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MAGIC
Gammalicht von entferntem Blazar
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Physik
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4. November 2016

Astronomen haben erstmals hochenergetische Gammastrahlung von einem weit entfernter Blazar messen können. Die Größe des Gammastrahlen-Universums hat sich mit diesen Beobachtungen praktisch verdoppelt. Möglich wurden die Messungen dank der MAGIC-Teleskope auf der Kanareninsel La Palma und der Hilfe von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. 

MAGIC

Die MAGIC-Teleskope auf La Palma. Foto: Robert Wagner  [Gesamtansicht]

Astronomen ist es jetzt gelungen, die Strahlung einer gewaltigen Explosion in der Nähe eines weit entfernten supermassereichen Schwarzen Lochs zu beobachten. Bei dem ins Visier genommenen Objekt QSO B0218+357 handelt es sich um einen Blazar, eine besondere Spezies eines aktiven Schwarzen Lochs.

Man geht heute davon aus, dass sich im Zentrum aller Galaxien ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet. Schwarze Löcher, in die gerade Materie stürzt, nennt man aktiv. Sie stoßen dabei extrem helle gebündelte Partikelstrahlen, sogenannte Jets, aus. Weisen diese Ausbrüche in Blickrichtung der Erde, spricht man von einem Blazar. Das von den Astronomen beobachtete Ereignis fand vor sieben Milliarden Jahren statt, als das Universum nicht einmal halb so alt war wie heute.

"Entdeckt wurde der Blazar am 14. Juli 2014 zunächst vom Large Area Telescope (LAT) des Fermi-Satelliten", erläutert Razmik Mirzoyan, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Physik und Sprecher der MAGIC-Kollaboration. "Sofort nahmen die auf der Erde stationierten Gammastrahlenteleskope den Blazar ins Visier, um mehr über das Objekt zu erfahren."

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Eines dieser Teleskope war MAGIC auf der Kanareninsel La Palma, das auf sehr energiereiche Gammastrahlen spezialisiert ist: Es kann Photonen – Lichtteilchen – einfangen, deren Energie 100 Milliarden mal größer ist, als die von unserer Sonne ausgesandten und tausendfach größer als die von Fermi-LAT gemessenen. Allerdings hatten die MAGIC-Wissenschaftler zunächst Pech: Wegen Vollmond konnte das Teleskop in der fraglichen Zeit nicht in Betrieb gehen.

Elf Tage später erhielt MAGIC jedoch eine zweite Chance. Denn die von QSO B0218+357 freigesetzten Gammastrahlen gelangten nicht nur auf direktem Weg zur Erde: Eine Milliarde Jahre nach ihrem Aufbruch erreichten sie die Galaxie B0218+357G. Dort kam Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie ins Spiel. Sie besagt, dass eine große Masse im Universum, zum Beispiel eine Galaxie, Licht eines dahinter liegenden Objekt ablenkt. Außerdem wird das Licht wie in einer gigantischen optischen Linse gebündelt – einem entfernten Beobachter erscheint das Objekt viel heller, aber auch verzerrt. Außerdem passieren die Lichtstrahlen die Linse je nach Blickwinkel unterschiedlich schnell.

Diese Gravitationslinse war der Grund, das MAGIC QSO B0218+357 – und damit das weiteste Objekt im hochenergetischen Gammastrahlenspektrum – doch noch messen konnte. "Von Beobachtungen von Fermi und Radioteleskopen im Jahr 2012 wussten wir, dass die Photonen, die den längeren Weg nahmen, elf Tage später ankommen würden", sagt Julian Sitarek von der Universität Łódz in Polen, der die Studie geleitet hat. "So konnten wir das erste Mal beobachten, dass hochenergetische Photonen von einer Gravitationslinse abgelenkt werden."

Dass energiereiche Gammastrahlen eines entfernten Himmelskörpers die Erdatmosphäre erreichen, ist alles andere als selbstverständlich. Das Weltall ist angefüllt mit Photonen niedriger Energie, die von Galaxien und Sternen stammen. "Viele Gammastrahlen gehen verloren, wenn sie mit diesen Photonen wechselwirken", so Mirzoyan. "Mit der MAGIC-Beobachtung hat sich der Bereich des Universums, den wir mit Gammastrahlen erschließen können, verdoppelt."

Die Tatsache, dass das Licht zum berechneten Zeitpunkt auf der Erde ankam, könnte einige Theorien über die Struktur des Vakuums ins Wanken bringen – allerdings sind dafür weitere Untersuchungen erforderlich. "Derzeit verweist die Beobachtung auf neue Möglichkeiten für Hochenergie-Gammastrahlen-Observatorien – und setzt ein Ausrufezeichen für die nächste Generation von Teleskopen im CTA-Projekt", resümiert Mirzoyan.

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.

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siehe auch
MAGIC: Gammalicht von einer aktiven Galaxie - 17. Dezember 2015
MAGIC: Pulsar im Krebsnebel gibt Rätsel auf - 29. März 2012
La Palma: Zweites MAGIC-Teleskop vor "First Light" - 15. April 2009
MAGIC: Unerwartete Transparenz für Gammastrahlen - 27. Juni 2008
MAGIC: Neues Fenster zum Universum - 13. Oktober 2003
Links im WWW
Fachartikel in Astronomy & Astrophysics
Max-Planck-Institut für Physik
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