Das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) der NASA hat den bislang besten Blick auf unsere nächste große Nachbargalaxie – die Andromeda-Galaxie – in hochenergetischen Röntgenwellenlängen geworfen. Die Weltraummission hat 40 Röntgendoppelsterne beobachtet – das sind Quellen intensiver Röntgenstrahlen, die aus einem Schwarzen Loch oder einem Neutronenstern bestehen, das/der Materie von einem Begleitstern abzieht.
Die Ergebnisse werden Forschern letztendlich helfen, die Rolle von Röntgendoppelsternen bei der Entwicklung unseres Universums besser zu verstehen. Astronomen zufolge könnten diese energiereichen Objekte eine entscheidende Rolle bei der Aufheizung des intergalaktischen Gases spielen, in dem sich die ersten Galaxien bildeten.
“Die Andromeda-Galaxie ist die einzige große Spiralgalaxie, bei der wir einzelne Röntgendoppelsternen in einer Umgebung wie der unsrigen sehen und sie detailliert untersuchen können”, sagte Daniel Wik vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland). Er präsentierte die Ergebnisse auf dem 227. Treffen der American Astronomical Society (AAS) in Kissimmee (Florida). “Wir können diese Informationen nutzen, um abzuleiten, was in weiter entfernten Galaxien geschieht, welche schwerer zu beobachten sind.”
Die Andromeda-Galaxie, auch bekannt als Messier 31 (M31), kann als die größere Schwester unserer eigenen Milchstraßen-Galaxie angesehen werden. Beide Galaxien haben eine spiralförmige Gestalt, aber die Andromeda-Galaxie ist etwas größer als die Milchstraßen-Galaxie. Sie ist ungefähr 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt damit in kosmischen Maßstäben relativ nah. Bei dunklem, klaren Himmel kann sie sogar mit dem bloßen Auge beobachtet werden.
Andere Weltraummissionen wie das Chandra X-ray Observatory der NASA haben in energieärmeren Röntgenwellenlängen als den von NuSTAR registrierten hochenergetischen Röntgenstrahlen bessere Aufnahmen der Andromeda-Galaxie gemacht. Die Kombination von Chandra und NuSTAR bietet Astronomen ein leistungsfähiges Hilfsmittel, um die Natur der Röntgendoppelsterne in Spiralgalaxien einzugrenzen.
Bei Röntgendoppelsternen ist eine Komponente immer ein toter Stern oder ein Überrest, der aus der Explosion eines Sterns hervorging, welcher viel massereicher als die Sonne war. Abhängig von der Masse und anderen Eigenschaften des ursprünglichen Riesensterns kann die Explosion entweder ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern produzieren. Unter den richtigen Umständen kann Materie des Begleitsterns dessen äußersten Rand verlassen und von der Gravitation des Schwarzen Lochs oder Neutronensterns eingefangen werden. Wenn die Materie auf das Schwarze Loch oder den Neutronenstern zustürzt, wird sie auf immens hohe Temperaturen aufgeheizt, wodurch sie riesige Mengen Röntgenstrahlung emittiert.
Mit NuSTARs neuem Blick auf einen Teil der Andromeda-Galaxie arbeiten Wik und seine Kollegen daran, die jeweiligen Prozentsätze von Röntgendoppelsternen zu identifizieren, die ein Schwarzes Loch beziehungsweise einen Neutronenstern enthalten. Diese Forschungsarbeit wird ihnen helfen, die Population als Ganzes zu verstehen.
“Vor ein paar Jahren erkannten wir, dass Schwarze Löcher und Neutronensterne eine entscheidende Rolle bei der Aufheizung des intergalaktischen Gases in den Frühzeiten des Universums spielen könnten”, sagte Ann Hornschemeier vom Goddard Space Flight Center, die leitende Wissenschaftlerin der NuSTAR-Studien über die Andromeda-Galaxie. “Die Beobachtungen der lokalen Populationen stellarer Schwarzer Löcher und Neutronensterne mit Hilfe von NuSTAR erlauben uns herauszufinden, wie viel Energie aus diesen Systemen kommt.”
Die neue Forschungsarbeit enthüllt auch, wie sich die Andromeda-Galaxie von der Milchstraßen-Galaxie unterscheiden könnte. Fiona Harrison, die leitende Forscherin der NuSTAR-Mission, sagte: “Die Untersuchung der extremen stellaren Populationen in der Andromeda-Galaxie verrät uns, wie sich ihre Sternbildungsvergangenheit von jener in unserer eigenen Umgebung unterscheidet.”
Harrison wird auf dem Treffen der American Astronomical Society den Rossi Prize 2015 erhalten. Der Preis wird von der High-Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society vergeben und ehrt den Physiker Bruno Rossi, einer Autorität auf dem Gebiet der Physik kosmischer Strahlen und einem Pionier der Röntgenastronomie.
Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4811
(THK)
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