliche radioaktive Neutronensterne sein könnten. Sicherlich wächst die Familie der radioaktiven Neutronensterne, die durch ihre Röntgenemission entdeckt wurden, kontinuierlich. Derzeit sind ungefähr ein Dutzend Objekte bekannt, aber nur Geminga hat ein Paar Schwänze!
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
