Wir schlagen keineswegs vor, dass das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA veränderte Bewusstseinszustände hervorrufen kann, aber dieses „weit entfernte“ Bild ähnelt der psychedelischen Kunst der 1960er Jahre. Nach jahrelangen Studien haben die von Fermi gesammelten Daten gezeigt, dass Tychos Supernova-Rest in hochenergetischen Gammastrahlen hell leuchtet.
Die Entdeckung liefert Forschern zusätzliche Informationen über den Ursprung der kosmischen Strahlung (subatomare Teilchen, die auf Geschwindigkeit sind). Der genaue Prozess, der kosmischen Strahlen ihre Energie verleiht, ist nicht genau bekannt, da geladene Teilchen leicht durch interstellare Magnetfelder abgelenkt werden. Die Ablenkung durch interstellare Magnetfelder macht es Forschern unmöglich, kosmische Strahlen zu ihren ursprünglichen Quellen zu verfolgen.
„Glücklicherweise werden hochenergetische Gammastrahlen erzeugt, wenn kosmische Strahlen auf interstellares Gas und Sternenlicht treffen. Diese Gammastrahlen kommen direkt von ihren Quellen nach Fermi “, sagte Francesco Giordano von der Universität Bari in Italien.
Aber hier sind einige nicht so psychedelische Fakten über Supernova-Überreste im Allgemeinen und Tychos im Besonderen:
Wenn ein massereicher Stern das Ende seiner Lebensdauer erreicht, kann er explodieren und einen Supernova-Rest zurücklassen, der aus einer sich ausdehnenden Hülle aus heißem Gas besteht, die von der Explosionsschockwelle angetrieben wird. In vielen Fällen kann eine Supernova-Explosion auf der Erde sichtbar sein - sogar am helllichten Tag. Im November 1572 wurde im Sternbild Cassiopeia ein neuer „Stern“ entdeckt. Die Entdeckung ist heute als die sichtbarste Supernova in den letzten 400 Jahren bekannt. Der oben gezeigte Rest wird oft als "Tychos Supernova" bezeichnet und ist nach dem dänischen Astronomen Tycho Brahe benannt, der viel Zeit damit verbracht hat, die Supernova zu studieren.
Das Supernova-Ereignis von 1572 ereignete sich, als der Nachthimmel als fester und unveränderlicher Teil des Universums angesehen wurde. Tychos Bericht über die Entdeckung vermittelt einen Eindruck davon, wie tiefgreifend seine Entdeckung war. In Bezug auf seine Entdeckung erklärte Tycho: „Als ich mich davon überzeugt hatte, dass noch nie ein Stern dieser Art herausgestrahlt hatte, wurde ich durch die Unglaublichkeit der Sache, die ich anfing, an dem Glauben meiner eigenen Augen zu zweifeln, in eine solche Verwirrung versetzt Also wandte ich mich an die Diener, die mich begleiteten, und fragte sie, ob auch sie einen bestimmten extrem hellen Stern sehen könnten. Sie antworteten sofort mit einer Stimme, dass sie es vollständig gesehen hätten und dass es extrem hell sei. “
Der Physiker Enrico Fermi (der Namensgeber des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops) theoretisierte 1949, dass hochenergetische kosmische Strahlen in den Magnetfeldern interstellarer Gaswolken beschleunigt werden. Im Anschluss an Fermis Arbeit erfuhren die Astronomen, dass Supernova-Überreste die besten Kandidaten für Magnetfelder dieser Größenordnung sein könnten.
Eines der Hauptziele des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops ist es, die Ursprünge der kosmischen Strahlung besser zu verstehen. Das Large Area Telescope (LAT) von Fermi kann alle drei Stunden den gesamten Himmel überblicken, wodurch das Instrument eine tiefere Sicht auf den Gammastrahlenhimmel bietet. Da Gammastrahlen die energiereichste Form von Licht sind, kann die Untersuchung der Gammastrahlenkonzentrationen den Forschern helfen, die für kosmische Strahlen verantwortliche Teilchenbeschleunigung zu ermitteln.
Der Co-Autor Stefan Funk (Kavli-Institut für Teilchenastrophysik und Kosmologie) fügt hinzu: „Diese Entdeckung liefert uns einen weiteren Beweis, der die Annahme stützt, dass Supernova-Überreste kosmische Strahlen beschleunigen können.“
Nach fast dreijähriger Untersuchung des Himmels zeigten die LAT-Daten von Fermi eine Region mit Gammastrahlenemissionen, die mit dem Rest von Tychos Supernova verbunden sind. Keith Bechtol (KIPAC-Doktorand) kommentierte die Entdeckung wie folgt: „Wir wussten, dass Tychos Supernova-Überrest ein wichtiger Fund für Fermi sein könnte, da dieses Objekt in anderen Teilen des elektromagnetischen Spektrums so ausführlich untersucht wurde. Wir dachten, es könnte eine unserer besten Möglichkeiten sein, eine spektrale Signatur zu identifizieren, die auf das Vorhandensein von Protonen mit kosmischer Strahlung hinweist. “
Das Modell des Teams basiert auf LAT-Daten, Gammastrahlen, die von bodengestützten Observatorien kartiert wurden, und Röntgendaten. Das Team ist zu dem Schluss gekommen, dass ein Prozess namens Pionproduktion die beste Erklärung für die Emissionen ist. Die folgende Animation zeigt ein Proton, das sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegt und auf ein sich langsamer bewegendes Proton trifft. Die Protonen überleben die Kollision, aber ihre Wechselwirkung erzeugt ein instabiles Teilchen - ein Pion - mit nur 14 Prozent der Protonenmasse. In 10 Millionstel einer Milliardstel Sekunde zerfällt das Pion in ein Paar Gammastrahlenphotonen.
Wenn die Interpretation der Daten durch das Team korrekt ist, werden Protonen innerhalb des Rests auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Nachdem die Protonen auf solch enorme Geschwindigkeiten beschleunigt wurden, interagieren sie mit langsameren Teilchen und erzeugen Gammastrahlen. Bei all den erstaunlichen Prozessen, die im Rest von Tychos Supernova ablaufen, kann man sich leicht vorstellen, wie beeindruckt Brahe sein würde.
Und keine Auslösung notwendig.
Weitere Informationen zum Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop finden Sie unter: http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html
Quelle: Fermi Gammastrahlen-Weltraumteleskop Mission News
