Bildnachweis: NASA
NASA-Astronomen glauben, dass Quasare im Ruhestand eine Quelle seltener, energiereicher kosmischer Strahlen sein könnten. Die Quelle der kosmischen Strahlung ist ein Rätsel, aber Astronomen haben berechnet, dass sie von Objekten innerhalb von 200 Millionen Lichtjahren von der Erde stammen müssen - diese „Quasare im Ruhestand“ könnten die Quelle sein.
Sie sind alt, aber nicht vergessen. In der Nähe befindliche „pensionierte“ Quasar-Galaxien, Milliarden von Jahren nach ihren glorreichen Tagen als hellste Leuchtfeuer im Universum, sind möglicherweise die derzeitige Quelle seltener, energiereicher kosmischer Strahlen, der sich am schnellsten bewegenden Materieteile, deren Ursprung a war Laut Wissenschaftlern der NASA und der Princeton University ist dies ein langjähriges Rätsel.
Die Wissenschaftler haben vier elliptische Galaxien identifiziert, die möglicherweise diese zweite Karriere der kosmischen Strahlenproduktion begonnen haben. Alle befinden sich über dem Griff des Großen Wagens und sind mit Hinterhofteleskopen sichtbar. Jedes enthält ein zentrales Schwarzes Loch mit mindestens 100 Millionen Sonnenmassen, das beim Drehen eine kolossale Batterie bilden könnte, die Atompartikel wie Funken mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf die Erde abschießt.
Diese Ergebnisse werden heute in einer Pressekonferenz auf dem gemeinsamen Treffen der American Physical Society und der High Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society in Albuquerque, New Mexico, diskutiert. Das Team besteht aus Dr. Diego Torres von der Princeton University und Dr. Elihu Boldt, Timothy Hamilton und Michael Loewenstein vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md.
Quasar-Galaxien sind tausende Male heller als gewöhnliche Galaxien und werden von einem zentralen Schwarzen Loch angetrieben, das reichlich interstellares Gas verschluckt. In Galaxien mit sogenannten Quasarresten ist der Schwarzlochkern keine starke Strahlungsquelle mehr.
"Einige Quasar-Überreste sind vielleicht doch nicht so leblos und beschäftigen sich in ihren späteren Jahren", sagte Torres. "Zum ersten Mal sehen wir den Hinweis auf einen möglichen Zusammenhang zwischen den Ankunftsrichtungen der kosmischen Strahlen mit ultrahoher Energie und den Orten am Himmel ruhender Galaxien in der Nähe, in denen supermassereiche Schwarze Löcher leben."
Ultrahochenergetische kosmische Strahlen sind eines der größten Geheimnisse der Astrophysik. Jeder kosmische Strahl - im Wesentlichen ein einzelnes subatomares Teilchen wie ein Proton, das sich nur wenig Lichtgeschwindigkeit entfernt - packt so viel Energie wie ein Baseballfeld der Major League, über 40 Millionen Billionen Elektronenvolt. (Die Restenergie eines Protons beträgt ungefähr eine Milliarde Elektronenvolt.) Die Quelle der Teilchen muss sich innerhalb von 200 Millionen Lichtjahren von der Erde befinden, da kosmische Strahlen von außerhalb dieser Entfernung Energie verlieren würden, wenn sie durch die Dunkelheit der kosmischen Mikrowellenstrahlung wandern das Universum durchdringen. Es besteht jedoch erhebliche Unsicherheit darüber, welche Arten von Objekten innerhalb von 200 Millionen Lichtjahren solche energetischen Teilchen erzeugen könnten.
"Die Tatsache, dass diese vier riesigen elliptischen Galaxien anscheinend inaktiv sind, macht sie zu geeigneten Kandidaten für die Erzeugung von kosmischen Strahlen mit ultrahoher Energie", sagte Boldt. Das Durchnässen der Strahlung eines aktiven Quasars würde die Beschleunigung der kosmischen Strahlung dämpfen und den größten Teil ihrer Energie verbrauchen, sagte Boldt.
Das Team räumt ein, dass es nicht feststellen kann, ob sich die Schwarzen Löcher in diesen Galaxien drehen. Dies ist eine Grundvoraussetzung für einen kompakten Dynamo, um kosmische Strahlen mit ultrahoher Energie zu beschleunigen. Wissenschaftler haben jedoch die Existenz von mindestens einem sich drehenden supermassiven Schwarzen Loch bestätigt, das im Oktober 2001 angekündigt wurde. Die vorherrschende Theorie besagt, dass sich supermassive Schwarze Löcher drehen, wenn sie Materie ansammeln und Orbitalenergie aus der infallierenden Materie absorbieren.
Ultrahochenergetische kosmische Strahlen werden von bodengestützten Observatorien wie dem Akeno Giant Air Shower Array in der Nähe von Yamanashi, Japan, erfasst. Sie sind äußerst selten und treffen mit einer Geschwindigkeit von etwa einem pro Quadratkilometer pro Jahrzehnt auf die Erdatmosphäre. Das Auger-Observatorium, das 3.000 Quadratkilometer auf einer Hochebene im Westen Argentiniens umfassen wird, ist im Bau. Eine geplante NASA-Mission namens OWL (Orbiting Wide-Angle Light Collectors) würde die kosmischen Strahlen mit der höchsten Energie erfassen, indem sie vom Weltraum auf die Atmosphäre herabblickt.
Loewenstein tritt dem NASA Goddard Laboratory for High Energy Astrophysics als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Maryland, College Park, bei. Hamilton, ebenfalls Mitglied des Labors, ist Mitglied des National Research Council.
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
