Ein toter Stern sendet eine einzigartige Mischung von Strahlung aus

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Künstlerischer Blick auf den SGR-Magnetar 1935+2154. (ESA)

Künstlerischer Blick auf den SGR-Magnetar 1935+2154. (ESA)

Eine internationale Zusammenarbeit zwischen bodengebundenen Teleskopen und Teleskopen im Orbit wirft Licht auf eines der Geheimnisse des Universums. Die Warnung wurde vom Integral Space Observatory der ESA ausgegeben, dessen wissenschaftliche Daten an der Universität Genf verarbeitet werden. Ein internationales Netzwerk von Teleskopen, zu dem Integral, das Hochenergie-Weltraumobservatorium der ESA (Europäische Weltraumorganisation), gehört, hat eine einzigartige Mischung der Strahlung eines toten Sterns in unserer Galaxie entdeckt. Diese Entdeckung betrifft zwei unterschiedliche kosmische Phänomene: Magnetare und schnelle Radioausbrüche. Erstere sind Sternkörper mit einer Masse, die der der Sonne entspricht, aber in einem Radius von etwa 10 km konzentriert ist und deren Magnetfelder zu den stärksten im Universum gehören. Wenn sie aktiv werden, können sie kurze Ausbrüche hochenergetischer Strahlung erzeugen, die typischerweise weniger als eine Sekunde dauern und milliardenfach heller als die Sonne sind. Letzteres ist eines der Haupträtsel der Astronomie. 2007 zum ersten Mal entdeckt, senden schnelle Radioimpulse nur wenige Millisekunden lang sehr starke Radiowellen aus, bevor sie wieder verschwinden.

Ende April entdeckten die Astronomen, dass der Magnetar SGR 1935+2154 im Sternbild Vulpécule gerade aktiv geworden war und nicht nur seine übliche Röntgenstrahlung, sondern gleichzeitig auch einen kurzen Ausbruch von Radiowellen aussandte. "Mit dem IBIS-Imager von Integral konnten wir den Ursprung der Emission dieser Röntgenstrahlen genau bestimmen und ihre Assoziation mit Magnetar hervorheben", erklärt Volodymyr Savchenko, wissenschaftlicher Assistent an der Astronomieabteilung der wissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf (UNIGE), wo die wissenschaftlichen Daten von Integral verarbeitet werden. "Die meisten anderen Satelliten, die an der gemeinsamen Untersuchung dieses Ereignisses beteiligt waren, waren nicht in der Lage, seine Position am Himmel zu messen - eine entscheidende Information, um zu bestätigen, dass die Übertragung tatsächlich von SGR 1935+2154 erfolgte.

Ein globaler Alarm in Sekundenschnelle

"Wir haben die hochenergetische Röntgenemission des Magnetars am 28. April dank der Daten von Integral entdeckt", erklärt Sandro Mereghetti, Forscher am INAF IASF-Milano, Italien. Wenige Sekunden später alarmierte das Überwachungssystem von Integral automatisch Observatorien auf der ganzen Welt. In den folgenden Stunden wurden weitere Warnungen herausgegeben, die es der wissenschaftlichen Gemeinschaft ermöglichten, schnell zu handeln und diese Quelle genauer zu erforschen". Am selben Tag ermöglichten das Radioteleskop CHIME in Kanada und das Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) in den Vereinigten Staaten den Astronomen am Boden, eine kurze und extrem helle Radiowellenemission in Richtung SGR 1935+2154 zu lokalisieren und dann zu bestätigen.

"Dies ist der allererste Beobachtungszusammenhang zwischen Magnetaren und schnellen Funkwellenausbrüchen", erklärt Sandro Mereghetti. Es handelt sich wirklich um eine bedeutende Entdeckung, die dazu beiträgt, Licht in den Ursprung dieser mysteriösen Phänomene zu bringen". Die wahre Natur der Funkwellenausbrüche bleibt ein Rätsel. Bis jetzt wurde in der Milchstraße keine solche Emission von einer identifizierten Quelle beobachtet, und es wurde auch kein Zusammenhang mit einer anderen Art von Strahlung außerhalb der Radiowellen festgestellt.
Diese neu beobachtete Verbindung unterstützt die Idee, dass schnelle Radioimpulse von Magnetaren ausgehen, und zeigt, dass Emissionen dieser stark magnetisierten Objekte auch bei Radiowellenlängen detektiert werden können. Magnetare werden bei Astronomen immer beliebter, weil man davon ausgeht, dass sie eine Schlüsselrolle bei der Auslösung verschiedener transienter Ereignisse im Universum spielen, von superschnellen Supernovaexplosionen bis hin zu Gammastrahlenausbrüchen.

Vier Instrumente zum Scannen des Universums

Das 2002 eingeführte Integral verfügt über eine Reihe von vier Instrumenten, die in der Lage sind, kosmische Objekte in Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und sichtbarem Licht zu beobachten und gleichzeitig Bilder von ihnen aufzunehmen. Zum Zeitpunkt der Explosion befand sich der Magnetar im Sichtfeld des IBIS-Instruments, was zu einer automatischen Detektion durch den Satelliten führte, wodurch Observatorien auf der ganzen Welt sofort alarmiert wurden. "Diese Art des kooperativen, wellenlängenübergreifenden Ansatzes und die daraus resultierende Entdeckung unterstreicht die Bedeutung einer schnellen, groß angelegten Koordinierung der wissenschaftlichen Forschungsanstrengungen. Integral ist dank der innovativen Dienste seines Datenzentrums seit seiner Gründung Teil dieser Bemühungen", sagt Carlo Ferrigno, Principal Investigator des Integral Science Data Centre (ISDC) der UNIGE, das die Integral-Satellitendaten und die für ihre Verarbeitung erforderliche Software verteilt und kontrolliert.


Diese Forschung ist veröffentlicht in

The Astrophysical Journal Letters
DOI: 10.3847/2041-8213/aba2cf