Es scannt alle drei Stunden den gesamten sichtbaren Himmel. Seine Aufgabe ist es, Licht zu sammeln – aber nicht irgendein Licht. Was für unsere Augen sichtbar ist, beträgt im Durchschnitt etwa 2 und 3 Elektronenvolt, aber das Fermi Gamma-Ray-Weltraumteleskop der NASA wirft einen tiefen Blick in einen höheren Bereich … den elektromagnetischen Bereich. Hier braucht die Energie keinen Schub. Es knallt Gammastrahlen mit Energien von 20 Millionen bis über 300 Milliarden Elektronenvolt (GeV) heraus. Nach drei Jahren Raumzeit hat das Fermi Large Area Telescope (LAT) seine erste Zählung dieser extremen Energiequellen durchgeführt.
Während seiner aktuellen Betriebszeit hat Fermi ein immer tieferes Porträt des Gammastrahlenhimmels gemalt. Selbst bei der riesigen Datenmenge, die über das 180-Minuten-Fenster einströmt, sind hochenergetische Ereignisse nicht üblich. Bei Quellen über 10 GeV erkennt selbst Fermis LAT etwa dreimal im Jahr nur eine Quelle.
„Vor Fermi kannten wir nur vier diskrete Quellen über 10 GeV, alles Pulsare“, sagte David Thompson, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Mit dem LAT haben wir Hunderte gefunden und wir zeigen erstmals, wie vielfältig der Himmel bei diesen hohen Energien ist.“
Was genau ist da draußen, das einen so leistungsstarken Prozess erzeugen kann? Wenn es um Gammastrahlung geht, sind mehr als die Hälfte der fast 500 Ergebnisse von Fermi aktive Galaxien, in denen Materie, die in ihre zentralen supermassiven Schwarzen Löcher fällt, intensive Jets erzeugt, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausspeien. Ein kleiner Teil – etwa 10 % – der Volkszählung gehört zu Quellen innerhalb der Milchstraße. Dies sind Pulsare, Supernova-Trümmer und eine Handvoll Doppelsysteme, die massereiche Sterne beherbergen. Wirklich interessant ist der Anteil an völlig unidentifizierbaren Quellen, der etwa ein Drittel der Ergebnisse ausmacht. Sie haben einfach keine spektroskopischen Gegenstücke und Astronomen hoffen, dass diese höheren Energiequellen ihnen neues Material liefern, mit dem sie ihre Ergebnisse vergleichen können.
Neue Quellen tauchen auf und alte Quellen verblassen, während sich der Blick der LAT auf höhere Energien erstreckt. Quelle: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration und A. Neronov et al.
Wenn es ans Licht kommt – halten Sie sich an die Regeln. So wie wir wissen, dass Infrarotlichtquellen bei Betrachtung im Ultraviolett verblassen, können Gammastrahlenquellen über 1 GeV bei Betrachtung mit höheren oder „härteren“ Energien spurlos verschwinden. „Ein Beispiel ist die bekannte Radiogalaxie NGC 1275, die eine helle, isolierte Quelle unter 10 GeV ist.“ sagt das Fermi-Team. “ Bei höheren Energien verblasst es merklich und eine andere Quelle in der Nähe beginnt zu erscheinen. Oberhalb von 100 GeV wird NGC 1275 von Fermi nicht nachweisbar, während die neue Quelle, die Radiogalaxie IC 310, hell erstrahlt.“ Die Fermi-Hard-Source-Liste ist das Produkt eines internationalen Teams unter der Leitung von Pascal Fortin vom Laboratoire Leprince-Ringuet der Ecole Polytechnique in Palaiseau, Frankreich, und David Paneque vom Max-Planck-Institut für Physik in München.
Mehr als die Hälfte der Quellen über 10 GeV sind aktive Galaxien, die von Schwarzen Löchern angetrieben werden. Mehr als ein Drittel der Quellen sind völlig unbekannt und haben kein identifiziertes Gegenstück in anderen Teilen des Spektrums. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Die neue Fermi-Zählung wird eine einzigartige Quelle für Vergleichsinformationen sein, um bodengestützte Einrichtungen namens Atmospheric Cherenkov Telescopes zu unterstützen. Diese Quellen haben 130 Gammastrahlenquellen mit Energien über 100 GeV bestätigt. Dazu gehören das Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope (MAGIC) auf La Palma auf den Kanarischen Inseln, das Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) in Arizona und das High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) in Namibia.
„Unser Katalog wird einen erheblichen Einfluss auf die Arbeit bodengestützter Einrichtungen haben, indem er sie auf die wahrscheinlichsten Orte hinweist, an denen Gammastrahlenquellen mit einer Emission von über 100 GeV gefunden werden“, sagte Paneque.
Aber große bodengestützte Teleskope haben große Einschränkungen. In diesem Fall ist ihr Sichtfeld sehr eingeschränkt und sie können nicht bei Tageslicht, Vollmond oder schlechtem Wetter arbeiten. Aber zähle sie nicht aus.
„Da Fermis Belichtung unsere Sicht auf harte Quellen ständig verbessert, werden bodengebundene Teleskope empfindlicher für Gammastrahlen mit niedrigerer Energie, was es uns ermöglicht, diese beiden Energiebereiche zu überbrücken“, fügte Fortin hinzu.
Quelle der Originalgeschichte: NASA Fermi-Pressemitteilung . Zum Weiterlesen: Großes Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Teleskop (MAGIC) auf La Palma auf den Kanarischen Inseln , Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) in Arizona und Stereoskopisches Hochenergiesystem (H.E.S.S.) in Namibia . Für weitere Bilder: Fermi Bilder .