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SWIFT & FERMI
Feuerwerk von einem Sternenrest
von Stefan Deiters
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11. Februar 2009

Dem NASA-Satelliten Swift und dem Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi ist ein seltener Neutronenstern ins Netz gegangen: Die Astronomen konnten eine große Zahl von Ausbrüchen im Gamma- und Röntgenstrahlenbereich von dem rund 30.000 Lichtjahre entfernten Sternenrest beobachten. Bei dem Objekt mit der Bezeichnung SGR J1550-5418 handelt es sich um einen sogenannten Soft Gamma-Ray Repeater.

SGR J1550-5418

Das Röntgenteleskop an Bord von Swift beobachtete Strukturen um SGR J1550-5418, die wie ein sich ausbreitender Halo aussehen. Es handelt sich allerdings um Lichtechos. Bild: NASA / Swift /Jules Halpern (Columbia Univ.) [Bildsequenz]

"Zeitweise konnten wir von diesem bemerkenswerten Objekt mehr als Hundert Ausbrüche innerhalb von nur 20 Minuten beobachten", beschreibt Loredana Vetere, die die Beobachtungen mit Swift an der Pennsylvania State University koordiniert. "Bei den intensivsten Ausbrüchen wurde mehr Energie abgestrahlt als es unsere Sonne in 20 Jahren macht."

Das Objekt im südlichen Sternbild Winkelmaß war den Astronomen schon seit einiger Zeit als Röntgenquelle bekannt. In den vergangenen zwei Jahren beobachteten die Wissenschaftler Pulsationen im Radio- und Röntgenbereich. Anfang Oktober 2008 begannen dann eine Serie von leichten Ausbrüchen, die aber schließlich wieder einschliefen. Am 22. Januar dieses Jahres meldete sich das Objekt mit einer intensiven Eruptionsphase zurück.

Die Ausbrüche in jüngster Vergangenheit führten dazu, dass die Astronomen das Objekt künftig als sogenannten Soft Gamma-Ray Repeater führen. Dabei handelt es sich um eine seltene Klasse von Neutronensternen. Er erhielt die Bezeichnung SGR J1550-5418 Der Ausbruch eines anderen Soft Gamma-Ray Repeaters im Jahr 2004 war so energiereich, dass er sogar messbar die obere Erdatmosphäre beeinflusst hat - obwohl das Objekt 50.000 Lichtjahre von uns entfernt war.

Bei Soft Gamma-Ray Repeatern handelt es sich nach Ansicht der Forscher um Neutronensterne, die sich um die eigene Achse drehen und ein etwa 1.000-mal stärkeres Magnetfeld haben als gewöhnliche Neutronensterne. Neutronensterne entstehen als Überrest einer Supernova-Explosion eines massereichen Sterns. Ein Neutronenstern ist massereicher als unsere Sonne, hat aber einen Durchmesser von gerade einmal vielleicht 20 Kilometern.

Mit einem 1.000-mal stärkeren Magnetfeld als gewöhnliche Neutronensterne gehören die Soft Gamma-Ray Repeater zu den sogenannten Magnetaren, den Objekten mit den stärksten Magnetfeldern im Universum. SGR J1550-5418 dreht sich alle 2,07 Sekunden um die eigene Achse und rotiert damit sogar schneller, als SGR 1627-41, von dessen Beobachtung mit dem europäischen Röntgenteleskop XMM-Newton wir im vergangenen Monat berichteten. Dies macht ihn zum sich am schnellsten drehenden Magnetar. Die Energie für die Ausbrüche stammt, so die Theorie der Wissenschaftler, von den gewaltigen Magnetfeldern dieser Objekte.

"Die Möglichkeit, mit dem Gamma-Ray-Burst-Monitor auf Fermi die feine Struktur dieser Ereignisse aufzulösen, wird uns helfen herauszufinden, wie Magnetare diese Energie freisetzen", erklärt Chryssa Kouveliotou vom NASA Marshall Space Flight Center in Huntsville. Der Burst-Monitor hat wegen SGR J1550-5418 seit dem 22. Januar mehr als 95 Mal angeschlagen.

Mit Hilfe des Röntgenteleskops an Bord des Satelliten Swift konnte Jules Halpern von der Columbia University die ersten "Lichtechos" aufnehmen, die von einem Soft Gamma-Ray Repeater beobachtet wurden. Auf Bildern, die zu Beginn der letzte Ausbruchsphase gemacht wurden, sind Strukturen zu erkennen, die wie sich ausbreitende Halos um das Objekt aussehen. Sie entstehen durch Röntgenstrahlen, die mit Staubwolken in unterschiedlichen Entfernungen wechselwirken. Die Ringe und ihre vermeintliche Ausdehnung sind allerdings nur eine Illusion, die sich durch die endliche Lichtgeschwindigkeit erklärt. Das Licht, das zunächst an Staubwolken gestreut wird, braucht einfach länger, um uns zu erreichen. 

"Röntgenstrahlen von den hellsten Ausbrüchen werden durch Staubwolken, die zwischen uns und dem Stern liegen gestreut", erklärt Halpern. "Das führt dazu, dass wir die Entfernung zu diesem Objekt nicht so genau kennen, wie wir sie gerne kennen würden. Die Bilder werden uns aber dabei helfen, präzisere Messungen zu machen und auch die Entfernung der Staubwolken zu bestimmen."

Ausbrüche von SGR J1550-5418 wurden nicht nur von Fermi und Swift beobachtet, sondern auch vom japanisch-amerikanischen Satelliten Wind sowie vom europäischen Weltraumteleskop Integral

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siehe auch
Magnetare: Alle 2,6 Sekunden um die eigene Achse - 15. Januar 2009
Fermi: Erster Gammastrahlen-Pulsar entdeckt - 17. Oktober 2008
Links im WWW
Fermi Gamma-ray Space Telescope
Swift
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