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Energiereiche Gamma-Quelle verwirrt Astronomen

Erstellt von: Dr. Rainer Kayser | | Forschung und neue Erkenntnisse

Die über 7,4 Milliarden Lichtjahre entfernte Strahlungsquelle PKS 1424+240 sendet mehr hochenergetische Gammastrahlung zur Erde, als den Astronomen lieb ist. Über die große Entfernung hinweg müsste ein großer Teil der Gammastrahlung verloren gehen. Doch es kommt mehr Strahlung auf der Erde an, als die theoretischen Modelle vorhersagen, berichtet ein Forscherteam aus den USA im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“.

PKS 1424+240 ist ein so genannter Blazar, ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer fernen Galaxie. Durch den Einfall von Materie aus der Umgebung erzeugen solche Schwarzen Löcher große Mengen an Energie. Starke Magnetfelder lenken einen Teil der einfallenden Materie ab und schleudern sie in eng gebündelten Strahlen – den „Jets“ – weit ins Weltall hinaus. Bei Blazaren liegt die Erde genau in Richtung eines solchen Jets, deshalb empfangen die Astronomen von diesen Objekten besonders energiereiche Strahlung.

Hochenergetische Gammastrahlung kann sich im Kosmos jedoch nur begrenzt ausbreiten. Treffen Photonen – also Strahlungsquanten – der Gammastrahlung auf Photonen des extragalaktischen Hintergrundlichts, so vernichten sie sich gegenseitig und erzeugen dabei ein Elektron-Positron-Paar. David Williams von der University of California in Santa Cruz und seinem Team ist es nun erstmals gelungen, eine Bestimmung der Entfernung für PKS 1424+240 vorzunehmen. Mindestens 7,4 Milliarden Lichtjahre ist das Objekt entfernt – ein neuer Rekord für Blazare. Doch aus dieser Entfernung sollte kaum noch hochenergetische Gammastrahlung auf der Erde eintreffen.

Zwei mögliche Erklärungen sehen Williams und seine Kollegen: Entweder sind die Modelle für das von Sternen und Galaxien stammende extragalaktische Hintergrundlicht falsch – oder die Modelle für die Erzeugung der hochenergetischen Strahlung. „Natürlich gibt es auch exotischere Erklärungsmöglichkeiten“, sagt Williams. Denkbar wäre etwa, dass sich Gammastrahlen über große Entfernungen anders ausbreiten, als es das Standardmodell der Physik voraussagt. „Ich halte es jedoch für verfrüht, jetzt schon über solche Möglichkeiten zu spekulieren.“ Zunächst gelte es, die Entfernung weiterer Blazare zu bestimmen und bessere Modelle für das extragalaktische Hintergrundlicht zu entwickeln.

Quelle: arxiv.org/abs/1304.4859