In der Ausgabe des Science Magazine vom 25. März 2005 berichtet das Team internationaler Astrophysiker des High Energy Stereoscopic System (HESS), darunter britische Astronomen der University of Durham, über Ergebnisse einer ersten sensitiven Untersuchung des zentralen Teils unserer Galaxie mit sehr hoher Energie (VHE) Gammastrahlen. Zu den neu entdeckten Objekten gehören zwei „dunkle Beschleuniger“ - mysteriöse Objekte, die energetische Partikel emittieren, aber anscheinend kein optisches oder röntgenartiges Gegenstück haben.
Diese Umfrage zeigt insgesamt acht neue Quellen für VHE-Gammastrahlen in der Scheibe unserer Galaxie, was die bei diesen Energien bekannte Anzahl im Wesentlichen verdoppelt. Die Ergebnisse haben die Astronomie in einen bisher unbekannten Bereich gedrängt und unser Wissen über die Milchstraße in einem neuartigen Wellenlängenregime erweitert, wodurch ein neues Fenster für unsere Galaxie geöffnet wurde.
Gammastrahlen werden in extremen kosmischen Teilchenbeschleunigern wie Supernova-Explosionen erzeugt und bieten einen einzigartigen Blick auf die Hochenergieprozesse in der Milchstraße. Die VHE-Gammastrahlenastronomie ist noch ein junges Gebiet und H.E.S.S. führt die erste sensible Untersuchung in diesem Energiebereich durch und findet bisher unbekannte Quellen.
Besonders beeindruckend ist, dass zwei dieser neuen Quellen von H.E.S.S. haben keine offensichtlichen Gegenstücke in konventionelleren Wellenlängenbändern wie der optischen Astronomie und der Röntgenastronomie. Die Entdeckung von VHE-Gammastrahlen aus solchen Quellen legt nahe, dass es sich möglicherweise um „Dunkelbeschleuniger“ handelt, wie Stefan Funk vom Max-Planck-Institut in Heidelberg bestätigt: „Diese Objekte scheinen nur Strahlung in den höchsten Energiebändern zu emittieren. Wir hatten gehofft, dass mit einem neuen Instrument wie H.E.S.S. Wir würden einige neue Quellen entdecken, aber der Erfolg, den wir jetzt haben, übertrifft alle unsere Erwartungen. “
Dr. Paula Chadwick von der University of Durham fügt hinzu: „Viele der neuen Objekte scheinen bekannte Quellenkategorien zu sein, wie Supernova-Überreste und Pulsarwindnebel. Daten zu diesen Objekten helfen uns, die Teilchenbeschleunigung in unserer Galaxie genauer zu verstehen. Es war jedoch eine Überraschung, diese „dunklen Beschleuniger“ zu finden. Da es bei anderen Wellenlängen kein Gegenstück gibt, sind sie im Moment ein völliges Rätsel. “
Es wird angenommen, dass kosmische Teilchenbeschleuniger geladene Teilchen wie Elektronen und Ionen beschleunigen, indem sie mit starken Stoßwellen auf diese Teilchen einwirken. Hochenergetische Gammastrahlen sind Sekundärprodukte der kosmischen Beschleuniger und leichter zu erkennen, da sie sich im Gegensatz zu geladenen Teilchen, die durch Magnetfelder abgelenkt werden, in geraden Linien von der Quelle bewegen. Die kosmischen Beschleuniger sind normalerweise bei anderen Wellenlängen sowie bei VHE-Gammastrahlen sichtbar.
Die H.E.S.S. Das Array ist ideal, um diese neuen VHE-Gammastrahlenobjekte zu finden, da es nicht nur Objekte untersucht, die bei anderen Wellenlängen gesehen werden, von denen erwartet wird, dass sie Quellen für Gammastrahlen mit sehr hoher Energie sind, sondern auch ein weites Sichtfeld (das Zehnfache des Monddurchmessers) dass es den Himmel überblicken und bisher unbekannte Quellen entdecken kann.
Eine weitere wichtige Entdeckung ist, dass die neuen Quellen mit einer typischen Größe in der Größenordnung von einem Zehntel Grad erscheinen. die H.E.S.S. Das Instrument bietet zum ersten Mal eine ausreichende Auflösung und Empfindlichkeit, um solche Strukturen zu erkennen. Da sich die Objekte innerhalb eines Bruchteils eines Grades von der Ebene unserer Galaxie sammeln, befinden sie sich höchstwahrscheinlich in einer signifikanten Entfernung - mehrere 1000 Lichtjahre von der Sonne entfernt -, was impliziert, dass sich diese kosmischen Teilchenbeschleuniger über eine Größe von Lichtjahren erstrecken.
Die Ergebnisse wurden unter Verwendung der Teleskope des High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) in Namibia im Südwesten Afrikas erhalten. Dieses System aus vier Teleskopen mit einem Durchmesser von 13 m ist derzeit der empfindlichste Detektor für VHE-Gammastrahlen, dessen Strahlung millionenfach energetischer ist als das sichtbare Licht. Diese hochenergetischen Gammastrahlen sind ziemlich selten - selbst bei relativ starken Quellen trifft nur etwa ein Gammastrahl pro Monat einen Quadratmeter oben auf der Erdatmosphäre. Da sie in der Atmosphäre absorbiert werden, würde eine direkte Erfassung einer signifikanten Anzahl der seltenen Gammastrahlen einen Satelliten von großer Größe erfordern. Die H.E.S.S. Teleskope setzen einen Trick ein - sie nutzen die Atmosphäre als Detektormedium. Wenn Gammastrahlen in der Luft absorbiert werden, senden sie kurze blaue Lichtblitze aus, die als Cherenkov-Licht bezeichnet werden und einige Milliardstel Sekunden dauern. Dieses Licht wird von der H.E.S.S. Teleskope mit großen Spiegeln und extrem empfindlichen Kameras können verwendet werden, um Bilder von astronomischen Objekten zu erstellen, wie sie in Gammastrahlen erscheinen.
Die H.E.S.S. Teleskope repräsentieren mehrjährige Bauarbeiten eines internationalen Teams von mehr als 100 Wissenschaftlern und Ingenieuren aus Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Irland, der Tschechischen Republik, Armenien, Südafrika und dem Gastland Namibia. Das Instrument wurde im September 2004 vom namibischen Premierminister Theo-Ben Guirab eingeweiht. Seine ersten Daten haben bereits zu einer Reihe wichtiger Entdeckungen geführt, darunter das erste astronomische Bild einer Supernova-Schockwelle bei den höchsten Gammastrahlenenergien.
Originalquelle: PPARC-Pressemitteilung
