Zahlreiche neue Gammapulsare entdeckt

Forscher lösen Rätsel um bisher nicht identifizierte Gammastrahlenquellen in der Milchstraße

Ein internationales Forscherteam berichtet in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Science über die Entdeckung von 16 Pulsaren, die ausschließlich anhand ihrer Gammastrahlung identifizierbar sind. Überdies konnte die Existenz einer Reihe von Millisekundenpulsaren im Hochenergie-Gammastrahlenbereich nachgewiesen werden. Für diese Beobachtungen nutzten die Forscher, unter ihnen der Innsbrucker Astrophysiker Prof. Olaf Reimer, NASA‘s Fermi Gamma-Ray Space Telescope, das seit einem Jahr die Erde umkreist.

Nur wenige astronomische Quellen von hochenergetischer Gammastrahlung konnten bisher eindeutig identifiziert und charakterisiert werden. Die Entdeckungen des Forscherteams mit Hilfe des Large Area Telescopes (LAT), dem Hauptinstrument auf dem Fermi-Satelliten, helfen jetzt ein Rätsel zu lösen: Was verbirgt sich hinter den zahlreichen bisher nicht identifizierten Gammaquellen in unserer Milchstrasse? „Mit den nun präsentierten Messungen wird klar, dass ein Großteil der hochenergetischen Gammaquellen rotierende Neutronensterne sind", erklärt Prof. Olaf Reimer vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck. „Diese waren in früheren Experimenten nicht als solche erkennbar gewesen." Die Gammastrahlenastronomie übernimmt damit eine Führungsrolle bei der Erforschung kompakter Neutronensterne, denn ein Teil dieser Objekte pulsiert offensichtlich ausschließlich im Licht der Gammastrahlung. Bisher galten Pulsare als Domäne der. Die meisten der heute bekannten etwa 1800 Pulsare wurden im Radiobereich entdeckt und sind typischerweise bis zu wenigen Millionen Jahren alt. Die neu entdeckten Neutronensterne gehören zu der nunmehr stetig wachsenden Familie von Gammapulsaren. „Es handelt sich bei den von uns entdeckten Pulsaren um einen ungewöhnlichen Typ, der ohne Gammastrahlenbeobachtungen unbekannt geblieben wäre und dessen größte Energie am oberen Ende des elektromagnetischen Spektrums im Gammastrahlenbereich auszumachen ist", sagt Prof. Reimer, der seit neun Jahren intensiv in die wissenschaftliche Planung der Fermi-Mission eingebunden ist und vor wenigen Monaten von der Stanford University, USA, an die Universität Innsbruck berufen wurde.

Blick ins „Herz" der Pulsare

Ein Pulsar ist ein rotierender hochmagnetisierter Neutronenstern, ein Relikt der Explosion eines normalen Sterns. „Zwar können wir noch nicht jedes Detail dieser Objekte schlüssig erklären", sagt Reimer, „wir gehen aber davon aus, dass die intensiven elektrischen und magnetischen Feldern und die schnelle Rotation eines Neutronensternes das Potential haben, Teilchen bis nahezu zur Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Mit den Beobachtungen der Gammastrahlung schaut man diesen Objekten nun ins energetische Zentrum, da etwa 10 Prozent der Gesamtenergie im Gammastrahlenbereich auszumachen ist."

Auch Millisekundenpulsare entdeckt

Die Forscher berichten in der Zeitschrift Science außerdem über die pulsierende Gammastrahlung von acht Millisekundenpulsaren. Diese werden so genannt, weil sie zwischen 100 und 1000 Mal pro Sekunde rotieren. Sehr viel älter als die jungen Hochenergiepulsare, kommen Millisekundenpulsare vornehmlich gemeinsam mit normalen Sternen vor, von denen sie so lange Materie ansaugen, bis sich die Oberflächengeschwindigkeit des Neutronensterns der Lichtgeschwindigkeit nähert. „Auch Millisekundenpulsare bilden eine Klasse von Gammastrahlenquellen, die erst durch Fermi am Himmel nachweisbar geworden sind", betont Olaf Reimer, der gemeinsam mit seiner Frau, Univ.-Doz. Dr. Anita Reimer vom Institut für Theoretische Physik der Uni Innsbruck, Koautor dieser Publikationen ist.

Das Fermi Gamma-Ray Space Telescope der NASA wurde am 11. Juni 2008 gestartet und durchsucht den gesamten Himmel mit einer bisher im Gammabereich unerreichten Empfindlichkeit. Am Bau der Detektoren auf Fermi und am Betrieb des Observatoriums sind neben der NASA und dem US Department of Energy Institute in den Vereinigten Staaten, in Frankreich, Italien, Schweden, Deutschland und Japan beteiligt.

 

Publikationen: „Detection of 16 Gamma-Ray Pulsars Through Blind Frequency Searches Using the Fermi LAT" und „A Population of Gamma-Ray Millisecond Pulsars seen with the Fermi Large Area Telescope" in Science Express, 2. Juli 2009.

Ein Bild von Prof. Reimer: https://www.uibk.ac.at/public-relations/presse/medienservice/index.html#pa76

Weitere Bilder und Animationen der NASA:
Gammastrahlen in Pulsaren: http://svs.gsfc.nasa.gov/goto?10205
Millisekundenpulsare mit Magnetfeld: http://svs.gsfc.nasa.gov/goto?10144
Animation: http://www.nasa.gov/mov/299902main_pulsar_final_mini_360x203.mov

Rückfragehinweis:
Univ.-Prof. Dr. Olaf Reimer
Institut für Astro- und Teilchenphysik
Universität Innsbruck
Technikerstraße 25, A-6020 Innsbruck
Tel.: +43 512 507-6060
Email: Olaf.Reimer@uibk.ac.at