WISE
Ein Himmel voller Blazare
von Stefan Deiters
astronews.com
13. April 2012

Astronomen suchen in den Daten des Infrarot-Surveyteleskops WISE nach einer bestimmten Klasse von aktiven Galaxienkernen, nach sogenannten Blazaren. Obwohl WISE eigentlich gar nicht dafür ausgelegt war, diese energiereichen Objekte aufzuspüren, haben die Wissenschaftler schon mehr als 200 Blazare entdeckt. Tausende könnten sich noch in den Daten verbergen.

Blazare sind aktive Galaxienkerne, deren Jet direkt auf die Erde gerichtet ist. Bild: NASA/JPL-Caltech

Blazare gehören mit zu den energiereichsten Objekten im Universum. Sie zählen zur Klasse der aktiven Galaxienkerne, bestehen also aus einem supermassereichen Schwarzen Loch, das gerade mit einer hohen Rate Material verschlingt. Dieses sammelt sich - bevor es in der Schwerkraftfalle verschwindet - in einer riesigen Scheibe um das Schwarze Loch, heizt sich auf extreme Temperaturen auf und sendet daher eine intensive Strahlung aus. Senkrecht zu dieser Scheibe schießen oft eng gebündelte Teilchenstrahlen mit hoher Geschwindigkeit ins All, sogenannte Jets. Sind diese Jets genau auf die Erde gerichtet, spricht man von einem Blazar.

"Blazare sind ausgesprochen selten, da es nicht häufig vorkommt, dass der Jet aus der Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs direkt in Richtung Erde zeigt", erläutert Francesco Massaro vom Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology in Kalifornien. "Wir hatten die verrückte Idee, die Infrarotbeobachtungen von WISE, die man normalerweise mit Phänomenen deutlich niedrigerer Energie in Verbindung bringt, zu nutzen, um hochenergetische Blazare zu finden. Und das hat besser funktioniert, als wir gehofft hatten."

Die Daten dürften den Wissenschaftlern helfen, die physikalischen Vorgänge rund um diese Objekte besser zu verstehen und damit auch mehr über supermassereiche Schwarze Löcher und ihre Entwicklung im jungen Universum zu lernen. Das Infrarot-Surveyteleskop WISE hatte im Laufe des Jahres 2010 den gesamten Himmel im Infraroten erfasst. Inzwischen haben Astronomen aus diesen Daten einen Katalog von mehreren Hundertmillionen Objekten ganz unterschiedlicher Art erstellt, der im vergangenen Monat veröffentlicht wurde (astronews.com berichtete). Im vergangenen Jahr hatte das WISE-Team interessierten Wissenschaftlern bereits einen ersten Datensatz daraus zur Verfügung gestellt.

Diese ersten Daten haben Massaro und seine Kollegen für ihre Blazar-Suche verwendet. Infrarotbeobachtungen werden eigentlich gemacht, um die schwache Wärmestrahlung von kühlen Objekten zu erfassen. Blazare hingegen sind alles andere als kühl, sondern so heiß, dass sie Gammastrahlen aussenden. Allerdings lässt sich bei ihnen auch eine ganz bestimmte Infrarotsignatur feststellen, die entsteht, wenn Teilchen in ihren Jets auf annährend Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden.

In den vergangenen Jahren waren mit speziellen Gammastrahlen-Teleskopen wie dem NASA-Weltraumteleskop Fermi Hunderte punktförmige Gammastrahlenquellen am Himmel entdeckt worden, bei denen es sich um Blazare handeln könnte. Für eine sichere Identifizierung waren allerdings noch weitere Beobachtungen nötig. Und hier kamen nun die WISE-Beobachtungen ins Spiel. Massaro und sein Team suchte im WISE-Katalog nach der typischen Infrarotsignatur von Blazaren an den Positionen von mehr als 300 dieser mysteriösen Gammastrahlenquellen. Auf diese Weise konnten die Forscher dann tatsächlich zeigen, dass es sich bei etwas mehr als der Hälfte davon tatsächlich mit großer Wahrscheinlichkeit um Blazare handelt.

"Dies ist ein wichtiger Schritt, um hinter das Geheimnis vieler bislang mysteriöser Gammastrahlenquellen zu kommen", so Teammitglied Raffaele D'Abrusco vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge. "Der Infrarotblick von WISE hilft uns tatsächlich dabei, den Gammastrahlenhimmel besser zu verstehen."

Die Astronomen konnten in den Daten zudem 50 weitere Blazarkandidaten aufspüren und fanden auch mehr als 1.000 schon bekannte Blazare. Mit der neuen Technik sollten sich in dem nun verfügbaren WISE-Gesamtkatalog noch mehrere Tausend weitere Blazare entdecken lassen. "Wir hatten beim Bau von WISE keine Vorstellung davon, dass sich damit einmal unzählige Blazare aufspüren lassen würden", so Peter Eisenhardt, WISE-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Das ist das Schöne an solchen Durchmusterungen des gesamten Himmels. Man kann damit die Natur von fast jedem Phänomen im Universum erforschen."