Astronomen haben eine Gammastrahlenquelle am Himmel entdeckt, die wie eine natürliche Uhr wirkt. Bei jeder Umlaufbahn fliegt das Schwarze Loch durch den Sternwind des blauen Sterns und beschleunigt die Partikel auf Gammastrahlen. Dies ist das erste Mal, dass eine Quelle von Gammastrahlen mit einem solchen regelmäßigen Zeitplan entdeckt wurde.
Astronomen mit dem H.E.S.S. Teleskope haben das erste modulierte Signal aus dem Weltraum in Gammastrahlen mit sehr hoher Energie entdeckt - das energiereichste Signal, das jemals beobachtet wurde. Regelmäßige Signale aus dem Weltraum sind seit den 1960er Jahren bekannt, als der erste Funkpulsar (wegen seiner regulären Natur Little Green Men-1 genannt) entdeckt wurde. Dies ist das erste Mal, dass ein Signal bei so hohen Energien gesehen wird - 100.000 Mal höher als bisher bekannt - und wird heute (24. November) im Journal Astronomy and Astrophysics veröffentlicht.
Das Signal stammt von einem System namens LS 5039, das von der H.E.S.S. LS5039 ist ein binäres System, das aus einem massiven blauen Stern (20-fache Sonnenmasse) und einem unbekannten Objekt, möglicherweise einem Schwarzen Loch, besteht. Die beiden Objekte umkreisen sich in sehr kurzer Entfernung und variieren zwischen nur 1/5 und 2/5 der Trennung der Erde von der Sonne, wobei alle vier Tage eine Umlaufbahn abgeschlossen wird.
"Die Art und Weise, wie sich das Gammastrahlensignal ändert, macht LS5039 zu einem einzigartigen Labor für die Untersuchung der Teilchenbeschleunigung in der Nähe von kompakten Objekten wie Schwarzen Löchern." Erklärte Dr. Paula Chadwick von der University of Durham, ein britisches Teammitglied von H.E.S.S.
Verschiedene Mechanismen können das Gammastrahlensignal beeinflussen, das die Erde erreicht. Wenn Astronomen sehen, wie sich das Signal ändert, können sie viel über binäre Systeme wie LS 5039 und die Auswirkungen in der Nähe von Schwarzen Löchern lernen.
Auf dem Weg zum blauen Riesenstern ist der kompakte Begleiter dem starken Sternwind und dem intensiven Licht des Sterns ausgesetzt, wodurch einerseits Teilchen auf hohe Energien beschleunigt und gleichzeitig erzeugt werden können Je nach Ausrichtung des Systems in Bezug auf uns wird es für Gammastrahlen, die von diesen Partikeln erzeugt werden, immer schwieriger, zu entweichen. Das Zusammenspiel dieser beiden Effekte ist die Wurzel des komplexen Modulationsmusters.
Das Gammastrahlensignal ist am stärksten, wenn sich das kompakte Objekt (vermutlich ein Schwarzes Loch) von der Erde aus gesehen vor dem Stern befindet, und am schwächsten, wenn es sich hinter dem Stern befindet. Es wird angenommen, dass die Gammastrahlen als Teilchen erzeugt werden, die in der Sternatmosphäre (dem Sternwind) beschleunigt werden und mit dem kompakten Objekt interagieren. Das kompakte Objekt fungiert als Sonde für die Umgebung des Sterns und zeigt, wie sich das Magnetfeld in Abhängigkeit von der Entfernung vom Stern ändert, indem diese Änderungen im Gammastrahlensignal gespiegelt werden.
Zusätzlich fügt ein geometrischer Effekt dem Fluss der von der Erde beobachteten Gammastrahlen eine weitere Modulation hinzu. Wir wissen, seit Einstein seine berühmte Gleichung (E = mc2) abgeleitet hat, dass Materie und Energie äquivalent sind und dass sich Teilchen- und Antiteilchenpaare gegenseitig vernichten können, um Licht zu geben. Wenn sehr energiereiche Gammastrahlen auf das Licht eines massereichen Sterns treffen, können sie symmetrisch in Materie umgewandelt werden (in diesem Fall ein Elektron-Positron-Paar). Das Licht des Sterns ähnelt also für Gammastrahlen einem Nebel, der die Quelle der Gammastrahlen maskiert, wenn sich das kompakte Objekt hinter dem Stern befindet und die Quelle teilweise verdunkelt. "Die periodische Absorption von Gammastrahlen ist ein schönes Beispiel für die Erzeugung von Materie-Antimaterie-Paaren durch Licht, verdeckt jedoch auch die Sicht auf den Teilchenbeschleuniger in diesem System", sagte Guillaume Dubus, Astrophysikalisches Labor des Grenoble-Observatoriums, LAOG.
Originalquelle: PPARC-Pressemitteilung
