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XMM
Die Röntgenschweife von Geminga
von Stefan Deiters
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4. August 2003

In nur rund 500 Lichtjahren Entfernung befindet sich Geminga - ein 350.000 Jahre alter Neutronenstern, der mit einer Geschwindigkeit von 120 Kilometern pro Sekunde durchs All rast. Astronomen entdeckten nun mit Hilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton, dass der Stern zwei Röntgenschweife hinter sich herzieht. Die Forscher hoffen auf neue Erkenntnisse über diese exotischen Objekte.

Geminga

XMM-Newton-Aufnahme von Geminga mit den beiden Röntgenschweifen. Foto: ESA

Neutronensterne sind die dichten Überreste eines explodierten Sterns. Sie haben nur einen Durchmesser von vielleicht 20 bis 30 Kilometern und mehr Masse als unsere Sonne. Der Neutronenstern namens Geminga ist der Erde mit nur 500 Lichtjahren Entfernung am nächsten. Normalerweise verraten sich Neutronensterne als pulsierende, Leuchtturm-artige Quellen im Radiobereich, doch Geminga ist "radioleise". Allerdings sendet der Stern periodisch starke Gammastrahlen aus, was ihn zu einer der stärksten Gammastrahlenquellen am Himmel macht. Geminga ist ein seltenes Beispiel für eine Gammastrahlenquelle, bei der man sich sicher ist, was für ein astronomisches Objekt sich dahinter verbirgt.

Der Neutronenstern dürfte vor 350.000 Jahren entstanden sein und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 120 Kilometern pro Sekunde durchs All. Dadurch erzeugt er eine gewaltige Schockwelle, die das interstellare Medium, das Gas der Umgebung sowie das starke Magnetfeld des Sterns komprimiert. Die von einer Gruppe europäischer Astronomen mit dem ESA-Röntgenteleskop XMM-Newton beobachteten Röntgenschweife entstehen - so aktuelle Modellrechnungen der Forscher - durch hochenergetische Elektronen, die in dem ausgedehnten Magnetfeld gefangen sind, in ihm herumspiralen und dabei Röntgenstrahlung aussenden.

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Die Elektronen selbst dürften in der dichten Umgebung des Neutronensterns entstehen: Geminga dreht sich einmal in einer Viertelsekunde um die eigene Achse und erzeugt damit eine äußerst exotische Umgebung: Elektronen und Positronen werden hier zu extremen Geschwindigkeiten beschleunigt. So energiereich werden sie zur Quelle von hochenergetischer Gammastrahlung. Ursprünglich waren die Forscher davon ausgegangen, dass alle Elektronen in Gammastrahlen umgewandelt werden, doch scheint es einigen zu gelingen, aus dieser extremen Region zu entkommen, um den beobachteten Röntgenschweif zu bilden.

"Es ist schon erstaunlich, dass es solchen energiereichen Elektronen tatsächlich gelingt, zu entkommen und die Röntgenschweife zu bilden", so Patrizia Caraveo vom Institutio di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica in Milan. "Die Elektronen im Schweif haben eine Energie, die in etwa der Energie entsprechen sollte, die maximal in der Umgebung von Geminga erreichbar ist." Die beobachteten Schweife sind die hellen Ränder einer dreidimensionalen Schockwelle, die man sich ähnlich vorstellen kann, wie die Bugwelle eines Schiffes. Sie erstrecken sich über rund drei Millionen Kilometer.

Die Erforschung von Geminga ist für die Astronomen ein wichtiger Schritt zur Enthüllung des wahren Charakters weiterer Gammastrahlenquellen, bei denen es sich auch um radioleise Neutronensterne handeln könnte. Geminga wurde 1973 mit einem NASA-Satelliten im Sternbild Zwilling (Gemini) entdeckt und erhielt von seinem Entdecker den Namen Geminga, was für "Gemini gamma ray source" steht.

Links im WWW
XMM Newton, europäischer Röntgensatellit
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