Etwa 4.500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Cygnus befindet sich eine veritable Sternenfabrik namens Cygnus X. Eine davon hat schätzungsweise genug „Rohstoffe“, um bis zu zwei Millionen Sonnen zu erschaffen. Im Mutterleib gefangen sind Sternhaufen und OB-Assoziationen. Von besonderem Interesse ist einer mit der Bezeichnung Cygnus OB2, der 65 der heißesten, größten und gemeinsten bekannten O-Typ-Sterne beherbergt – und fast 500 B-Mitglieder. Die O-Jungs sprengen in intensiven Ausströmen Löcher in die Staubwolken und stören die kosmische Strahlung. Nun zeigt uns eine Studie mit Daten des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops der NASA, dass diese Störung bis zu ihrer Quelle zurückverfolgt werden kann.
Die Cygnus-X-Region wurde vor etwa 60 Jahren in Radiofrequenzen entdeckt und ist seit langem von Interesse, aber bei optischen Wellenlängen staubverhüllt. Durch den Einsatz des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops der NASA können Wissenschaftler jetzt hinter die Verdunkelung blicken und durch Gammastrahlenbeobachtungen einen Blick auf das Herz werfen. In Sternentstehungsregionen wie Cygnus X werden subatomare Teilchen produziert und diese kosmische Strahlung schiessen mit Lichtgeschwindigkeit durch unsere Galaxie. Wenn sie mit interstellarem Gas kollidieren, zerstreuen sie sich – was es unmöglich macht, sie bis zu ihrem Ursprungsort zu verfolgen. Dieselbe Kollision erzeugt jedoch eine Gammastrahlenquelle … eine, die erkannt und lokalisiert werden kann.
„Die besten Kandidatenstandorte der Galaxie für die Beschleunigung der kosmischen Strahlung sind die sich schnell ausdehnenden Schalen aus ionisiertem Gas und Magnetfeld, die mit Supernova-Explosionen verbunden sind.“ sagt das FERMI-Team. „Für Sterne ist Masse Schicksal, und die massereichsten – bekannt als Typen O und B – leben schnell und sterben jung.“
Da diese Sterntypen nicht sehr verbreitet sind, werden Regionen wie Cygnus X zu wichtigen Sternlabors. Seine intensiven Abflüsse und seine enorme Masse erfüllen das Rezept für das Studium. Innerhalb seiner ausgehöhlten Wände befinden sich Sterne in Schichten aus dünnem, heißem Gas, das von Bändern aus kühlem, dichtem Gas umgeben ist. In diesem speziellen Bereich zeichnet sich die LAT-Instrumentierung von Fermi aus – sie erkennt eine unglaubliche Menge an Gammastrahlen.
„Wir sehen junge kosmische Strahlung mit Energien, die mit denen vergleichbar sind, die von den stärksten Teilchenbeschleunigern der Erde erzeugt werden. Sie haben gerade ihre galaktische Reise begonnen, sie bewegen sich im Zickzack von ihrem Beschleuniger weg und produzieren Gammastrahlen, wenn sie Gas oder Sternenlicht in den Hohlräumen treffen“, sagte Co-Autor Luigi Tibaldo, Physiker an der Universität Padua und dem italienischen Nationalinstitut für Kernphysik.
Diese hochbeschleunigten Teilchen werden vom LAT mit bis zu 100 Milliarden Elektronenvolt getaktet und enthüllen den extremen Ursprung der Gammastrahlung. Sichtbares Licht beträgt zum Beispiel nur zwei bis drei Elektronenvolt! Aber warum ist Cygnus X so besonders? Es wickelt seine Quellen in komplexe Magnetfelder ein und hält die meisten davon ab, zu entkommen. Alles dank dieser massereichen Sterne…
„Diese Stoßwellen rühren das Gas und verdrehen und verwirren das Magnetfeld in einem Whirlpool im kosmischen Maßstab, sodass die junge kosmische Strahlung, die frisch von ihren Beschleunigern ausgestoßen wurde, in diesem Aufruhr gefangen bleibt, bis sie in ruhigere interstellare Regionen austreten kann, wo sie mehr strömen können frei“, sagte Co-Autorin Isabelle Grenier, Astrophysikerin an der Pariser Diderot University und der Atomic Energy Commission in Saclay, Frankreich.
Die Geschichte hat jedoch noch mehr zu bieten. Der Supernova-Überrest von Gamma Cygni ist ebenfalls in der Nähe und könnte die Ergebnisse ebenfalls beeinflussen. Zu diesem Zeitpunkt geht das Fermi-Team davon aus, dass es den anfänglichen „Kokon“ geschaffen haben könnte, der die kosmische Strahlung an Ort und Stelle hält, aber sie räumen auch ein, dass die beschleunigten Teilchen durch mehrere Wechselwirkungen mit Sternwinden entstanden sein könnten.
„Ob die Teilchen in diesem Kokon weiter Energie gewinnen oder verlieren, muss untersucht werden, aber seine Existenz zeigt, dass die Geschichte der kosmischen Strahlung viel ereignisreicher ist als ein zufälliger Spaziergang von ihren Quellen“, fügte Tibaldo hinzu.
Quelle der Originalgeschichte: NASA Fermi News .